螺旋埋弧焊接不銹鋼管主要采用一步法和兩步法（預(yù)精焊）工藝生產(chǎn)。

  螺旋埋弧焊接不銹鋼管一步法生產(chǎn)工藝是采用鋼卷經(jīng)過拆卷、矯平、對(duì)焊、銑邊后進(jìn)入成型機(jī)成型，在大橋上先后完成內(nèi)、外埋弧焊接，定長切斷成單根鋼管。再進(jìn)入后續(xù)的檢測和精整工序。即鋼管的成型和焊接在成型的大橋上一次完成。一步法生產(chǎn)螺旋埋弧焊管成型、焊接工序一次完成，設(shè)備相對(duì)比較簡單、投資少，鋼管規(guī)格適應(yīng)性較強(qiáng)，經(jīng)過了多年特別是近20年的改進(jìn)與完善，通過帶鋼邊沿精確控制、重型銑邊機(jī)的應(yīng)用以及高剛性成型器的開發(fā)等技術(shù)改進(jìn)，以及鋼卷生產(chǎn)質(zhì)量的提高。一步法生產(chǎn)的螺旋埋弧焊管在尺寸精度和焊縫質(zhì)量等方面均達(dá)到很高的水平，完全可以滿足高鋼級(jí)（X80以上）油氣輸送管道用不銹鋼管需求。

  在螺旋焊接不銹鋼管兩步法（預(yù)精焊）生產(chǎn)工藝，將成型過程與埋弧焊接過程分開獨(dú)立進(jìn)行。第一步：熱軋鋼帶經(jīng)成型機(jī)制成管型后，用CO2氣體保護(hù)焊在鋼管內(nèi)壁進(jìn)行連續(xù)的預(yù)焊。形成預(yù)焊的鋼管管坯。第二步：在精焊工作站上進(jìn)行內(nèi)、外埋弧焊接，生產(chǎn)出成品鋼管。既通過成型預(yù)焊和精焊兩步工序完成鋼管的制造工序。預(yù)精焊工藝生產(chǎn)螺旋埋弧焊管，由于成型預(yù)焊和精焊分兩步進(jìn)行，在預(yù)焊、精焊設(shè)備配置合理的情況下，單臺(tái)成型機(jī)組的生產(chǎn)效率遠(yuǎn)高于一步法。而且，采用預(yù)精焊工藝生產(chǎn)過程中可以避免調(diào)整管型導(dǎo)致內(nèi)焊縫受力可能產(chǎn)生的裂紋。但設(shè)備比較復(fù)雜，對(duì)于精焊和高速預(yù)焊設(shè)備要求的控制精度都比較高，投資也較一步法高。

  我國的螺旋埋弧焊管發(fā)展要比直縫埋弧焊管早很多。而且，管道建設(shè)需求有力地推動(dòng)了技術(shù)進(jìn)步和能力提升，焊接不銹鋼管裝備制造企業(yè)也為國家重點(diǎn)工程提供了強(qiáng)大的支撐。我國螺旋埋弧焊管的發(fā)展可以分為三個(gè)階段：

  第一階段從1958-1970年，螺旋焊管早在19世紀(jì)80年代就已經(jīng)出現(xiàn)，直到1958年研究出內(nèi)外雙面焊接工藝技術(shù)后，螺旋焊接不銹鋼管在世界范圍內(nèi)才得到發(fā)展。我國螺旋縫埋弧焊管起步于1958年，從蘇聯(lián)引進(jìn)一套ф650mm螺旋縫埋弧焊管機(jī)組，1959年投產(chǎn)，僅能生產(chǎn)單面焊螺旋焊管，設(shè)計(jì)年產(chǎn)能4萬～7萬噸。到1965年才首次實(shí)現(xiàn)雙面焊接，1966年為四川天然氣輸送干線生產(chǎn)了我國第一批φ630mm和φ529mm螺旋縫雙面埋弧焊管。國內(nèi)螺旋焊管在80年代之前，一直采用的都是蘇聯(lián)發(fā)明的活套坑式儲(chǔ)料方式，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。1970年，大連起重機(jī)廠在沙市鋼管廠首先應(yīng)用飛焊車技術(shù)，螺旋埋弧焊管的制造技術(shù)和質(zhì)量水平有了明顯提高。

  第二階段從1970-2000年，隨著石油工業(yè)的發(fā)展和管道建設(shè)的需求，從80年代開始我國陸續(xù)建成了幾個(gè)焊管企業(yè)，形成了以寶雞石油鋼管廠、華北石油鋼管廠、遼陽石油鋼管廠、勝利石油鋼管廠、資陽

 石油鋼管廠和沙市石油鋼管廠為主的制管企業(yè)，這些企業(yè)提供了當(dāng)時(shí)幾乎包括陜京一線在內(nèi)幾乎國內(nèi)所有的油氣輸送管線用螺旋鋼管。20世紀(jì)90年代后期隨著改革開放的深入，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展對(duì)于鋼管的需求量越來越大，民營鋼管企業(yè)也得到了快速發(fā)展，北方以大邱莊、滄州為代表，南方以金洲、玉龍等為代表的企業(yè)建設(shè)了多條螺旋埋弧焊管生產(chǎn)線，使我國的螺旋埋弧焊管生產(chǎn)線達(dá)到100條左右的規(guī)模。在長輸管道和城市管網(wǎng)以及樁管等各個(gè)領(lǐng)域廣泛使用，基本滿足了國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。

  第三階段從2000年至今。隨著管道建設(shè)要求的不斷提高，特別是西氣東輸一線和西氣東輸二線管道建設(shè)，螺旋埋弧焊管的鋼級(jí)也逐步從X60升級(jí)到X70、X80，壁厚也從12mm達(dá)到了22mm（X80鋼級(jí)）。因此，對(duì)于螺旋焊管機(jī)組要求越來越高，也推動(dòng)了螺旋焊管工藝裝備高速發(fā)展。

  在國家經(jīng)貿(mào)委的領(lǐng)導(dǎo)和中國石油天然氣集團(tuán)公司的組織下，承擔(dān)西氣東輸工程制管任務(wù)的螺旋鋼管廠都進(jìn)行了大規(guī)模的技術(shù)改造。通過新建和技術(shù)改造，大大提高了高標(biāo)準(zhǔn)螺旋焊管的制造能力和產(chǎn)能。西氣東輸大口徑螺旋焊管機(jī)組具有以下主要性能和特點(diǎn)：

  制管機(jī)組從拆卷、矯平和鋼板對(duì)焊最大通過鋼帶寬度達(dá)到2m，厚度達(dá)到20mm，后續(xù)改造達(dá)到25.4mm（X80鋼級(jí)22mm）；全部配備了重型銑邊機(jī)（多數(shù)機(jī)組是雙銑邊機(jī)），可以對(duì)鋼帶邊緣進(jìn)行焊接坡口銑削加工，并可在很大程度上減少月牙彎的影響，滿足厚壁鋼管成型、焊接要求；成型器的成型能力十分強(qiáng)大，可以滿足X80鋼級(jí)ф1420mmx22mm大口徑高強(qiáng)度螺旋焊管精確成型的要求；改進(jìn)了內(nèi)外雙絲埋弧焊接設(shè)備，可以焊接厚度達(dá)25.4mm的鋼管；配置了管端擴(kuò)徑和焊縫自動(dòng)打磨設(shè)備，以提高鋼管管端的尺寸精度；配置了鋼板或管體分層超聲波自動(dòng)探傷、水壓試驗(yàn)后焊縫超聲波探傷和X射線工業(yè)電視探傷和管端拍片檢驗(yàn)設(shè)備，全面滿足了無損檢測工藝配置要求；配置了強(qiáng)大的精整設(shè)備和2000t水壓試驗(yàn)機(jī)，適應(yīng)大口徑高強(qiáng)度鋼管加工檢驗(yàn)要求；建立了計(jì)算機(jī)化的質(zhì)量信息系統(tǒng)；建設(shè)了鋼管外防腐和內(nèi)涂層作業(yè)線。通過這些技術(shù)裝備的不斷改進(jìn)，使我國螺旋焊管的技術(shù)水平大大提高，也大大推動(dòng)了螺旋焊管在油氣長輸管道的應(yīng)用，西氣東輸一線、二線、陜京二線、三線以及后續(xù)的中俄東線等大口徑天然氣輸送管道螺旋焊管應(yīng)用比例超過了50％。

  在螺旋焊管高速發(fā)展階段，我國螺旋焊管的裝備制造能力也得到了高速發(fā)展，設(shè)計(jì)研究和制造螺旋焊管的企業(yè)主要有西安重型機(jī)械研究所、太礦設(shè)計(jì)院、太重、西北機(jī)器、沈陽東基等設(shè)計(jì)制造企業(yè)。最具代表性的裝備有：

（1）厚壁鋼管高精度成型器：在生產(chǎn)實(shí)踐中技術(shù)人員經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，只要螺旋焊管成型器剛性好、控制精度高，成型后的管體也可以達(dá)到非常好的精度。在渤海裝備華油鋼管公司（原華北石油鋼管廠）與太重合作于2001年開發(fā)出了首臺(tái)新型成型器，該成型器不僅剛性好、精度高，而且改進(jìn)了二號(hào)輥的壓下和調(diào)整方式，成型小輥也采用了軸承輥，同時(shí)，進(jìn)行了首次φ1016mmx14.7mmX70螺旋焊管的試制，實(shí)現(xiàn)了鋼管的精確成型，成型后的鋼管殘余應(yīng)力控制良好，實(shí)驗(yàn)鋼管所取的環(huán)切試樣開口均為負(fù)彈復(fù)。在此基礎(chǔ)上開發(fā)了新的西氣東輸螺旋焊管生產(chǎn)線使用的成型器。該成型器對(duì)X70鋼級(jí)板材的成型能力為ф1650mmx20mm，經(jīng)后續(xù)改造其成型能力X80鋼級(jí)φ1422mm鋼管壁厚達(dá)到22mm，螺旋焊管的制造能力有了質(zhì)的飛越。

（2）螺旋鋼管管端整圓機(jī)：采用管端擴(kuò)徑工藝提高螺旋焊管尺寸精度，國內(nèi)沒有先例。管端擴(kuò)徑只在管端進(jìn)行，不能采用太大的擴(kuò)徑率，還要在擴(kuò)徑區(qū)與未擴(kuò)徑區(qū)之間設(shè)置過渡區(qū)。選擇合理的擴(kuò)徑參數(shù)是成功的關(guān)鍵。原華北石油鋼管廠和天水鍛壓合作于2000年研制出第一臺(tái)管端擴(kuò)徑機(jī)。利用首臺(tái)樣機(jī)研究了鋼管在不同擴(kuò)徑量時(shí)的變形規(guī)律。在西氣東輸所有螺旋鋼管生產(chǎn)廠家推廣。高精度成型和管端擴(kuò)徑技術(shù)的結(jié)合，使鋼管的外徑控制達(dá)到了前所未有的水平。管端直徑公差減少到2mm以內(nèi)，圓度也有明顯改善。為現(xiàn)場施工對(duì)焊創(chuàng)造了良好條件。

（3）大噸位端面密封水壓試驗(yàn)機(jī)：早期的水壓試驗(yàn)機(jī)基本采用端面密封，采用麻辮作為密封材料容易泄漏，而且需要經(jīng)常更換。后期有采用徑向膠圈密封技術(shù)，但膠圈也需要經(jīng)常更換，更換也非常困難。華北石油鋼管廠在鋼管水壓試驗(yàn)機(jī)上首次使用了端面膠圈密封，并采用電液比例控制替代原有的機(jī)械式端面水壓、油壓平衡裝置，大大提升了端面密封膠圈的使用壽命（一對(duì)密封膠圈可試壓超過100根鋼管），降低了鋼管水壓過程中造成的壓彎?，F(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)的水壓試驗(yàn)機(jī)幾乎都采用了新型的電液比例控制技術(shù)，控制精度非常高。螺旋焊管生產(chǎn)線配置的水壓試驗(yàn)機(jī)達(dá)到甚至超過2000t。

（4）螺旋焊接不銹鋼管管端尺寸綜合檢測設(shè)備：隨著管道建設(shè)現(xiàn)場對(duì)焊施工的技術(shù)進(jìn)步，越來越多地采用全自動(dòng)化焊接和檢測，對(duì)于鋼管管端尺寸精度要求越來越高。多個(gè)鋼管生產(chǎn)廠家都采用了管端尺寸綜合檢測設(shè)備，該設(shè)備由高精度激光測距傳感器、激光視覺傳感器、精密機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成，通過激光視覺圖像處理、數(shù)據(jù)空間擬合、鋼管宏觀尺寸模型分析，自動(dòng)測量鋼管管端上下坡口角度與長度、鈍邊高度、周長、不圓度、長短軸位置等。通過大口徑鋼管宏觀尺寸不依賴于人的全自動(dòng)測量，避免了由操作技巧、讀數(shù)等帶來的測量人工誤差，提高了大口徑鋼管管端宏觀尺寸測量精度、數(shù)據(jù)可靠性、客觀性?？蓪?shí)現(xiàn)多維度分析，為基于大數(shù)據(jù)分析的產(chǎn)品質(zhì)量管控、工藝改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)為現(xiàn)場對(duì)焊提供了數(shù)據(jù)支持。

（5）X射線數(shù)字檢測設(shè)備：90年代的X射線焊縫在線檢測采用圖像增強(qiáng)器、模擬攝像機(jī)。目前領(lǐng)先的焊管制造企業(yè)已經(jīng)大量采用平板DR數(shù)字成像技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)X射線工業(yè)電視系統(tǒng)與X射線拍片。相比于基于影像增強(qiáng)器的X射線工業(yè)電視系統(tǒng)，DR技術(shù)在檢測靈敏度、檢測效率、輻射劑量等方面更具優(yōu)勢(shì)。DR檢測靜態(tài)靈敏度可達(dá)到1.2％，遠(yuǎn)超過API5L及GB／T9711等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的拍片或圖像增強(qiáng)器2％靈敏度要求，DR檢測動(dòng)態(tài)靈敏度可達(dá)到2％，遠(yuǎn)超過API 5L及GB／T 9711等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定圖像增強(qiáng)器的4％靈敏度要求。DR數(shù)字成像也推動(dòng)了X射線自動(dòng)評(píng)片系統(tǒng)的研制。

（6）信息系統(tǒng)的應(yīng)用：隨著信息技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，螺旋焊管機(jī)組信息化也得到了迅速發(fā)展，華油鋼管公司和清華大學(xué)信息中心從2003年開始合作研發(fā)焊管生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，經(jīng)過了16年的研發(fā)和不斷改進(jìn)，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的焊管生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)（MES），該系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的軟件整體架構(gòu)能力，功能邏輯清晰，模塊化開發(fā)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一分層管理，形成了一套從卷板、銷售、生產(chǎn)、理化試驗(yàn)、質(zhì)量分析、發(fā)貨管理、多種文字質(zhì)證書、碼單、生產(chǎn)檢驗(yàn)中英文報(bào)告實(shí)時(shí)導(dǎo)出的全生命周期一體化、信息化管理的完整體系，經(jīng)過多年運(yùn)行系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，為精益生產(chǎn)、精益管理、智能制造提供大數(shù)據(jù)支撐。

  鑒于我國的工業(yè)基礎(chǔ)，螺旋埋弧焊管的一步法完全基于國內(nèi)設(shè)備，得以率先發(fā)展，低應(yīng)力成型和殘余應(yīng)力控制、管端擴(kuò)徑和無損檢測等技術(shù)、高韌性焊絲焊劑的應(yīng)用，使我國螺旋焊管的質(zhì)量大大提高，鋼級(jí)從低到高（X90），壁厚從薄到厚（22mm），管徑從小到大（3040mm）。但由于螺旋焊管對(duì)焊縫要求越來越高，兩步法獲得高速發(fā)展，雖然目前與國外相比較，還需改進(jìn)，但總體上，螺旋埋弧焊管裝備基于中國自己的力量。如今，我國已有多套螺旋焊接不銹鋼管機(jī)組已經(jīng)具有X80鋼級(jí)ф1422mmx22mm的生產(chǎn)能力，其中相當(dāng)一部分可采用預(yù)精焊工藝生產(chǎn)。多條生產(chǎn)線進(jìn)行了信息化改造，建立起電子化的質(zhì)量信息系統(tǒng)，提高了質(zhì)量保證能力。螺旋焊管已經(jīng)批量供應(yīng)了X80鋼級(jí)ф1422mmx21.4mm高鋼級(jí)管線鋼管，并已經(jīng)進(jìn)行了X100、X120鋼管試制。在其他的行業(yè)中螺旋焊管以其特有的優(yōu)勢(shì)也得到了廣泛應(yīng)用，番禺珠江鋼管生產(chǎn)出了長達(dá)130m的樁基用管。在城市建設(shè)中大口徑的輸水管道的直徑也超過了3m。經(jīng)過了多年的發(fā)展特別是近20年的飛速發(fā)展我國的螺旋焊接不銹鋼管不僅滿足了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，還大量出口到世界各地。