热煨弯管工艺 [控轧钢钢管热煨弯管的应用与发展趋势]
时间：2020-02-15 09:00:17 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
弯管是油气长输送管道的重要组成部分，长输管道通过许
多地形复杂、气候条件恶劣的地区， 因此，在管道敷设中需要
使用大量大口径弯管。弯管在使用中受力状态复杂，且在弯制
过程中工艺难度大，影响质量性能的因素多，弯管的制造及其
质量(包括力学性能和尺寸极限偏差等方面)的优劣，直接影
响到油气输送管道的安全、可靠性和投资经济效益[1]。如果安
全可靠性差，管道将会发生爆炸破裂，导致生命财产严重受
损。造成恶劣的社会影响也是难以估计的；
如在弯管制作中产
生废品，也将会造成重大的经济损失。
目前，大口径天然气管道建设中均采用控轧钢钢管。油气
管道用钢管按照成形和焊接方式可分为直缝埋弧焊钢管(UOE
管)、电阻焊钢管(ERW管)和螺旋缝焊管(SSAW管) 。
不同类型的钢管具有不同的质量性能价格比，适用于不同
的环境工况条件。采用什么类型的钢管来制造弯管，国内外尚
无统一模式和一致的看法．都是根据具体情况综合考虑工况条
件、钢管生产技术水平以及管道安全性等方面因素，选取适宜
的钢管来制造弯管。
目前，油气管道工程所用的弯管大多采用UOE钢管煨制，
制造弯管的传统材料是正火钢[1]，为使弯管与钢管性能一致，
减小焊接施工难度，弯管应采用控轧钢钢管弯制。
1 控轧钢钢管热煨弯管的国内外应用情况
由于控轧钢具有良好的综合力学性能。近20 a来在国外大
直径、高压油气输送管线用弯管的煨制中得到越来越多的应用
和重视。适用于不同工况环境的大直径、厚壁、低温、高压弯
管的应用研究也在不断深入，并且取得了一些工程应用成果。
控轧钢弯管的应用领域也越来越广泛。表l是埋弧焊UOE钢管
(控轧钢)弯制的大直径弯管的应用情况 。
收稿日期：20o6-07—19
表1 大直径纵向埋弧焊弯管应用情况
用户 虚用国家 API钢级 规格／mm [弯管半径／ram]／ 数量／t
[角度／。]
sTA1l0IL 日本 X52 ~965x19 5D|45．9 10
SHEU 马来西亚 X60 ~813x22 5n／1 16
．9 15
BARAW AK
MARATH0 日本 X65 d5610x32 5D，30．9 13
N0IL 10 20．3 10
N0RSKE 日本 X60 q~914x38， sDf45．9 8
HYDR0 ~457x16 1Df45．9 5
5D／45．9 4
SHEU 马来西亚 X52 4ul-57x17， 5D／45．9 10
SARAWAK X65 击914~21 5D／45．9 4
BP 日本 X52 q~775x30， 5D／90 4
X65 ~610x22 5D／30 4
SHELL 科威特 X52 ~508xl3 5D／90 3
0GPc
SHELL 科威特 X52 d5610xl3 5D／90 4
0GPC
BP 日本 X70 ~762x25 5D／5．9—90 32
B＆R0XY 日本 X60 ~762x25 3D，8．2—90 10
q~762x21， 5D／f15．3—95．4) 12
sTA1l0IU q~1016x29， 5D，(45—8 2) 5
ZEE1 日本 X65 q~1016x30， 5D／(45—90．2) 7
q~1016x34， 5D／f15．3—90) 14
~1016x36 5D，f15—90) 28
M0BIL OIL 印度尼西亚 X6O 击1067x13 4．6D／f22．5—90) 31
N0RSKE 日本 X65 q~787x31， 5D／f14．3—90) 20
SHELL ~914x38 5 (79．3—90) 6
ARC0 中国 X65 击71lx25 5D／(7— CHINA INC 90) 7
B rAP 日本 X65 16
3D／f4．-90) 11
q5610x27， 3D／(15—90)
~610x36
s11A1DIU 日本 X65 击1 048x22 31D／(4—90) 41
TR0LL一Ⅱ 51D／f6．9—90) 7
EPMI／ANGs1 马来西亚 X65 击631x29 5D／45．9 32
注：D为弯管外径
2 控轧钢钢管热煨弯管的研究情况
2．1 弯制工艺技术
在弯管的弯制工艺方面，国外已采用下列新技术[4]：
(1)采用压制弯曲工艺，并在外弧线和内弧线采用不同的
加热温度以使管壁减薄量降至最小。
62 ·焊接质量控制与管理· 焊接技术 第36卷第5期2007年10月
(2)对于高强度、厚壁弯管、耐腐蚀合金弯管等，采用从
管壁内、外侧同时水冷的方法以提高冷却速率。
(3)采用连续加热和冷却处理工艺，该工艺能使弯曲部分
和直管段连续加热和冷却，而不存在加热温度过渡区。
2．2 弯管用钢的合金成分设计
感应加热弯管的性能随化学成分、原材料钢管加工方法以
及弯制参数而变化。国外在感应加热弯管用原材料钢管的化学
成分设计方面非常重视合金成分的选择与设计。最重要的合金
元素之一是Nb，利用Nb在钢板轧制过程中Nb(C，N)的细晶
强化和沉淀硬化作用，以获得高强度、高韧性。感应加热弯曲
时，所产生的Nb(C，N)是主要的沉淀析出物。这种细的沉淀
物在感应加热和弯曲过程中能够抑制奥氏体晶粒的长大。含
Nb钢的奥氏体晶粒尺寸比无Nb钢的小得多。细小的奥氏体晶
粒淬火后产生细小的显微组织，因此韧性好。然而，在一定程
度上Nb(C，N)的溶解对获得高强度有不利影响，这就需要添
加其他的合金元素，如V，Cr，Mo等。所以，考虑到强度和韧
性的均衡，就必须合理地确定Nb含量及加热温度。
碳当量也是一个重要的影响因素。国外控轧钢热煨弯管因
钢管的碳当量为0-35％一0．43％ 。淬火与淬火+回火相比，更容
易获得高强度，含C量较低的高强度弯管采用免回火工艺生
产。因此低C含Nb钢即使在淬火条件下仍可获得具有良好韧性
的细小铁素体+贝氏体的混合显微组织。
2-3 焊缝金属的合金成分设计
根据试验结果，要使淬硬的弯曲部分及局部淬火处理过程
中的焊缝获得良好的韧性．就必须使用含Ni—Ti—B低氧型焊缝
金属【5]。对于局部淬火+回火处理工艺，也选择含Ni—Ti—B的低
氧型焊缝金属，其w(O)应低于0．035％。
2．4 弯制工艺参数的选择
从强度和韧性均衡的角度来看，低C含Nb钢一般存在一个
最佳加热温度范围。tiP950—1 050℃ 。这个最佳温度比那些常
规的高C无Nb钢的加热最佳温度(950℃)要高。然而，最佳
加热温度随合金元素含量的增加而降低。国外控轧钢热煨弯管
的弯制温度在850 1 050℃ 范围内，要求快速加热， 加热速
度>20℃／s。
冷却速度是弯制工艺的重要参数。冷却速度取决于原材料
钢管的壁厚、弯曲半径和送料速度等等，尤其是主要取决于弯
曲部分的壁厚。国外一般取冷却速度为5—15℃／s。对于高强钢
管的感应加热弯曲，要想减小碳当量或降低冷裂系数，采用从
弯管内部和外部同时冷却的方法是行之有效的。
确定送料速度不但要考虑到生产效率，而且要注意到原材
料钢管内侧和外侧加热温度的不同、冷却速度和加热速度等。
在免回火工艺中。确定送料速度时必须注意表面硬度，因为表
面硬度随着送料速度的增大而升高。
3 螺旋缝焊管与直缝焊管对比
一般认为，对于相同长度的焊管，螺旋缝焊管的焊缝长度
比直缝焊管的焊缝长得多。因此，焊缝中存在缺陷的几率大，
用螺旋缝焊管煨制弯管的潜在安全风险比直缝埋弧焊钢管大。
但是，由于螺旋缝焊管的焊缝是螺旋形，在承受内压作用的情
况下，螺旋缝焊管的焊缝避开了主应力方向，所承受的合成应
力比直缝焊管焊缝承受的主应力小很多(仅为直缝管主应力的
58％一90％)。按照美国巴特尔研究所的试验结果，当开裂速度
低时，在纵向应力为零的情况下，其断裂长度将大大减小。所
以，在同等质量水平及使用条件的情况下，螺旋缝焊管的安全
性不会比无缝管和直缝管差_6]。
高钢级、大直径螺旋缝焊管在德国、加拿大、俄罗斯等国
家都得到了较大发展和较好的应用。德国和加拿大都有采用螺
旋缝焊管煨制弯管的良好业绩，如德国沙茨基特(Salzgiter)
钢管公司自1998年至今为欧洲3家热弯管厂共提供热弯管的螺
旋焊缝母管2 621 t， 长度8 km，其中X70钢级管2 379 t， 占
90．77％ ；
1999年， 曾为德国用户提供了500 t，长1．7 km，管径
817 mm，壁厚14．9 mm的其它钢级螺旋焊缝母管。
我国由于种种原因目前主要以生产SSAW管为主。长期以
来，油气长输管线用弯管一直依赖进口UOE钢管来煨制，这就
制约了我国弯管制造技术和水平的发展、提高，另一方面要花
费大量的外汇，提高管道建设的成本。为适应高压、大口径油
气长输管线建设的需要， 中油集团公司所属的制管厂进行了技
术攻关和技术改造，开展了高韧性SSAW管和高质量管线钢的
研制工作，使我国SSAW管的成形质量、母材和焊缝质量都有
了很大的提高，多项性能指标已经与进口UOE管的实物水平相
当．为采用螺旋缝焊管制造弯管创造了条件。
近年来．中国石油天然气管道局在用螺旋焊管热煨弯管的
制造及质量控制方面进行了大量的研究，并且在国内部分中低
压油气管道的建设中采用了螺旋缝焊管热煨弯管，取得了较好
的应用效果。但是，螺旋缝焊管热煨弯管的理论、热弯工艺优
选、质量性能控制以及对螺旋缝母管的性能质量要求和螺旋缝
焊管热煨弯管的安全可靠性等方面的研究还应更加深入。为了
扩展我国螺旋缝焊管的应用范围，满足管线建设事业发展的需
求。降低管线建设的成本，开展用螺旋缝焊管热煨弯管的制造
技术与质量控制研究是十分必要的。具有重要的理论学术意义
和工程的实际应用价值，并且具有重要的经济和社会效益。
国内以往常采用正火钢或调质钢管制造弯管。随着天然气
的大力开发和利用，近年来。为解决高强度正火钢或调质钢在
焊接施工中的困难，保证管线钢管与弯管以及焊接金属的性能
一致， 国内也开展了用控轧钢管热煨弯管的研究，并取得了成
功。在陕京输气管线的建设中， 中国石油天然气管道局经
Welding Technology V01．36 No．5 0ct．2007 ·焊接质量控制与管理· 63
文章编号：1002—025X(2007)05—0063-03
30CrMnSiA钢高压容器的焊接与加工
、 樊兆宝
(中国空空导弹研究院，河南洛阳471009)
摘要：分析了本单位近期研制的高压容器的结构特点、技术要求和30CrMnSiA41~合金高强度钢的焊接性，介绍了容器制造时所采用的工
艺方案及焊接、冲压、热处理等关键技术，并对焊接参数的调试原则和焊接质量控制措施等进行了详细说明。试验及批量生产证明，
该工艺方案和质量控制措施完全适合于高压容器的焊接与加工。
关键词：高压容器；
低合金高强钢；
自动氩弧焊；
冲压；
热处理
中图分类号：rI"I 57．5 文献标识码：B
高压容器是某重点型号产品中的A类焊接组合件。设计规
定了很高的工作压力。而其爆破压力必须高于工作压力的3倍。
焊缝按行业标准I级进行验收。焊后和热处理后进行2次100％
X射线探伤。焊接接头强度要求大于基体强度的90％，焊缝两
侧的基体不许错位，内表面不许氧化。设计采用的材料是低合
金高强度钢30CrMnSiA板材和棒材。为此制定了合理的加工方
案。并对关键工艺技术进行了严格的质量控制，对焊接接头的
收稿日期：200r7一o4—24
质量、性能、焊接工艺和焊接应力消除等进行了一系列的工艺
试验。焊接质量和高压容器的整体性能满足了设计要求。本文
重点对高压容器的工艺流程、焊接及相关加工工艺进行了阐
述。
1 高压容器的结构和30CrMnSiA钢的焊接性
1_1 高压容器的结构 ·
高压容器由容器嘴、前半球和后半球通过2条环焊缝连接
为一个整体。如图1所示。
--●. -● . -●. -●u ·’● . -● . ·●. ·● . ’● . ·●. ·●. ·● . ·● . -●. -●. -● . -● . ·● . ·● . -● . ’● . -● . -●. -● . -● . ’●. -●. -● . -●. ·● . -● . -●. ·● . -● . ·●. -● . ·●. ·● . -● . -●. ● . -●. -● . -●. ·● . -● . ’● __
过分析研究[3】，制定了多种弯制工艺方案：加热温度从750，800，
850 oC到900 oC；
进料速度分别为0．4，0．5，0．6， . ，1．0 mm／s；
加热带宽度从20，30，40 mm到50 mm；
冷却方式采用自然风
冷、吹风冷却、喷水冷却等。通过30多次不同弯制工艺制度热
煨弯管的室内和现场试验，成功地用控轧钢UOE管生产了近
3 000个X60钢级+660 mln的弯管，经检验测试，其质量性能均
符合有关技术要求。成功地迈出了用控轧钢管热弯制造高压大
直径弯管的第一步。也积累了一些用控轧钢管热煨弯管的经
验，并且在国内多条油气管线上用控轧钢管弯制了合格的弯
管。
试验与实际应用的结果表明。对于直管径≤710 mm、壁
厚≤13 mm的X65钢级以下的控轧钢管．采用加热温度(800~
10)℃ ，进料速度30 mm／min。加热带宽度20 mm． 喷水冷却
的弯制工艺，可以使控轧钢热煨弯管获得较好的质量性能，满
足相应的钢弯管性能技术要求。
4 结论
(1)由于我国目前主要以生产SSAW管为主。长期以来。
油气长输管线用弯管一直依赖进口UOE钢管来煨制，如果使用
SSAW管热煨弯管。可以提高我国弯管制造技术和水平，同时
节约大量的外汇。降低管线建设的成本。
(2)目前，我国各制管厂进行了技术攻关和技术改造。开
展了高韧性SSAW管和高质量管线钢的研制工作。使国产
SSAW管的成形质量、母材和焊缝质量都有了很大的提高，多
项性能指标已经与进口UOE管水平相当。为采用螺旋缝焊管制
造弯管创造了条件。
参考文献：
[1]张有渝．四川I输气管道弯管力学性能探讨[J]．天然气与石油。
1999，46(3)：1_4． ·
e2]张有渝 大口径长输管道用弯管的设计制造[J]．油气储运。
1996，31(1)：48-51
[3]冯斌 螺旋焊缝钢管(控轧管)热煨弯管技术可行性研究报告
[R]．河北廊坊：廊坊石油管道工程科技服务公司．2000．11—15
[4]沈士明．国外压力管道试验研究的进展[J]．压力容器。1999。19
(5)：78-84．
[5]沈中华．钢管制造工艺及材料[J]．管线钢管，1995，(1)：6—1O．
[6]安国运．管系中弯头的受力分析[J]．华东输油，1997。(1)：18一
】9．
多地形复杂、气候条件恶劣的地区， 因此，在管道敷设中需要
使用大量大口径弯管。弯管在使用中受力状态复杂，且在弯制
过程中工艺难度大，影响质量性能的因素多，弯管的制造及其
质量(包括力学性能和尺寸极限偏差等方面)的优劣，直接影
响到油气输送管道的安全、可靠性和投资经济效益[1]。如果安
全可靠性差，管道将会发生爆炸破裂，导致生命财产严重受
损。造成恶劣的社会影响也是难以估计的；
如在弯管制作中产
生废品，也将会造成重大的经济损失。
目前，大口径天然气管道建设中均采用控轧钢钢管。油气
管道用钢管按照成形和焊接方式可分为直缝埋弧焊钢管(UOE
管)、电阻焊钢管(ERW管)和螺旋缝焊管(SSAW管) 。
不同类型的钢管具有不同的质量性能价格比，适用于不同
的环境工况条件。采用什么类型的钢管来制造弯管，国内外尚
无统一模式和一致的看法．都是根据具体情况综合考虑工况条
件、钢管生产技术水平以及管道安全性等方面因素，选取适宜
的钢管来制造弯管。
目前，油气管道工程所用的弯管大多采用UOE钢管煨制，
制造弯管的传统材料是正火钢[1]，为使弯管与钢管性能一致，
减小焊接施工难度，弯管应采用控轧钢钢管弯制。
1 控轧钢钢管热煨弯管的国内外应用情况
由于控轧钢具有良好的综合力学性能。近20 a来在国外大
直径、高压油气输送管线用弯管的煨制中得到越来越多的应用
和重视。适用于不同工况环境的大直径、厚壁、低温、高压弯
管的应用研究也在不断深入，并且取得了一些工程应用成果。
控轧钢弯管的应用领域也越来越广泛。表l是埋弧焊UOE钢管
(控轧钢)弯制的大直径弯管的应用情况 。
收稿日期：20o6-07—19
表1 大直径纵向埋弧焊弯管应用情况
用户 虚用国家 API钢级 规格／mm [弯管半径／ram]／ 数量／t
[角度／。]
sTA1l0IL 日本 X52 ~965x19 5D|45．9 10
SHEU 马来西亚 X60 ~813x22 5n／1 16
．9 15
BARAW AK
MARATH0 日本 X65 d5610x32 5D，30．9 13
N0IL 10 20．3 10
N0RSKE 日本 X60 q~914x38， sDf45．9 8
HYDR0 ~457x16 1Df45．9 5
5D／45．9 4
SHEU 马来西亚 X52 4ul-57x17， 5D／45．9 10
SARAWAK X65 击914~21 5D／45．9 4
BP 日本 X52 q~775x30， 5D／90 4
X65 ~610x22 5D／30 4
SHELL 科威特 X52 ~508xl3 5D／90 3
0GPc
SHELL 科威特 X52 d5610xl3 5D／90 4
0GPC
BP 日本 X70 ~762x25 5D／5．9—90 32
B＆R0XY 日本 X60 ~762x25 3D，8．2—90 10
q~762x21， 5D／f15．3—95．4) 12
sTA1l0IU q~1016x29， 5D，(45—8 2) 5
ZEE1 日本 X65 q~1016x30， 5D／(45—90．2) 7
q~1016x34， 5D／f15．3—90) 14
~1016x36 5D，f15—90) 28
M0BIL OIL 印度尼西亚 X6O 击1067x13 4．6D／f22．5—90) 31
N0RSKE 日本 X65 q~787x31， 5D／f14．3—90) 20
SHELL ~914x38 5 (79．3—90) 6
ARC0 中国 X65 击71lx25 5D／(7— CHINA INC 90) 7
B rAP 日本 X65 16
3D／f4．-90) 11
q5610x27， 3D／(15—90)
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s11A1DIU 日本 X65 击1 048x22 31D／(4—90) 41
TR0LL一Ⅱ 51D／f6．9—90) 7
EPMI／ANGs1 马来西亚 X65 击631x29 5D／45．9 32
注：D为弯管外径
2 控轧钢钢管热煨弯管的研究情况
2．1 弯制工艺技术
在弯管的弯制工艺方面，国外已采用下列新技术[4]：
(1)采用压制弯曲工艺，并在外弧线和内弧线采用不同的
加热温度以使管壁减薄量降至最小。
62 ·焊接质量控制与管理· 焊接技术 第36卷第5期2007年10月
(2)对于高强度、厚壁弯管、耐腐蚀合金弯管等，采用从
管壁内、外侧同时水冷的方法以提高冷却速率。
(3)采用连续加热和冷却处理工艺，该工艺能使弯曲部分
和直管段连续加热和冷却，而不存在加热温度过渡区。
2．2 弯管用钢的合金成分设计
感应加热弯管的性能随化学成分、原材料钢管加工方法以
及弯制参数而变化。国外在感应加热弯管用原材料钢管的化学
成分设计方面非常重视合金成分的选择与设计。最重要的合金
元素之一是Nb，利用Nb在钢板轧制过程中Nb(C，N)的细晶
强化和沉淀硬化作用，以获得高强度、高韧性。感应加热弯曲
时，所产生的Nb(C，N)是主要的沉淀析出物。这种细的沉淀
物在感应加热和弯曲过程中能够抑制奥氏体晶粒的长大。含
Nb钢的奥氏体晶粒尺寸比无Nb钢的小得多。细小的奥氏体晶
粒淬火后产生细小的显微组织，因此韧性好。然而，在一定程
度上Nb(C，N)的溶解对获得高强度有不利影响，这就需要添
加其他的合金元素，如V，Cr，Mo等。所以，考虑到强度和韧
性的均衡，就必须合理地确定Nb含量及加热温度。
碳当量也是一个重要的影响因素。国外控轧钢热煨弯管因
钢管的碳当量为0-35％一0．43％ 。淬火与淬火+回火相比，更容
易获得高强度，含C量较低的高强度弯管采用免回火工艺生
产。因此低C含Nb钢即使在淬火条件下仍可获得具有良好韧性
的细小铁素体+贝氏体的混合显微组织。
2-3 焊缝金属的合金成分设计
根据试验结果，要使淬硬的弯曲部分及局部淬火处理过程
中的焊缝获得良好的韧性．就必须使用含Ni—Ti—B低氧型焊缝
金属【5]。对于局部淬火+回火处理工艺，也选择含Ni—Ti—B的低
氧型焊缝金属，其w(O)应低于0．035％。
2．4 弯制工艺参数的选择
从强度和韧性均衡的角度来看，低C含Nb钢一般存在一个
最佳加热温度范围。tiP950—1 050℃ 。这个最佳温度比那些常
规的高C无Nb钢的加热最佳温度(950℃)要高。然而，最佳
加热温度随合金元素含量的增加而降低。国外控轧钢热煨弯管
的弯制温度在850 1 050℃ 范围内，要求快速加热， 加热速
度>20℃／s。
冷却速度是弯制工艺的重要参数。冷却速度取决于原材料
钢管的壁厚、弯曲半径和送料速度等等，尤其是主要取决于弯
曲部分的壁厚。国外一般取冷却速度为5—15℃／s。对于高强钢
管的感应加热弯曲，要想减小碳当量或降低冷裂系数，采用从
弯管内部和外部同时冷却的方法是行之有效的。
确定送料速度不但要考虑到生产效率，而且要注意到原材
料钢管内侧和外侧加热温度的不同、冷却速度和加热速度等。
在免回火工艺中。确定送料速度时必须注意表面硬度，因为表
面硬度随着送料速度的增大而升高。
3 螺旋缝焊管与直缝焊管对比
一般认为，对于相同长度的焊管，螺旋缝焊管的焊缝长度
比直缝焊管的焊缝长得多。因此，焊缝中存在缺陷的几率大，
用螺旋缝焊管煨制弯管的潜在安全风险比直缝埋弧焊钢管大。
但是，由于螺旋缝焊管的焊缝是螺旋形，在承受内压作用的情
况下，螺旋缝焊管的焊缝避开了主应力方向，所承受的合成应
力比直缝焊管焊缝承受的主应力小很多(仅为直缝管主应力的
58％一90％)。按照美国巴特尔研究所的试验结果，当开裂速度
低时，在纵向应力为零的情况下，其断裂长度将大大减小。所
以，在同等质量水平及使用条件的情况下，螺旋缝焊管的安全
性不会比无缝管和直缝管差_6]。
高钢级、大直径螺旋缝焊管在德国、加拿大、俄罗斯等国
家都得到了较大发展和较好的应用。德国和加拿大都有采用螺
旋缝焊管煨制弯管的良好业绩，如德国沙茨基特(Salzgiter)
钢管公司自1998年至今为欧洲3家热弯管厂共提供热弯管的螺
旋焊缝母管2 621 t， 长度8 km，其中X70钢级管2 379 t， 占
90．77％ ；
1999年， 曾为德国用户提供了500 t，长1．7 km，管径
817 mm，壁厚14．9 mm的其它钢级螺旋焊缝母管。
我国由于种种原因目前主要以生产SSAW管为主。长期以
来，油气长输管线用弯管一直依赖进口UOE钢管来煨制，这就
制约了我国弯管制造技术和水平的发展、提高，另一方面要花
费大量的外汇，提高管道建设的成本。为适应高压、大口径油
气长输管线建设的需要， 中油集团公司所属的制管厂进行了技
术攻关和技术改造，开展了高韧性SSAW管和高质量管线钢的
研制工作，使我国SSAW管的成形质量、母材和焊缝质量都有
了很大的提高，多项性能指标已经与进口UOE管的实物水平相
当．为采用螺旋缝焊管制造弯管创造了条件。
近年来．中国石油天然气管道局在用螺旋焊管热煨弯管的
制造及质量控制方面进行了大量的研究，并且在国内部分中低
压油气管道的建设中采用了螺旋缝焊管热煨弯管，取得了较好
的应用效果。但是，螺旋缝焊管热煨弯管的理论、热弯工艺优
选、质量性能控制以及对螺旋缝母管的性能质量要求和螺旋缝
焊管热煨弯管的安全可靠性等方面的研究还应更加深入。为了
扩展我国螺旋缝焊管的应用范围，满足管线建设事业发展的需
求。降低管线建设的成本，开展用螺旋缝焊管热煨弯管的制造
技术与质量控制研究是十分必要的。具有重要的理论学术意义
和工程的实际应用价值，并且具有重要的经济和社会效益。
国内以往常采用正火钢或调质钢管制造弯管。随着天然气
的大力开发和利用，近年来。为解决高强度正火钢或调质钢在
焊接施工中的困难，保证管线钢管与弯管以及焊接金属的性能
一致， 国内也开展了用控轧钢管热煨弯管的研究，并取得了成
功。在陕京输气管线的建设中， 中国石油天然气管道局经
Welding Technology V01．36 No．5 0ct．2007 ·焊接质量控制与管理· 63
文章编号：1002—025X(2007)05—0063-03
30CrMnSiA钢高压容器的焊接与加工
、 樊兆宝
(中国空空导弹研究院，河南洛阳471009)
摘要：分析了本单位近期研制的高压容器的结构特点、技术要求和30CrMnSiA41~合金高强度钢的焊接性，介绍了容器制造时所采用的工
艺方案及焊接、冲压、热处理等关键技术，并对焊接参数的调试原则和焊接质量控制措施等进行了详细说明。试验及批量生产证明，
该工艺方案和质量控制措施完全适合于高压容器的焊接与加工。
关键词：高压容器；
低合金高强钢；
自动氩弧焊；
冲压；
热处理
中图分类号：rI"I 57．5 文献标识码：B
高压容器是某重点型号产品中的A类焊接组合件。设计规
定了很高的工作压力。而其爆破压力必须高于工作压力的3倍。
焊缝按行业标准I级进行验收。焊后和热处理后进行2次100％
X射线探伤。焊接接头强度要求大于基体强度的90％，焊缝两
侧的基体不许错位，内表面不许氧化。设计采用的材料是低合
金高强度钢30CrMnSiA板材和棒材。为此制定了合理的加工方
案。并对关键工艺技术进行了严格的质量控制，对焊接接头的
收稿日期：200r7一o4—24
质量、性能、焊接工艺和焊接应力消除等进行了一系列的工艺
试验。焊接质量和高压容器的整体性能满足了设计要求。本文
重点对高压容器的工艺流程、焊接及相关加工工艺进行了阐
述。
1 高压容器的结构和30CrMnSiA钢的焊接性
1_1 高压容器的结构 ·
高压容器由容器嘴、前半球和后半球通过2条环焊缝连接
为一个整体。如图1所示。
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过分析研究[3】，制定了多种弯制工艺方案：加热温度从750，800，
850 oC到900 oC；
进料速度分别为0．4，0．5，0．6， . ，1．0 mm／s；
加热带宽度从20，30，40 mm到50 mm；
冷却方式采用自然风
冷、吹风冷却、喷水冷却等。通过30多次不同弯制工艺制度热
煨弯管的室内和现场试验，成功地用控轧钢UOE管生产了近
3 000个X60钢级+660 mln的弯管，经检验测试，其质量性能均
符合有关技术要求。成功地迈出了用控轧钢管热弯制造高压大
直径弯管的第一步。也积累了一些用控轧钢管热煨弯管的经
验，并且在国内多条油气管线上用控轧钢管弯制了合格的弯
管。
试验与实际应用的结果表明。对于直管径≤710 mm、壁
厚≤13 mm的X65钢级以下的控轧钢管．采用加热温度(800~
10)℃ ，进料速度30 mm／min。加热带宽度20 mm． 喷水冷却
的弯制工艺，可以使控轧钢热煨弯管获得较好的质量性能，满
足相应的钢弯管性能技术要求。
4 结论
(1)由于我国目前主要以生产SSAW管为主。长期以来。
油气长输管线用弯管一直依赖进口UOE钢管来煨制，如果使用
SSAW管热煨弯管。可以提高我国弯管制造技术和水平，同时
节约大量的外汇。降低管线建设的成本。
(2)目前，我国各制管厂进行了技术攻关和技术改造。开
展了高韧性SSAW管和高质量管线钢的研制工作。使国产
SSAW管的成形质量、母材和焊缝质量都有了很大的提高，多
项性能指标已经与进口UOE管水平相当。为采用螺旋缝焊管制
造弯管创造了条件。
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