国内外螺旋缝埋弧焊钢管制造现状及发展方向

廖洪等

摘 要：油气管线的快速发展使得螺旋埋弧焊钢管的应用越来越广泛，截止到目前螺旋埋弧焊钢管已经逐渐成为我国石油天然气管道建设不可分割的一部分，具有越来越重要的作用。基于此，为了更好地把握螺旋埋弧焊钢管制造技术的发展现状和方向，使之更好地为我国的螺旋埋弧焊钢管制造产业以及石油天然气管道建设服务，文章对国内外螺旋埋弧焊钢管制造现状及发展方向进行了研究，指出了螺旋埋弧焊钢管制造的技术现状和发展动态。

关键词：油气输送管线；螺旋缝埋弧焊钢管；发展现状

随着我国石油天然气管道建设规模不断扩大，特别是兰成渝成品油管线、涩宁兰天然气管线、陕京天然气管线等管线的不断完成以及我国西气东输工程的不断建设和推进，有效的促进了我国对管道钢材的研究[1-2]。目前石油天然气运输钢管的制造采用的标准是国家标准（GB/T9711.1和GB/T9711.2）以及美国石油学会标准（API spec 5L）标准。而对于作为石油天然气管道重要组成部分的螺旋缝埋弧焊接钢管的使用和研究已经非常广泛[3]，但是设备配置和工艺布置很不均衡，距离发达国家还有一定的工艺差距。为了对目前的螺旋缝埋弧焊钢管制造现状以及国内外工艺差距有一个准确的认识和了解，本文对螺旋埋弧焊钢管制造技术相关文献进行了梳理分析和总结，并对螺旋埋弧焊钢管制造的技术发展动态和方向进行了研究。本文的研究对我国螺旋埋弧焊钢管制造技术的发展具有重要的参考价值。

1.国内外螺旋缝埋弧焊钢管制造现状

1.1国外螺旋缝埋弧焊钢管制造状况分析

从螺旋缝埋弧焊的使用情况来说，目前在世界范围内，在进行城市燃气管网建设时大多是采用直缝埋弧焊钢管，比如日本、美国以及部分欧洲国家，另外，也有一些国家虽然采用的是螺旋缝埋弧焊钢管，但是在制造工艺及技术选择上还是参照直缝埋弧焊管工艺[5]，比如加拿大，他们的螺旋缝埋弧焊钢管主要具有以下特征：①进行机械扩径消除成型与焊接残余应力；②采用预焊、精焊、多丝焊接提高了成型与焊接质量；③对原料进行分层检查；④采用钢板而不是带钢来避免热带的月牙弯。

从螺旋缝埋弧焊的制造工艺方面来讲，国外采用的是先进的预精焊。螺旋缝埋弧焊钢管生产工艺和技术，也称为二步法生产技术。其主要工艺原理为分离内外埋弧焊过程和钢管成型，确保采用气体保护焊对管坯进行定位预焊和钢管成型同步进行，而螺旋成型和气体保护焊连续进行，当制造的钢管满足一定的长度要求时进行截断操作，然后在多个精焊机组上进行内外埋弧精焊。目前国外印度、加拿大、希腊、德国等国家都拥有一定数量的预精焊机组，有的比较先进。和传统的加工手段相比，这种螺旋缝埋弧焊钢管制造技术具有明显的优势，它可以更加容易的布置内外焊焊机机头的位置，实现精悍过程的全自动控制，提高生产效率和产品质量，而且他的成型过程不会受到焊接的影响。

1.2国内螺旋缝埋弧焊钢管制造状况分析

在我国，螺旋缝埋弧焊多采用传统工艺手段进行制造，也即是常说的一步法制造工艺，对于预、精焊技术的研究还主要出于试验阶段，虽然在进行西气东输一线、二线工程的建设时大量采用了螺旋缝埋弧焊钢管，但是这些钢管的生产工艺都是采用的传统技术，也一直没有使用机械扩径工序，生产效率和产品质量相对来说不算太高。目前，我国在螺旋焊管在管线总长度上的用量已经超过了70%，但是这种传统的制造工艺远远达不到国际先进水平。特别是在制造技术、设备配置、工艺布置等方面能够满足高质量油气运输的厂家还相对较少。目前国内在预精焊技术方面还存在一定的问题：①生产效率达不到国外水平。我国的预精焊技术在焊剂添加、进出管、焊接前跟踪调整等辅助过程中花费的时间过长，降低了该技术的应用效率；②焊接力学性能达不到预期。我国在应用预精焊技术时，在螺旋缝埋弧焊钢管焊缝的抗拉强度方面以及焊缝热影响区的冲击功等力学性能和传统工艺相比没有得到应有的改善；③焊缝形貌控制质量不高，焊缝凹槽明显。

2.螺旋缝埋弧焊钢管制造标准现状分析

目前螺旋缝埋弧焊钢管生产所采用的标准也是多种多样，总的来说主要有GB/T 9711.1-1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第1部分：A级钢管》、GB3091-2008《低压流体输送用焊接钢管》、SY/T5040-2000《桩用螺旋焊缝钢管》、SY/T5037-2000《低压流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管》、CJ/T3022-1993 《城镇供热用螺旋缝埋弧焊钢管》等几种类型。本文对此进行了汇总分析，具体如下表1所示。

3.螺旋缝埋弧焊钢管制造技术发展动态及方向

未来几年内，随着我国油气管道建设的加长，我国对于高压大直径大型管道的需求量会逐渐增加，因为大直径油气输送管道的建设能够减少站数、增大站间距、增加输送量、提高管道工作压力、成本降低。这就给螺旋缝埋弧焊钢管的制造和生产提供了广阔的市场前景。因此，国内外将会在预精焊工艺方面进行更深入的研究和分析。未来的发展动态和研究方向主要包含以下几个方面：①钢带铣边。②高速成型及预焊。③精焊引弧。④精焊跟踪。

4.结束语

文章通过对螺旋缝埋弧焊钢管在国内外的使用情况以及制造工艺的分析，指出了目前我国在螺旋缝埋弧焊钢管的使用和制造工艺方面和国外发达国家还存在一定的差距，今后我国需要在钢带铣边、高速成型及预焊、精焊引弧、精焊跟踪等几个方面加强研究，以便尽快提高我国螺旋缝埋弧焊钢管制造的工艺水平。

参考文献：

[1]彭在美.透视焊管管型在城市燃气管线中的应用[J].世界金属导报，2008（17）：42-44.

[2]周德敏，蔡守翔，何仁洋等.管道完整性管理技术在城镇燃气管线中的应用[J].管道技术与设备，2007（6）：18-20.

[3]张洪林，朱丹，李占辉. 西气东输工程使用國产螺旋缝埋弧焊钢管可行性分析[J].石油规划设计，2001，12（3）：9-11.