随着能源需求的日益增长，国内外油气管道的铺设量快速增加。我国目前主流油气管线钢以X70、X80为主，管道用钢管以螺旋埋弧焊管为主。Q355B焊接钢管几何尺寸控制系统的水准直接关系钢管的品质、管路建设进度及安全性、企业经济效益。因为Q355B焊接钢管在生产中工序多，形变过程繁杂，促使Q355B焊接钢管尺寸精度的提升变得艰难，对Q355B焊接钢管几何尺寸控制的研究资料很少，因此研究Q355B焊接钢管的工序对几何尺寸的影响，而且在此基础上开展螺旋钢管几何尺寸的控制具有重要意义。

　　本论文以西气东输二线Q355B焊接钢管的生产为背景，关键研究了Q355B焊接钢管的关键工序与几何尺寸品质的关联。

　　⑴运用Q355B焊接钢管成形三辊弯板原理，根据三辊弯板机构中的带钢弹性变形、塑性形变到妥协的过程分析，创建三辊弯板的力学模型图，获得带钢在成形器内弹塑性弯曲变形的弯距和曲率函数，设立了三个成型辊在空间的位置关系，获得了不同规格钢管生产关键位置参数。研究发现，生产钢级X80的φ1219×18.4mm钢管，工作宽带1540，1、2号辊交角α=15°14′，2、3号辊交角β=21°36′，1、2号辊安全距离=224.4mm，2、3号辊安全距离=314.5mm，滚动座顶端距固定座端部间距△=56.6mm。

　　⑵运用Q355B焊接钢管成形几何关系，获得成形角与Q355B焊接钢管直径及牙距公差的关系，系统分析了成形过程对钢管几何尺寸的影响，提升后φ1219×18.4mm成形角为α=65°54′。研究发现，加强成型辊部位及视角参数审查，特别是1#、2#、3#号辊部位及视角，从开卷机到成形入口段各工序严格按递送线部位给料，选用双铣边工艺加工需要的带钢截面形状和精确的工作总宽，可以控制Q355B焊接钢管管经、成形缝空隙稳定性，减轻或清除错边和撅嘴状况。

　　⑶阐述了Q355B焊接钢管内要力的大小与材料弹性模具、半径、薄厚及张口量的关系，根据控制残余应力来保证钢管几何尺寸。理论研究发现，成形时带钢形变不足会产生很大的残余应力，增加三辊弯板的变形量，运用成形阻力和阻力矩可以控制弹复量，可实现低结构应力(甚至负弹复)钢管生产，满足钢管几何尺寸控制规定。

　　⑷阐述了Q355B焊接钢管焊接工艺参数对焊缝成型品质的影响及焊接缺陷产生的原因，根据选用不一样X型坡口，配对焊材及焊接工艺参数，完成了钢管焊缝几何外貌的质量管理，X80钢级φ1219X18.4mm螺旋焊钢管完成了1.76m/min高速焊接，焊偏量≤3.0mm，重叠量≥1.5mm，焊缝宽度15～19mm，内焊缝余高0～1.8mm，外焊缝余高0～2.5mm，焊缝表面光滑，过多圆润，无焊缝偏流，无错口等几何缺陷。

　　⑸介绍了管端机械扩径过程扩径力和扩径行程计算方式，管端机械扩径成型特点和影响因素，研究了扩径率与管端周长、椭圆度、焊缝性能的影响，研究发现，管端周长随着扩径率的增大而增大，椭圆度变好，0.5%左右扩径率对钢管本质品质没有影响，根据合理控制焊管段制造的管经范畴，能够实现0.3%-1.0%小扩径率标准下对大口径Q355B焊接钢管管端几何尺寸的精确控制。