双金属复合管的焊接,石油工程常用

1.归纳

双金属复合管是比年来开拓的一种新材料,它的内层是不锈钢管,外层嵌套碳钢管或低合金钢管,采取旋压复合工艺使两者精细贴合,使其既占有不锈钢优秀的耐腐化性,又保证管道能够蒙受较高的办事温度和办事压力,还能灵验地俭朴建产生本。双金属复合管特殊恰当对运送管道有较高请求的介质,如凝析油自身含有洪量腐化介质,且办事温度和办事压力较高,若采用不锈钢管道运送,制造、维持成本很高,而采用双金属不锈钢管道在知足类似的腐化前提下,制造、维持成本则能够下降较多。双金属复合管在以来的煤油石化临盆中将成为不行或缺的材料,是以把握双金属复合管的焊接法子和焊接工艺,将为我公司在以来更好的占有煤油石化四周供应技巧扶助。

2.焊接工艺协议

(1)靠山简介红浅1井区火驱先河实验区是新疆油田公司的一项重大试点工程,实验区内运送介质多为油气混和液,含H2S、HCl等腐化性介质的比例较高。基于此缘故,实验区内采用了双金属复合管做为运送管道。运用双金属复合管在新疆油田公司来讲依旧第一次,关于承建这项工程的我公司来讲,开拓双金属复合管的焊接法子和焊接工艺已势在必行。

(2)对材料举行剖析论证双金属复合管的布局如图1所示。

图1

由于构成双金属复合管的下层和复合层是经过复合旋压工艺使其精细贴合在一同,而不属于原子间分离,此间存在漏洞,不锈钢在内层,碳钢在外层,在焊接经过中不锈钢与碳钢须要来往,是以会产生如下几方面的题目:①复合层是材质不锈钢,且复合层的壁厚较小,唯一2mm,且不锈钢复合层从碳钢下层端部还向外伸出约2.5mm,尽管采用手工钨极氩弧焊焊接,其难度也会特殊大。②不锈钢复合层与下层20钢之间存在空隙,在焊接经过中飞溅物、杂质小颗粒等极有大概钻入清闲中产生缺点。③采取手工钨极氩弧焊根焊时,四周空气和守护气氩气都邑在空隙中震动,跟着焊接经过举行,焊缝地区温度场的持续改变,空隙内的气体受热空气震动速率放慢,震动方面持续改变,会影响焊接地区的气体守护功效,很有大概产生焊接缺点。④不锈钢复合层焊接完竣后就要焊接下层,而下层材质为20钢,其焊层与不锈钢地址的焊层势必会精细联结,那末向不锈钢焊层渗碳也将在劫难逃,对不锈钢根焊层的防腐化功用会有较大影响,直接撙节了管道的防腐技能和操纵寿命。

(3)协议焊接法子基于以上四个题目及其余方面,咱们举行了论证,并分离动工现场的现实境况,终究肯定了焊接法子:①采取手工钨极氩弧焊将复合层与下层之间的空隙举行封堵焊接(见图2),封堵焊缝的熔敷金属遮蔽不锈钢复合层向外伸出部份产生V形坡口。②采取不锈钢焊条电弧焊根焊和热焊,焊缝金属厚度3mm。③从经济性和下降动工难度方面思考,采取碳钢焊条电弧焊填充、盖面焊接。

图2?复合层与下层之间的封堵焊缝

3.焊接工艺践诺

(1)焊接材料筛选封堵焊缝采用与不锈钢材料般配的超低碳型不锈钢焊丝,根焊和热焊采用与不锈钢材料般配的低氢型不锈钢焊条,焊条电弧焊焊材采用般配的普遍碳钢焊条便可,如表1所示。(2)磋议计划、坡口大局和焊层采用V形对接坡口,坡黑白度α为55°~65°,组对空隙b为2.0~3.0mm,对口错边量遏制在1.0mm之内,如图3所示。

图3?磋议计划及焊接层数暗示

(3)焊接参数各层焊道的焊接参数如表2所示。

(4)焊接经过中的技巧举措从图2能够看出,封焊完竣后熔敷金属产生一个坡口,有益于后续的焊接。

经过屡屡焊接实验,归纳出在封焊时须要重视的三方面体例:①封焊焊接时电流参数不宜过大,在保证不锈钢和碳钢层熔合的前提下尽管采取小范例举行焊接,防止呈现烧塌或烧穿的形势,采取快捷焊和多层多道焊,防止合金元素的烧损和碳元素的渗入。②在焊接职掌时,电弧热要倾向碳钢一侧,将碳钢和焊丝融化后带领铁液向不锈钢潮湿,认真张望待不锈钢侧发端融化后立刻将电弧转向碳钢一侧,下降不锈钢侧的温度,保证不锈钢层母材不被烧塌,同时削减不锈钢内合金元素的烧损、削减向不锈钢内渗碳。③由于封焊焊缝金属将大部份做为不锈钢焊道层和碳钢焊道层之间的过渡层焊缝金属,要保证必定的熔敷厚度,从而保证过渡层焊缝对根焊焊缝的守护功效,因此封焊焊缝应焊接两层。焊接两层的利益是切合复合层较薄和不锈钢焊接采取小电流、快捷焊、多层多道焊的特性。在封焊第一层焊缝焊接时,采取小范例、速率快,焊缝金属厚度偏小,但由于要保证将管端不锈钢外伸部份都熔闭合不锈钢焊缝金属,是以第一层焊缝的焊足寻常都是内凹的。在焊接第二层焊缝时,要将第一层焊缝的内凹处填平,焊接电弧依旧倾向碳钢部份,相当于在碳钢坡口上堆焊一层不锈钢焊缝金属,焊接时不锈钢层后背增长铜垫板下降温度。如此做的要紧宗旨是加倍不锈钢过渡焊层的守护功效,进一步完整对根部不锈钢层焊缝金属的守护效用。

封焊焊接在职掌上相对轻易把握,况且在管材到货后可立刻安顿纠合焊接,轻易布局。不锈钢焊条的根焊和碳钢焊条的填充盖面焊都是特殊老练的焊接工艺,况且封焊完竣后产生的坡口能够保证各焊层优秀熔合,可防止较多焊接缺点的产生。在现场运用中布局最简朴,利于动工,且动工成天性够下降。

根焊层(不锈钢层)遵照时常不锈钢材料的焊接法子和工艺举措举行焊接,摆幅不宜过大,焊枪对中,保证根部焊缝的后背成形优秀。

热焊层(过渡层及散布层)焊接时须要采取相对较大范例,以实行合金元素的匀称过渡以及层间金属的充足熔合。但摆幅不宜过大,防止焊道双侧碳钢的过头融化。

焊条电弧焊焊层(碳钢层)的焊接工艺很老练,遵照老例工艺焊接便可,但要重视焊接参数不宜过大,下降填充焊层向下熔深,尽管削减碳元素向过渡层散布。

4.结语

焊接工艺实验所获得的焊接磋议正背面成形美丽,焊缝金属没有被氧化,守护优秀,焊接磋议完整点,各项力学功用优秀。经过严酷遏制焊接工艺,过渡层焊缝金属未被碳钢层稀释,而不锈钢焊缝金属中合金元素含量没有显然下降,过渡层起到了较好的守护效用。

临盆推广表明,双金属复合管焊接法子和工艺的胜利开拓填补了我公司的技巧空白,抬高了公司在以来商场开拓中的中央比赛力。

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