胡晨 曾慶湖

（番禺珠江鋼管（珠海）有限公司 廣東珠海 519050）

海洋工程結(jié)構(gòu)鋼管JCOE工藝技術(shù)研究

胡晨 曾慶湖

（番禺珠江鋼管（珠海）有限公司 廣東珠海 519050）

采用DH36熱軋鋼板經(jīng)JCOE工藝制成直縫埋弧焊接鋼管，主要從外觀尺寸、拉伸和沖擊理化性能以及擴(kuò)徑前后的變化等幾個(gè)方面進(jìn)行考察，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，其結(jié)果符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范API Spec 2B和API RP 2A-WSD，能夠達(dá)到海洋工程結(jié)構(gòu)管的要求，為JCOE工藝技術(shù)在海洋工程結(jié)構(gòu)管中的應(yīng)用提供了可行性理論指導(dǎo)和必要的技術(shù)支持。

海洋工程結(jié)構(gòu)管；JCOE工藝；擴(kuò)徑；外觀尺寸；理化性能

1 前言

目前，海洋工程結(jié)構(gòu)管多數(shù)采用傳統(tǒng)的RB成型[1]、結(jié)合單絲多層多道焊接工藝，且一般不采用擴(kuò)徑工藝。RB成型是三輥連續(xù)輥壓彎曲成型，鋼管成型過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力分布較均勻[1]，但由于上輥限制，其加工管材長(zhǎng)度一般在3～6m之間，往往在成型焊接后還要組拼對(duì)接環(huán)焊才能達(dá)到長(zhǎng)度要求，且不能生產(chǎn)直徑相對(duì)較小、壁厚較大的鋼管，管坯焊接后應(yīng)力大、易錯(cuò)邊，生產(chǎn)效率較低。

JCOE工藝相對(duì)RB成型工藝，單支管長(zhǎng)度可達(dá)12.5m，配套全長(zhǎng)機(jī)械冷擴(kuò)徑工藝，能有效降低鋼管局部殘余應(yīng)力及JCO成型過(guò)程中包辛格效應(yīng)的負(fù)面影響，改善鋼管內(nèi)應(yīng)力分布狀態(tài)，消除應(yīng)力腐蝕源[2～3]；其生產(chǎn)方式靈活，既可大批量生產(chǎn)，也可制造小批量產(chǎn)品；既可生產(chǎn)大口徑、高強(qiáng)度、厚壁鋼管，也可生產(chǎn)中小口徑（406mm）、厚壁鋼管，且核心技術(shù)均采用自動(dòng)控制，機(jī)械化程度高，不但在生產(chǎn)效率上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，而且符合國(guó)家節(jié)能減排的相關(guān)政策。

2 制造工藝、試驗(yàn)材料與制管標(biāo)準(zhǔn)

2.1 制造工藝

采用JCOE制管工藝，主要流程為：鋼板上料及尺寸檢驗(yàn)→超聲波探傷→焊引熄弧板→銑邊→預(yù)彎→JCO成型→預(yù)焊→內(nèi)焊→外焊→去引熄弧板→自動(dòng)和手工UT→RT→擴(kuò)徑→管端加工→手工UT→管端拍片→外觀尺寸檢驗(yàn)→標(biāo)志→成品存儲(chǔ)與發(fā)運(yùn)。

2.2 試驗(yàn)材料與制管標(biāo)準(zhǔn)

試驗(yàn)材料采用強(qiáng)度等級(jí)為GB712-2011 DH36的熱軋鋼板，用于制造φ762×32×7860mm和φ406×13×9750mm兩種規(guī)格鋼管，制管標(biāo)準(zhǔn)為API Spec 2B和API RP 2A-WSD。

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

3.1 外觀尺寸

鋼管外觀尺寸主要從外周長(zhǎng)、橢圓度和直線度來(lái)進(jìn)行考核，見表1。

表1 外觀尺寸

可見，采用JCO成型的鋼管，經(jīng)0.5～0.6％擴(kuò)徑率擴(kuò)徑后，其外觀尺寸均能有效的保證。

3.2 擴(kuò)徑前后壁厚對(duì)比

鋼管擴(kuò)徑后外周長(zhǎng)增大，根據(jù)體積不變的原理，可知鋼管長(zhǎng)度會(huì)縮短同時(shí)壁厚會(huì)減薄[4]，長(zhǎng)度縮短可通過(guò)下料時(shí)預(yù)留余量來(lái)控制，壁厚變化見表2。

可見，擴(kuò)徑后壁厚只是輕微減薄，擴(kuò)徑工藝對(duì)鋼管壁厚未產(chǎn)生明顯影響，符合壁厚公差要求。

3.3 拉伸性能

鋼管拉伸性能包括母材拉伸、焊縫橫向拉伸和全焊縫拉伸，主要測(cè)試鋼管母材橫向、縱向和全焊縫的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率及焊縫橫向抗拉強(qiáng)度，結(jié)果見表3。

表2 擴(kuò)徑前后壁厚對(duì)比

表3 拉伸性能

可見，擴(kuò)徑后管體屈服強(qiáng)度比擴(kuò)徑前略有上升、抗拉強(qiáng)度基本不變，焊縫的拉伸性能基本不變，擴(kuò)徑對(duì)管體和焊縫拉伸性能基本不產(chǎn)生影響。

3.4 沖擊性能

鋼管沖擊性能包括母材和焊縫沖擊，每組取3件全尺寸試樣10×10×55mm，缺口類型為V形，缺口深度2mm，試驗(yàn)溫度-20℃，測(cè)試沖擊吸收功，結(jié)果見表4。

可見，擴(kuò)徑前后管體沖擊功基本不變，焊縫沖擊性能變化不大，擴(kuò)徑對(duì)管體和焊縫沖擊性能基本不產(chǎn)生影響。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）采用JCO成型、0.5～0.6％擴(kuò)徑率工藝生產(chǎn)的鋼管：

①外周長(zhǎng)、橢圓度、直線度結(jié)果良好；鋼管壁厚與鋼板相比，基本未產(chǎn)生變化，鋼管外觀性能均滿足海洋工程結(jié)構(gòu)管的技術(shù)要求。

②拉伸和沖擊性能均能滿足海洋工程結(jié)構(gòu)管的技術(shù)要求。

（2）采用擴(kuò)徑工藝，不會(huì)對(duì)焊縫的性能產(chǎn)生影響。

[1]陳亮亮，王建強(qiáng)，高鋒.海洋工程鋼管成型工藝研究.全國(guó)鋼結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.2008，10.（1）：17～20.

表4 沖擊性能

TG457.6

A

1004-7344（2016）23-0228-02

2016-7-23

胡晨（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事直縫埋弧焊管生產(chǎn)工藝研究和海洋工程結(jié)構(gòu)加工設(shè)計(jì)工作。