输送LNG奥氏体不锈钢管的制造方法与流程

输送lng奥氏体不锈钢管的制造方法
技术领域
1.本发明涉及奥氏体不锈钢管领域，特别是涉及一种输送lng奥氏体不锈钢管的制造方法。


背景技术：

2.奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含cr约18%、ni 8%~25%、c约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体不锈钢材料具有很好的高温性能、耐候性能、低温性能和抗腐蚀性能。奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的类型，该类不锈钢有极好的抗腐蚀性，无磁性和生物相容性，同时组织及性能对温度变化反应小，其生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70％，在石油化工，海洋、仪表制造、食品生物，医学等行业中得到广泛使用。
3.液化天然气(liquefied natural gas，简称lng)作为城市交通能源经济又环保的绿色能源，已得到了广泛的应用。从国内外来看，虽然lng总储量丰富，但分布极不均匀。我国天然气资源主要分布在中西部地区，也有部分分布在近海地区。相比之下，由于人口密集、产业集聚，我国东部地区对天然气资源的需求量较大。要解决这一矛盾，就必须开展lng运输。
4.奥氏体不锈钢管是输送lng的关键部件，一般规格非常大。由于使用环境恶劣，在使用过程中温度范围变化大，承载着巨大压力，因此，奥氏体不锈钢管线对焊接工艺和焊管质量的要求尤为严格。


技术实现要素：

5.本发明主要解决的技术问题是提供一种输送lng奥氏体不锈钢管的制造方法，能够减少了焊接时间，提高了焊接效率，保证了成品质量。
6.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种输送lng奥氏体不锈钢管的制造方法，包括以下步骤：a．原料检查：根据生产计划卡上的规格、牌号到仓库领料，测量校对钢带厚度、宽度是否符合生产计划卡的要求；b．板材探伤：钢带在超声波探伤，板材在多通道超声波检测系统上，探头阵列自动对板材进行单次50mm距离摆扫探伤，对检测有缺陷位置通过编码器自动画上标记，以使后续工序把缺陷切除。
7.c．自动成型：将钢带在制管机完成预成型和成型工序；d．焊枪激光对接：高分辨率激光高速焊缝跟踪，通过在线识别与补偿控制，使焊抢始终对着焊接位置。
8.e．焊接：在制管机上通过自动焊接机进行等离子焊和氩弧焊，等离子焊接的电流210
‑
290a，电压23
‑
32v；氩弧焊焊接的电流170
‑
290a、电压16
‑
22v；制管速度30
‑
65 cm/min，等离子流量4.0
‑
7.0 l/min，正面保护气流量10
‑
25 l/min，背面保护气流量15
‑
30l/min，尾
部保护气流量15
‑
20l/min，等离子气为氩氢混合气，上保护气为纯氩气或者氩氢混合气，背面保护气为纯氩气，尾部保护气为纯氩气；焊接过程中仔细观察内外焊缝质量，进行微调，调整到管材内外焊缝光滑，无咬边，无未焊透；f．固溶处理：根据壁厚选择在线光亮退火处理或者在线固溶处理；g．矫直：在矫直机上进行矫直，若管材弯曲度太大，必须进行人工预矫后才能进矫直机矫直，具体规定管材弯曲度的允许值如下：成品管不大于1mm/m；h．精整：精整固溶和矫直后带来的管口变形，按工艺卡上外径公差，测量公差是否符合公差范围，一端精整好以后再整另一端，并注意防止压制模具擦伤管材表面；i．无损检测：进行水压试验和x射线探伤检测；j．端部加工：在管材上划线切割，切断时，管子和锯条必须保持垂直，保证管子头部切割成直角；k．酸洗钝化：在酸洗池中酸洗，然后通过清水缸清洗后冲洗；酸洗后在脱脂缸中脱脂，脱脂然后通过清水缸清洗后冲洗；l．成品检验：依次进行室温拉伸试验、化学成分测试试验、弯曲试验、铁素体数试验、硬度试验、浸蚀试验、晶间腐蚀、点腐蚀试验和冲击试验在本发明一个较佳实施例中，所述管材材质为tp304，壁厚为6.35mm，步骤e中等离子焊接的电流220
‑
270a，电压23
‑
29v；氩弧焊焊接的电流180
‑
270a、电压17
‑
21v；制管速度40
‑
60 cm/min，等离子流量4.0
‑
6.0 l/min，正面保护气流量15
‑
22 l/min，背面保护气流量15
‑
30l/min，尾部保护气流量15
‑
20l/min。
9.在本发明一个较佳实施例中，所述步骤f中在线固溶温度为1060
±
20℃，固溶速度为40
‑
60 cm/min。
10.在本发明一个较佳实施例中，所述管材材质为n08904，壁厚为4.57mm，步骤e中等离子焊接的电流210
‑
250a，电压23
‑
28v；氩弧焊焊接的电流170
‑
250a、电压16
‑
20v；制管速度45
‑
65 cm/min，等离子流量4.0
‑
6.0 l/min，正面保护气流量10
‑
20 l/min，背面保护气流量15
‑
30l/min，尾部保护气流量15
‑
20l/min。
11.在本发明一个较佳实施例中，所述步骤f中在线固溶温度为1120
±
20℃，固溶速度为45
‑
65 cm/min。
12.在本发明一个较佳实施例中，所述管材材质为s32205，壁厚为9.53mm，步骤e中等离子焊接的电流240
‑
290a，电压24
‑
32v；氩弧焊焊接的电流100
‑
290a、电压18
‑
22v；制管速度30
‑
50cm/min，等离子流量4.0
‑
7.0 l/min，正面保护气流量20
‑
25 l/min，背面保护气流量15
‑
30l/min，尾部保护气流量15
‑
20l/min。
13.在本发明一个较佳实施例中，所述步骤f中在线固溶温度为1060
±
20℃，固溶速度为30
‑
40cm/min。
14.在本发明一个较佳实施例中，所述步骤k中酸洗缸中的酸洗液由以下体积百分比的原料混合均匀制成：氢氟酸5%
‑
8%、硝酸10%
‑
15%，水77%
‑
85%；脱脂缸中的脱脂液由以下体积百分比的原料混合均匀制成：氢氟酸2%
‑
4%、硝酸5%
‑
8%，水88%
‑
93%。
15.本发明的有益效果是：本发明输送lng奥氏体不锈钢管的制造方法，采用制管机组完成焊管的自动成型和焊接，大大缩短不锈钢管线焊接时间，提高生产效率，降低生产成本，采用水压试验和x射线探伤，保证焊管达到标准要求的试验压力和焊缝的无损检测覆盖
率，对焊管成品进行理化试验，试验结果显示成品符合规格要求，焊接质量佳。
具体实施方式
16.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
17.实施例1：一种输送lng奥氏体不锈钢管的制造方法，包括以下步骤：a．原料检查：根据生产计划卡上的规格、牌号到仓库领料，测量校对钢带厚度、宽度是否符合生产计划卡的要求。
18.b．板材探伤：钢带在超声波探伤，板材在多通道超声波检测系统上，探头阵列自动对板材进行单次50mm距离摆扫探伤，对检测有缺陷位置通过编码器自动画上标记，以使后续工序把缺陷切除。
19.c．自动成型：在制管机上完成预成型到成型过程，把钢带送进输送轮、去油污轮、成型轮和制管轮后，要仔细观察各道次的成型情况再进行微调。
20.d．焊枪激光对接：高分辨率激光高速焊缝跟踪，通过在线识别与补偿控制，使焊抢始终对着焊接位置。
21.e．焊接：在制管机上选用等离子焊和氩弧焊完成焊接。焊接过程中仔细观察内外焊缝质量，进行微调。调整到管子内外焊缝光滑，无咬边，无未焊透。
22.自动机组焊接参数：等离子焊的电流：220
‑
270a，电压：23
‑
29v；氩弧焊的电流：180
‑
270a，电压：17
‑
21v；制管速度：40
‑
60cm/min；等离子流量：4.0
‑
6.0l/min；正面保护气流量：15
‑
22l/min，背面保护气流量：15
‑
30l/min，尾部保护气流量：15
‑
20l/min。
23.等离子气的选用氩氢混合气，上保护气选择纯氩气或者氩氢混合气，背面保护气选择纯氩气，尾部保护气选择纯氩气。
24.f．固溶处理：焊管在线固溶处理，温度：1060
±
20℃，固溶速度：40
‑
60 cm/min。生产过程要仔细观察管子表面，要求表面光亮，色泽一致，无划伤等缺陷。
25.g．矫直：在矫直机上进行矫直，若管材弯曲度太大，必须进行人工预矫后才能进矫直机矫直，具体规定管材弯曲度的允许值如下：成品管不大于1mm/m。
26.h．精整：精整固溶和矫直后带来的管口变形，按工艺卡上外径公差，测量公差是否符合公差范围，一端精整好以后再整另一端，并注意防止压制模具擦伤管材表面。
27.i．无损检测：水压试验和x射线探伤：在水压试验机上对焊管进行逐根检验以保证钢管达到标准要求的试验压力；对钢管进行x射线工业电视检查和管端焊缝拍片。保证了焊缝的无损检测覆盖率，若有缺陷，自动报警并喷涂标记，生产工人依此随时调整工艺参数，及时消除缺陷。
28.j．端部加工：在管材上划线切割，切断时，管子和锯条必须保持垂直，保证管子头部切割成直角。
29.k．酸洗钝化：酸洗：酸洗
→
清水缸清洗
→
冲洗；在制品脱脂：脱脂
→
清水缸清洗
→
冲洗；配置新酸时，首先按比例计算出酸缸的容积，然后加入一定量的水，再根据浓度要
求分别加入硝酸和氢氟酸。配制的新缸使用一个班次之后必须每班加酸。酸洗液由以下体积百分比的原料混合均匀制成：氢氟酸5%
‑
8%、硝酸10%
‑
15%、水77%
‑
85%，酸洗液温度≤50℃、时间1
‑
2小时；脱脂缸：脱脂液由以下体积百分比的原料混合均匀制成氢氟酸2%
‑
4%、硝酸5%
‑
8%、水88%
‑
93%，脱脂液温度≤50℃、时间30分钟
‑
1小时；硝酸15%
‑
20%、水：80%
‑
85%、温度≤50℃、时间10
‑
20分钟。
30.l．成品检验：室温拉伸试验，拉伸试验抗拉强度都大于该材料标准要求的最小值(520mpa)，拉伸试验合格，如下表所示：化学成分测试，测定的化学成分含量符合规格书的要求，如下表所示；弯曲试验，弯曲试验件的受弯面无裂纹和其他缺陷，符合规格书的要求，弯曲试验合格，如下表所示：铁素体数试验，焊件接头铁素体数符合规格书的要求(≤7.0fn)，如下表所示：硬度试验，焊件接头硬度符合规格书的要求(最大值≤90hrb)，焊缝根部熔合良好，无未焊透情况出现，如下表所示：晶间腐蚀，焊件无晶间腐蚀裂纹，如下表所示：
冲击实验，冲击试验的试验温度为
‑
196℃，冲击数值均满足规格书的要求(侧向膨胀值≥0.38mm)，如下表所示：
31.管材材质为tp304（不锈钢），壁厚6.35mm。
32.实施例2：一种输送lng奥氏体不锈钢管的制造方法，包括以下步骤：a．原料检查：根据生产计划卡上的规格、牌号到仓库领料，测量校对钢带厚度、宽度是否符合生产计划卡的要求。
33.b．板材探伤：钢带在超声波探伤,板材在多通道超声波检测系统上，探头阵列自动对板材进行单次50mm距离摆扫探伤，对检测有缺陷位置通过编码器自动画上标记，以使后续工序把缺陷切除。
34.c．自动成型：在制管机上完成预成型到成型过程，把钢带送进输送轮、去油污轮、成型轮和制管轮后，要仔细观察各道次的成型情况再进行微调。
35.d．焊枪激光对接：高分辨率激光高速焊缝跟踪，通过在线识别与补偿控制，使焊抢始终对着焊接位置。
36.e．焊接：在制管机上选用等离子焊和氩弧焊完成焊接。焊接过程中仔细观察内外焊缝质量，进行微调。调整到管子内外焊缝光滑，无咬边，无未焊透。
37.自动机组焊接参数：等离子焊的电流：210
‑
250a，电压：23
‑
28v；氩弧焊的电流：170
‑
250a，电压：16
‑
20v；制管速度：45
‑
65cm/min；等离子流量：4.0
‑
6.0l/min；正面保护气流量：10
‑
20l/min，背面保护气流量：15
‑
30l/min，尾部保护气流量：15
‑
20l/min。
38.等离子气的选用氩氢混合气，上保护气选择纯氩气或者氩氢混合气，背面保护气选择纯氩气，尾部保护气选择纯氩气。
39.f．固溶处理：焊管在线固溶处理，温度：1120
±
20℃，固溶速度：45
‑
65 cm/min，生产过程要仔细观察管子表面，要求表面光亮，色泽一致，无划伤等缺陷。
40.g．矫直：在矫直机上进行矫直，若管材弯曲度太大，必须进行人工预矫后才能进矫直机矫直，具体规定管材弯曲度的允许值如下：成品管不大于1mm/m。
41.h．精整：精整固溶和矫直后带来的管口变形，按工艺卡上外径公差，测量公差是否符合公差范围，一端精整好以后再整另一端，并注意防止压制模具擦伤管材表面。
42.i．无损检测：水压试验和x射线探伤：在水压试验机上对焊管进行逐根检验以保证钢管达到标准要求的试验压力；对钢管进行x射线工业电视检查和管端焊缝拍片。保证了焊缝的无损检测覆盖率，若有缺陷，自动报警并喷涂标记，生产工人依此随时调整工艺参数，及时消除缺陷。
43.j．端部加工：在管材上划线切割，切断时，管子和锯条必须保持垂直，保证管子头部切割成直角。
44.k．酸洗钝化：酸洗：酸洗
→
清水缸清洗
→
冲洗；在制品脱脂：脱脂
→
清水缸清洗
→
冲洗；配置新酸时，首先按比例计算出酸缸的容积，然后加入一定量的水，再根据浓度要求分别加入硝酸和氢氟酸。配制的新缸使用一个班次之后必须每班加酸。酸洗液由以下体积百分比的原料混合均匀制成：氢氟酸5%
‑
8%、硝酸10%
‑
15%、水77%
‑
85%，酸洗液温度≤50℃、时间1
‑
2小时；脱脂缸：脱脂液由以下体积百分比的原料混合均匀制成氢氟酸2%
‑
4%、硝酸5%
‑
8%、水88%
‑
93%，脱脂液温度≤50℃、时间30分钟
‑
1小时；硝酸15%
‑
20%、水：80%
‑
85%、温度≤50℃、时间10
‑
20分钟。
45.l．成品检验：室温拉伸试验，拉伸试验抗拉强度都大于该材料标准要求的最小值(490mpa)，拉伸试验合格，如下表所示：化学成分测试，测定的化学成分含量符合规格书的要求，如下表所示；弯曲试验，弯曲试验件的受弯面无裂纹和其他缺陷，符合规格书的要求，弯曲试验合格，如下表所示：铁素体数试验，焊件接头铁素体数符合规格书的要求(fn 3
‑
8)，如下表所示：硬度试验，焊件接头硬度符合规格书的要求(最大值≤101hrb)，焊缝根部熔合良好，无未焊透情况出现，如下表所示：
晶间腐蚀，焊件无晶间腐蚀裂纹，如下表所示：
46.管材材质为n08904（超级奥氏体高合金钢），壁厚4.57mm。
47.实施例3：一种输送lng奥氏体不锈钢管的制造方法，包括以下步骤：a．原料检查：根据生产计划卡上的规格、牌号到仓库领料，测量校对钢带厚度、宽度是否符合生产计划卡的要求。
48.b．板材探伤：钢带在超声波探伤,板材在多通道超声波检测系统上，探头阵列自动对板材进行单次50mm距离摆扫探伤，对检测有缺陷位置通过编码器自动画上标记，以使后续工序把缺陷切除。
49.c．自动成型：在制管机上完成预成型到成型过程，把钢带送进输送轮、去油污轮、成型轮和制管轮后，要仔细观察各道次的成型情况再进行微调。
50.d．焊枪激光对接：高分辨率激光高速焊缝跟踪，通过在线识别与补偿控制，使焊抢始终对着焊接位置。
51.e．焊接：在制管机上选用等离子焊和氩弧焊完成焊接。焊接过程中仔细观察内外焊缝质量，进行微调。调整到管子内外焊缝光滑，无咬边，无未焊透。
52.自动机组焊接参数：等离子焊的电流：240
‑
290a，电压：24
‑
32v；氩弧焊的电流：200
‑
290a，电压：18
‑
22v；制管速度：30
‑
50cm/min；等离子流量：4.0
‑
7.0l/min；正面保护气流量：20
‑
25l/min，背面保护气流量：15
‑
30l/min，尾部保护气流量：15
‑
20l/min。
53.等离子气的选用氩氢混合气，上保护气选择纯氩气或者氩氢混合气，背面保护气选择纯氩气，尾部保护气选择纯氩气。
54.f．固溶处理：焊管在线固溶处理，温度：1060
±
20℃，固溶速度：30
‑
40 cm/min。生产过程要仔细观察管子表面，要求表面光亮，色泽一致，无划伤等缺陷。
55.g．矫直：在矫直机上进行矫直，若管材弯曲度太大，必须进行人工预矫后才能进矫直机矫直，具体规定管材弯曲度的允许值如下：成品管不大于1mm/m。
56.h．精整：精整固溶和矫直后带来的管口变形，按工艺卡上外径公差，测量公差是否符合公差范围，一端精整好以后再整另一端，并注意防止压制模具擦伤管材表面。
57.i．无损检测：水压试验和x射线探伤：在水压试验机上对焊管进行逐根检验以保证钢管达到标准要求的试验压力；对钢管进行x射线工业电视检查和管端焊缝拍片。保证了焊缝的无损检测覆盖率，若有缺陷，自动报警并喷涂标记，生产工人依此随时调整工艺参数，及时消除缺陷。
58.j．端部加工：在管材上划线切割，切断时，管子和锯条必须保持垂直，保证管子头部切割成直角；
k．酸洗钝化：酸洗：酸洗
→
清水缸清洗
→
冲洗；在制品脱脂：脱脂
→
清水缸清洗
→
冲洗；配置新酸时，首先按比例计算出酸缸的容积，然后加入一定量的水，再根据浓度要求分别加入硝酸和氢氟酸。配制的新缸使用一个班次之后必须每班加酸。酸洗液由以下体积百分比的原料混合均匀制成：氢氟酸5%
‑
8%、硝酸10%
‑
15%、水77%
‑
85%，酸洗液温度≤50℃、时间3
‑
6小时；脱脂缸：脱脂液由以下体积百分比的原料混合均匀制成氢氟酸2%
‑
4%、硝酸5%
‑
8%、水88%
‑
93%，脱脂液温度≤50℃、时间30分钟
‑
1小时；硝酸15%
‑
20%、水：80%
‑
85%、温度≤50℃、时间10
‑
20分钟。
59.l．成品检验：室温拉伸试验。拉伸试验抗拉强度都大于该材料标准要求的最小值(655mpa)，拉伸试验合格，如下表所示：化学成分测试，测定的化学成分含量符合规格书的要求，如下表所示：弯曲试验，弯曲试验件的受弯面无裂纹和其他缺陷，符合规格书的要求，弯曲试验合格，如下表所示：铁素体含量试验，焊件接头铁素体数符合规格书的要求(40
‑
60%)，如下表所示：硬度试验，焊件接头硬度符合规格书的要求(最大值≤30hrc)，焊缝根部熔合良
好，无未焊透情况出现，如下表所示：浸蚀试验，δ相含量和金属间相总数均为0%。如表下表所示：点腐蚀试验，点腐蚀的腐蚀速率(≤10.0mdd)符合规格书的要求，如下表所示：冲击实验。冲击试验的试验温度为
‑
196℃，冲击数值均满足规格书的要求，如下表所示：
60.区别于现有技术，本发明输送lng奥氏体不锈钢管的制造方法，缩短不锈钢管线焊接时间，提高焊接质量和生产效率，降低生产成本，产品在可代替无缝不锈钢管在lng等油气运输中得到应用，制造成本比无缝不锈钢管低。
61.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。