UOE和JCOE管線管的性能和成本分析

1、直縫埋弧焊管的主要成型方法為UOE成型法 （ 成型、 成型、擴徑）、JCOE成型法（鋼板壓成型、再依次壓成型和 型 、后進行擴徑），作為比較成熟的生產(chǎn)工藝，在國際上已經(jīng)廣泛應(yīng)用，目前在我國也均有引進。由于其生產(chǎn)工藝上的差異，必然導致其產(chǎn)成品性能的差異，下面重點從產(chǎn)品的技術(shù)指標方面對UOE和 JCOE的優(yōu)缺點進行分析比較。1、生產(chǎn)工藝（）UOE的生產(chǎn)工藝流程轉(zhuǎn)爐精煉連鑄厚板鋼板上料焊引弧板銑邊 預(yù) 彎邊成型成型高壓水沖洗干燥預(yù)焊內(nèi)焊外焊 去除引弧板焊縫及管端超聲探傷光檢查鋼管擴徑管端 焊縫磨平管端平頭水壓試驗焊縫及管端超聲探傷焊縫及管端光檢查倒棱管端分層及磁粉探傷剩磁退磁工廠檢查稱重、測長噴標記

2、上保護環(huán)堆放、發(fā)貨。（）JCOE的生產(chǎn)工藝流程材料復檢真空吊板探翻板刨邊上板卷曲前半幅鋼板（ 成型）松出輸入后半幅鋼板 卷曲后半幅鋼板（成型）松出后彎預(yù)焊焊引（熄）弧板內(nèi)焊清根外焊去引（熄）弧板超聲波檢驗機械擴徑水壓試驗機械修端超聲波檢驗管端環(huán)向分層檢驗 射線檢驗成品檢驗磁粉檢 驗稱重與測長外防腐內(nèi)防腐標記發(fā)貨。2、 UOE和JCOE的生產(chǎn)工藝不同導致的產(chǎn)品差異從上述兩種生產(chǎn)工藝來看，二者在成型前后的工藝基本相同，最大差別在于成型方式上。UOE成型主要由兩步完成：成型和成型。而 JCOE成型部分程序分為個環(huán)節(jié)，生產(chǎn)效率大大降低 。而由于成型方式的不同，導致了UOE和JCOE在直徑、壁厚、外形尺

3、寸、生產(chǎn)效率、屈強比等方面的差異（如下表）。2.1 UOE和JCOE產(chǎn)品規(guī)格和生產(chǎn)效率的比較（）管徑和壁厚JCOE可生產(chǎn)的管徑和壁厚范圍要大于UOE，這是由兩種產(chǎn)線的模具及生產(chǎn)工藝決定的。對于UOE，一套機模具只能生產(chǎn)一種直徑的鋼管，且是二道工序完成成型，對成型機組壓力要求高，因此UOE可生產(chǎn)的管徑和壁厚范圍稍小。對于JCOE，鋼管成型采取的是折彎機步進方式成型每次彎曲需要的壓力要大大減小，因而對機組的動力要求大大減小。因此在同等機組壓力的情況下，JCOE可生產(chǎn)的壁厚范圍要更大，且一套模具可以生產(chǎn)多種管徑的鋼管，可生產(chǎn)鋼管的管徑范圍要更大。寶鋼的成型機壓力達到72000t，是世界上壓力最大的成

4、型機組之一，生產(chǎn)的壁厚能達到40mm。從目前國內(nèi)外的管線鋼技術(shù)發(fā)展來看，高鋼級，薄壁厚是管道發(fā)展的必然趨勢，西氣東輸二線所用的1219鋼管是當前最大口徑的鋼管，UOE的生產(chǎn)能力有足夠大的余量，因而目前寶鋼UOE的管徑和壁厚生產(chǎn)范圍完全可以滿足管線工程的需要。（）生產(chǎn)效率和產(chǎn)能UOE的生產(chǎn)效率和產(chǎn)能要明顯高于JCOE，UOE大約為JCOE的倍。一 條UOE產(chǎn)線每天可生產(chǎn)鋼管約公里，JCOE產(chǎn)線每天只能生產(chǎn)鋼管公里左右。UOE采用成型和成型 兩步即可完成，而JCOE采用步進式彎機，通常要經(jīng)過多道彎折才能成型，因此生產(chǎn)效率遠遠低于UOE。UOE比較適合生產(chǎn)單一規(guī)格，大批量的產(chǎn)品，而JCOE比較適合生

5、產(chǎn)多規(guī)格，小批量的產(chǎn)品。因此對于一些對工期要求較為嚴格的工程來說 ，UOE的高生產(chǎn)效率相比JCOE有著較大優(yōu)勢。2.2 UOE和JCOE產(chǎn)品性能的差異UOE與JCOE焊管在鋼板原材料方面的要求基本一致，因而影響鋼管性能的關(guān)鍵在于鋼管成型方式和焊縫焊接部分。工藝上的差異使二者在成品管的殘余應(yīng)力、外形尺寸精度、屈強比等方面產(chǎn)生了區(qū)別。（）殘余應(yīng)力UOE和JCOE的焊縫均采用直縫埋弧焊焊接方式，經(jīng)過內(nèi)焊和外焊兩道工序完成，焊接工藝上完全一致。但是二者焊接后的殘余應(yīng)力有較大差別。UOE成型是連續(xù)變形，在成型時，對鋼管整個圓周進行了壓縮（一般壓縮量為直徑的0.4 0.5），使得沿鋼管壁厚及圓周方向上的殘

6、余應(yīng)力均勻化，焊接之后，再經(jīng)過經(jīng)過擴徑工序加工 ，鋼管內(nèi)的環(huán)向拉應(yīng)力很小，對延長管材的服役壽命十分有利。而且管子待焊的對邊距離均勻，可以直接進行焊接操作，焊后管體殘余應(yīng)力較小。JCOE成型需要多次彎折，通常需要壓十幾次以上才能成為形 ，成為形后 ，仍然存在著各次“折彎”處的轉(zhuǎn)折點 ；并且在管子待焊的對邊開口度較大，一般為150mm200mm，需要通過外力，將接口處擠壓在一起然后才能進行焊接，因而焊后有較大的殘余應(yīng)力，即使有后期的擴徑操作也難以完全消除。（）外形尺寸精度寶鋼UOE的機最大壓力可達72000t， 可產(chǎn)生0.43的壓縮量，數(shù)值模擬結(jié)果顯示外形尺寸可以達到很高的精度。UOE鋼管的內(nèi)徑精

7、度可以通過后期的擴徑來實現(xiàn)。通常來說，使用機械擴徑可以達 到更好的效果，使管道內(nèi)徑均勻一致，從而提高尺寸精度。通常擴徑率一般為直徑的0.51.5。而JCOE采用步進法多次彎曲，管道截面形狀更接近于多邊形，圓度較差，雖然可以通過增加彎折次數(shù)的方式使管子截面更加接近圓，然而這必然會導致生產(chǎn)效率的大幅降低。因此UOE產(chǎn)成品的外形尺寸精度要明顯好于JCOE。（）屈強比屈強比是衡量鋼管安全性的一個重要因素，通常來說，鋼管的屈強比越低，管道的安全性能越高。在鋼管成型過程中產(chǎn)生包辛格現(xiàn)象，導致鋼管的屈強比增大，使成品管的抗側(cè)向彎曲能力降低，影響管道的安全性能。對于UOE，在成型和成型過程中，成型的彎曲應(yīng)變和

8、成型的周向壓縮導致鋼管成型后以壓縮應(yīng)變?yōu)橹鳌Ｔ诶煸嚇訅浩胶屠煸囼炦^程中，其應(yīng)力方向恰好與成型階段后的應(yīng)力反向，產(chǎn)生包辛格效應(yīng)使管體的屈服強度降低；然而在擴徑時產(chǎn)生了加工硬化，彌補了包辛格效應(yīng)帶來的強度損失，最終導致管體的屈強比略高于鋼板。當采用JCOE成型時，鋼板沒有壓縮而是發(fā)生了延展，擴徑時再次拉伸，因此管體的屈服強度呈上升趨勢，造成屈強比上升。在管子的外形尺寸精度、管體殘余應(yīng)力、生產(chǎn)效率、屈強比方面，UOE有較大優(yōu)勢；而從生產(chǎn)鋼管的管徑范圍、壁厚范圍來看，JCOE有一定優(yōu)勢。3 UOE和JCOE的生產(chǎn)成本分析（）UOE和 JCOE產(chǎn)線投入成本UOE產(chǎn)線投入費用高，一次性投入成本一般在3

9、0億元左右 ，模具與生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格為一一對 應(yīng) ，模具數(shù)量多，每套模具價格在500萬元左右。JCOE產(chǎn)線投入成本相對較低，一次性投入成本約億 元，一套模具可對應(yīng)生產(chǎn)多個規(guī)格的產(chǎn)品，需要數(shù)量少，每套模具的價格在100萬元左右。（）UOE和JCOE的成材率、加工費用和產(chǎn)成品價格比較鋼管價格 板材的價格加工系數(shù)加工費由該式可看出，由于UOE和JCOE選用的板材完全一致，價格差異主要由加工系數(shù)和加工費決定。加工系數(shù)取決于加工的成材率，目前UOE和JCOE的成材率基本相同，平均都能達到為98左右，加工系數(shù)一般取1.021.05。加工費用UOE要高于JCOE ，目前UOE管線管每噸的加工費用在12001600元，比JCOE管線管的加工費每噸要高200300元。4 結(jié)論通過UOE管線管和JCOE管線管從生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)成本的對比分析，可得到以下結(jié)論：（）UOE的生產(chǎn)效率高，產(chǎn)能大，而更換模具周期較長，比較適合生產(chǎn)大批量、單一規(guī)格的產(chǎn)品；JCOE生產(chǎn)效率較低，而一套模具可對應(yīng)多種規(guī)格，比較適合生產(chǎn)小批量、多規(guī)格的產(chǎn)品。（）UOE可生產(chǎn)的產(chǎn)品直徑范圍和厚度范圍