專利名稱：焊接油、套管成型工藝的制作方法
技術領域：
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本發(fā)明涉及一種油管、套管成型工藝，尤其是J55、 N80鋼級焊接油、套管成型工藝。
背景技術：
在石油鉆井領域，焊接油管、套管與同類API無縫管相比，具有尺寸精度高，焊縫韌性好，抗擠潰性能強，生產(chǎn)效率高，成本低等優(yōu)勢，在發(fā)達國家焊接油管、套管已取代60 90%的無縫管，取得了良好的經(jīng)濟效益，而我國在N80鋼級焊接油管的生產(chǎn)上尚屬空白?，F(xiàn)有德國曼內斯曼公司于1986年制造的RN120①114焊管機組，設備生產(chǎn)產(chǎn)品范圍為壁厚2-8mm,①30—①114，管坯最大屈服強度560N/mm,最大抗拉強度700 N/mm，若要生產(chǎn)J55、 N80鋼級油管，在性能和工藝方面均難以完全適應。通過技術人員和生產(chǎn)人員分析主要存在以下問題1、原有設備自予成型到焊接點，向上傾斜3°角，目的是避免乳化液被帶往中頻加熱點，但在實踐中卻使管體內的乳化液在角度和熱量的作用下，在焊接處造成返涌噴發(fā)，直接影響了焊接質量，易造成假焊和焊接夾雜；2、目前，生產(chǎn)油管時采用的N80鋼級材料，超出了原有設備設計能力，必須在不改變主體設備的基礎上，通過其它方法加以改進，方能滿足生產(chǎn)需要；3、工藝技術規(guī)程的適用性偏低，原有設備主要針對生產(chǎn)汽車傳動軸管等產(chǎn)品特點考慮較多，現(xiàn)在生產(chǎn)J55、 N80鋼級焊接油管，設備相關裝置的承受能力和工藝技術規(guī)范必須及時改造和更新；4、軋輥材料性能不足，應根據(jù)現(xiàn)有實際生產(chǎn)需要確定軋輥的材料；5、原有設備在生產(chǎn)J55、 N80鋼級油管、套管時，整體拖動能力不足，使得成型不穩(wěn)定，須適當增加能力，滿足生產(chǎn)需要。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有的設備及軋輥在對J55、 N80鋼級成型時軋輥材料性能不足、成型不穩(wěn)定的不足，本發(fā)明提供一種焊接油、套管成型工藝，該焊接油、套管成型工藝具有軋輥性能增強、成型穩(wěn)定的特點，
3保證了產(chǎn)品質量和生產(chǎn)的連續(xù)性。
本發(fā)明的技術方案是 一種焊接油、套管成型工藝，包括對設備和成型工藝的改進
一、 設備改進
a、 將成型段軋制底徑中心線由原來的向上3°角傾斜，改為水平方式，并增加管筒內抽水和向焊接處噴吹壓縮空氣；
b、 增強擠壓機架強度；
c、 在軋輥和相關軋制工件選材上，采用了 Crl2MoV材質，硬度達到HRC58-62;
d、 在外毛刺刨刀機架后增加Z1拖動機架；
二、 工藝調整
① 要求喂入架導輥的兩側導輥與軋制底線保持相等距離，允許誤
差為0.2mm，兩側導輥的寬度，以帶鋼實際寬度為依據(jù)調整；
② 予彎架的下輥水平尺對軋輥端面基準145-230 mm找正，上輥水平尺找軋輥端面基準為165-285 mm，以軋輥中心點確定軋制中線；
③ 排輥裝置進口高度95-60 mm，開合30-105 mm，出口高度24-116mm，開合62-100 ■;
④ 內成型輥壓下量，減去帶鋼厚度大于2-4 mm;
⑤ 精成型I機架，對中下輥水平尺與端面基準面145-190mm，底弧與軋制底線最大間隙0. 2mm，輥縫值為3. 5-4. 5mm;
(D精成型n機架，下輥水平尺與端面基準面145-190mm，底弧與軋制線間隙0. 2mm，輥縫值為3-4mm。
本發(fā)明具有如下有益效果由于采用上述方案，將成型段軋制底徑中心線由原來的向上3°角傾斜，改為水平方式，并采取管筒內抽水和焊接處噴吹壓縮空氣方式解決了乳化液返涌噴發(fā)等弊端，保證了焊接質量的穩(wěn)定；增強擠壓機架的強度，從而提高了設備強度；將軋輥材質改為Crl2MoV，使硬度更高，增強了軋輥的性能；在外毛刺刨刀機架后增加Zl拖動機架，增加了拖動力，確保了成型穩(wěn)定；并且對工藝進行了相應的改進，根據(jù)不同直徑的鋼管采用不同的參數(shù)，使其適應J55、 N80鋼級油、套管的生產(chǎn)。


附圖l是本發(fā)明的結構示意圖；附圖2是為附圖1中沿A-A的剖視圖；附圖3是為附圖1中沿B-B的剖視附圖4是為附圖1中沿C-C的剖視附圖5是成型過程中帶鋼變形圖。
圖中1-喂入架，2-予彎機架，3-內成型輥，4-排輥裝置，5-精成型I機架，6-精成型II機架，7-軋制底線，8-成型底線，9-管體，10-Z1拖動機架，i-喂入架形狀，ii-排輥入口形狀，iii-予彎架形狀，iv-排輥出口形狀，v-精成型I形狀，vi-精成型II形狀。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明
圖l所示為焊接油、套管成型工藝流程的結構示意圖，附圖2、3、 4分別為予成型、精成型I、精成型II的截面剖視圖。首先針對原有設備的不足對其進行改造
a、 將成型段軋制底徑中心線由原來的向上3°角傾斜，改為水平方式，并采取管筒內抽水和向焊接處噴吹壓縮空氣的方式，由此解決了乳化液返涌噴發(fā)等弊端，保證了焊接質量的穩(wěn)定。
b、 在保持原有機架強度基礎上，增強擠壓機架的強度，從而提高了設備整體強度，使其能夠適應J55、 N80鋼級油、套管的生產(chǎn)。
c、 在軋輥和相關軋制工件選材上，采用了 Crl2MoV材質，并進行熱處理，硬度達到服C58-62。
d、 由于設備為直緣排輥成型機組，成型機架少，成型過程迅速。在J55、 N80鋼級材料生產(chǎn)時，因拖動力不足，產(chǎn)生了成型困難，為此，采用在外毛刺刨刀機架后增加Z,拖動機架10，使設備拖動力提高20%，以確保成型穩(wěn)定。
針對J55、 N80的技術條件，制定成型機工藝調整規(guī)范和標準如
下
以改造后設備水平軋制底線為基準，完成下述調整①喂入架1導輥的對中及寬度調整，要求兩側導輥與軋制底線7保持相等距離，允許誤差為0.2mm，兩側導輥的寬度，以帶鋼實際寬度為依據(jù)調整， 一般應當有比帶鋼大0.5-1 mm的間隙量；② 予彎架2的下輥對中，用水平尺對軋輥端面基準145-230 mm找正，以軋輥中心點確定軋制中線，上輥水平尺找軋輥端面基準為165-285 mm，直徑不同的鋼管，所選取的參數(shù)不同；
③ 排輥裝置4進口高度95-60 mm，開合30-105證，出口高度24-116 mm，開合62-100 mm (此數(shù)據(jù)為設備自帶標尺數(shù)據(jù))，同樣，直徑不同的鋼管，所選取的參數(shù)亦不同；
④ 內成型輥3壓下量，減去帶鋼厚度略大于2-4 mm適當調整；
⑤ 精成型I機架5，對中下輥水平尺與端面基準面145-190mm，底弧與軋制底線最大間隙0. 2mm，輥縫值為3. 5-4. 5mm;
⑥ 精成型II機架6,下輥水平尺與軋輥端面基準面為145-190mm，底弧與軋制線7間隙0. 2mm,輥縫值為3-4mm。
J55、 N80鋼在成型時，其形狀變化由圖5所示，首先將帶鋼放到喂入架1上，此時，帶鋼的形狀為喂入架形狀i ，依次經(jīng)過予彎機架2、內成型輥3、排輥裝置4，則帶鋼形狀依次為排輥入口形狀ii，予彎架形狀iii，排輥出口形狀iv，然后帶鋼進入精成型I機架5，由此出來后成為圖中的精成型I形狀，再經(jīng)過精成型II機架6，成為精成型II形狀vi，至此，帶鋼成型過程完畢，進行后續(xù)的去毛刺及熱處理過程。
該成型工藝由于將成型段軋制底徑中心線由原來的3°角改為水平方式，并輔之以管筒內抽水和焊接點噴吹壓縮空氣等措施，徹底消除了因乳化液回流噴涌造成的假焊及焊接夾雜的弊端，確保了 J55、N80級油、套管的焊接質量；并且由于制訂了成型工藝調整規(guī)范并嚴格執(zhí)行，改變了以往憑經(jīng)驗調整的人為隨意性，以穩(wěn)定的成型過程保證了產(chǎn)品質量和生產(chǎn)的連續(xù)性；增加了拖動機架后，不僅克服了原設備難以適應J55、 N80鋼級的缺陷，使管坯能穩(wěn)定順利成型，且由于提高了機組拖動能力20%,使焊接速度也相應增加5-8米/分，從而在確保質量的前提下，提高生產(chǎn)效率20%;在工藝調整上，根據(jù)不同直徑的鋼管，對設備及軋輥進行參數(shù)不同的調整，使得成型穩(wěn)定，此焊接油、套管經(jīng)國家石油管材檢測機構全面嚴格檢驗，各項指標均達到甚至優(yōu)于API5CT標準，并被各油田采用，效果良好，填補了國內不能生產(chǎn)小直徑焊接油管的空白。下面用具體實施例來說明不同直徑的鋼管對軋輥的不同調整-在對軋輥的調整中，其中喂入架1導輥的對中及寬度及內成型輥
3壓下量的調整，對所有規(guī)格的鋼管均一致，這里不再敘述。
實施例一直徑①139.7的套管，a、予彎架2的下輥對中，用 水平尺對軋輥端面基準145 mm找正，以軋輥中心點確定軋制中線， 上輥水平尺找軋輥端面基準為165 mm;
b、 排輥裝置4進口高度95 ■，開合30 ■，出口高度24mm， 開合62 mm (此數(shù)據(jù)為設備自帶標尺數(shù)據(jù))；
c、 精成型I機架5，對中下輥水平尺與端面基準面145mm，底弧 與軋制底線最大間隙0. 2mm，輥縫值為3. 5-4. 5mm;
d、 精成型II機架6，下輥水平尺與軋輥端面基準面為145mm，底弧 與軋制線7間隙0. 2mm，輥縫值為3-4mm。
實施例二直徑①114.3的套管，a、予彎架2的下輥對中，用 水平尺對軋輥端面基準170 mm找正，以軋輥中心點確定軋制中線， 上輥水平尺找軋輥端面基準為210 mm;
b、 排輥裝置4進口高度75 mm，開合45咖，出口高度163mm， 開合80 mm (此數(shù)據(jù)為設備自帶標尺數(shù)據(jù))；
c、 精成型I機架5，對中下輥水平尺與端面基準面155mm，底弧 與軋制底線最大間隙0. 2mm，輥縫值為3. 5-4. 5mm;
d、 精成型II機架6，下輥水平尺與軋輥端面基準面為155mm，底弧 與軋制線7間隙0. 2畫，輥縫值為3-4mm。
實施例三直徑073.02的油管，a、予彎架2的下輥對中，用 水平尺對軋輥端面基準180 mm找正，以軋輥中心點確定軋制中線， 上輥水平尺找軋輥端面基準為240 mm;
b、 排輥裝置4進口高度78 mm，開合90 mm，出口高度135mm， 開合IOO mm (此數(shù)據(jù)為設備自帶標尺數(shù)據(jù))；
c、 精成型I機架5，對中下輥水平尺與端面基準面180mm，底弧 與軋制底線最大間隙0. 2mm，輥縫值為3. 5-4. 5mm;
d、 精成型II機架6，下輥水平尺與軋輥端面基準面為180mm,底弧 與軋制線7間隙0. 2mm，輥縫值為3-4咖。
實施例四直徑①60.3的油管，a、予彎架2的下輥對中，用水平尺對軋輥端面基準230 mm找正，以軋輥中心點確定軋制中線，上 輥水平尺找軋輥端面基準為285 mm;
b、 排輥裝置4進口高度60 mm，開合105 ■，出口高度116咖， 開合IOO mm (此數(shù)據(jù)為設備自帶標尺數(shù)據(jù))；
c、 精成型I機架5，對中下輥水平尺與端面基準面190mm，底弧 與軋制底線最大間隙0. 2mm，輥縫值為3. 5-4. 5mm;
d、 精成型II機架6，下輥水平尺與軋輥端面基準面為190mm，底弧 與軋制線7間隙0. 2mm，輥縫值為3-4mm。
權利要求
1、一種焊接油、套管成型工藝，包括對設備和成型工藝的改進，其特征在于一、設備改進a、將成型段軋制底徑中心線由原來的向上3°角傾斜，改為水平方式，并增加管筒內抽水和向焊接處噴吹壓縮空氣；b、增強擠壓機架強度；c、在軋輥和相關軋制工件選材上，采用了Cr12MoV材質，硬度達到HRC58-62；d、在外毛刺刨刀機架后增加Z1拖動機架(10)；二、工藝調整①要求喂入架(1)導輥的兩側導輥與軋制底線(7)保持相等距離，允許誤差為0.2mm，兩側導輥的寬度，以帶鋼實際寬度為依據(jù)調整；②予彎架(2)的下輥水平尺對軋輥端面基準145-230mm找正，上輥水平尺找軋輥端面基準為165-285mm，以軋輥中心點確定軋制中線；③排輥裝置(4)進口高度95-60mm，開合30-105mm，出口高度24-116mm，開合62-100mm；④內成型輥(3)壓下量，減去帶鋼厚度大于2-4mm；⑤精成型I機架(5)，對中下輥水平尺與端面基準面145-190mm，底弧與軋制底線最大間隙0.2mm，輥縫值為3.5-4.5mm；⑥精成型II機架(6)，下輥水平尺與端面基準面145-190mm，底弧與軋制線間隙0.2mm，輥縫值為3-4mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種焊接油、套管成型工藝。主要解決現(xiàn)有的設備及軋輥在對J55、N80鋼級成型時軋輥材料性能不足、成型不穩(wěn)定的問題。其特征在于設備改進包括將成型段軋制底徑中心線由原來的3°角改為水平方式，并增加管筒內抽水和向焊接處噴吹壓縮空氣，增強擠壓機架強度，軋輥采用Cr12MoV材質，在外毛刺刨刀機架后增加Z1拖動機架(10)；工藝調整包括喂入架(1)導輥的兩側導輥與軋制底線(7)保持相等距離，予彎架(2)上、下輥的調整，排輥裝置(4)的參數(shù)設置，內成型輥(3)壓下量的設定，精成型I機架(5)及精成型II機架(6)的調整。該發(fā)明具有成型穩(wěn)定的特點，保證了產(chǎn)品質量和生產(chǎn)的連續(xù)性。
文檔編號B21C23/08GK101474643SQ20091007130
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權日2009年1月21日
發(fā)明者史福忠, 馬建國 申請人:張家口海特鋼管有限責任公司