ERW焊管的研究和发展现状

电阻焊最初出现在20世纪初，基于霍尔效应的电阻焊技术开始用于管材生产。到了20世纪30年代，电阻焊接技术得到了很大的改进，并发明了连续直缝焊管成型机。自20世纪40年代以来，接触交流电焊管生产技术得到了迅速的发展，美国首先制造了M系列电焊管机。然而M系列焊管机采用频率为50~60 Hz的交流电，呈周期性变化的交流电，造成了焊接接头受热不均匀，易形成过烧与焊接部分交替分布，即形成周期分布的焊点。在随后的电阻焊管生产中开始使用较高频率电源。20世纪50年代，频率高达450 kHz的高频电源应用于焊管生产，开始进入高频电阻焊时代。到20世纪60年代末，形成了完善的生产工艺，为现代高频焊管的生产技术奠定了基础。然而在此期间，钢管的品种及产量没有太大的变化。当进入20世纪70年代初，随着钢铁冶炼、轧制技术的进步以及石油危机爆发下油气开采的快速发展，ERW焊管进入快速发展时期。在初始阶段，只生产X42、X46等低钢级钢管作为无缝钢管的补充。随市场的需求的增加，和先进无缝钢管生产线的引进，建成了具有厚壁管成型系统、焊接输入功率自动控制系统、在线焊缝热处理装置、可靠的探伤设备等专业化焊管机组，ERW焊管质量显著提升，不仅可以生产高强X60、X65、X70焊管，J55、N80、L80油井管，而且部分生产线还生产高强镍-钒油井管、耐腐蚀油管和低温(60°C)焊管。进入上世纪末，由于油气需求和开采量的稳定，ERW焊管的研究和生产也进入稳定期。虽然ERW焊管的自动化控制和检测技术有一些改进和突破，如成型、焊接、探伤，但ERW焊管的生产方式却没有改变。其生产工艺主要包括：自动开卷、自动切头对焊、螺旋活套、多辊成型、高频焊接、去除内外毛刺、焊后热处理、定径矫直、定尺飞锯切断、端面加工、水压试验、焊缝探伤等。

我国的ERW焊管机组生产起步较晚，20世纪80年代，宝鸡石油钢管厂引进了德国的ERW焊管机组并投入运行，从那时起，我国开始了ERW焊管快速的发展，但ERW焊管的生产主要以中小直径为主[3]。进入21世纪我，随着ERW焊接技术的不断改进和完善，国内焊管生产线快速发展，多台大、中直径ERW焊管机组相继建成并投入使用，管径集中在508~660mm范围内，主要以610 mm为主，壁厚可达19.1mm[3]。然而，由于国内缺乏对核心ERW工艺基础的掌握，无法完全克服接触焊的缺陷，产品质量不稳定，在国内管线的初始应用过程中出现了一些水压泄漏等问题，严重影响了ERW钢管质量的认识和在国内重要管线的应用[4]。虽然随着研究生产实践的不断推进，ERW钢管的质量有显著提升。但由于国内市场的认识尚未根本转变，在油气输送管线市场并未得到认可。因此，对ERW钢管疲劳性能进行研究，分析影响ERW钢管性能的关键因素，为稳定ERW钢管质量提供理论依据，并为管线设计和应用提供完整、可靠的数据，是目前ERW钢管研究和生产急需解决的问题。