CN103350124B - 一种输送石油天然气的直缝双金属复合焊管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种输送石油天然气的直缝双金属复合焊管的制造方法，将复层是耐蚀合金，基层是碳钢且以“爆炸+热轧”方式结合在一起的双金属复合板材通过JCOE成型工艺成型为直缝管状，再采用焊接工艺将直缝焊接即可制成复层在内基层在外的直缝双金属复合焊管。本发明工艺简单，可实现工业化生产，在保证复层耐腐蚀性的同时，大大降低了产品成本。
Description
技术领域
本发明属于复合焊管制造技术领域，具体涉及一种输送石油天然气的直缝双金属复合焊管的制造方法。
背景技术
输油、输气管道中的H2S、CO2会引起管道严重的均匀腐蚀、点腐蚀、硫化物应力腐蚀开裂和氢致开裂，从而导致输送管道的失效和事故，管道腐蚀环境对输送管道提出了更高、更为苛刻的耐腐蚀要求，采用耐腐蚀复合管是最经济的方式之一。目前国内生产使用的内衬不锈钢复合钢管大都是一种机械结合的复合钢管，由于碳钢基层和不锈钢覆层是一种机械结合状态，这就使其应用受到很大限制，机械结合的管管复合双金属复合管，由于基管与衬管之间存在间隙，尤其在高温下，它将因碳钢和不锈钢间膨胀系数差异以及层间存在气体而造成内覆层失稳、鼓泡，当衬管出现局部腐蚀，腐蚀介质会渗入基管与衬管之间的间隙，加速管道腐蚀，最终影响管道的安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种输送石油天然气的直缝双金属复合焊管的制造方法，工艺简单，可实现工业化的批量生产。
本发明采用的技术方案是： 一种输送石油天然气的直缝双金属复合焊管的制造方法，将复层是耐蚀合金，基层是碳钢且以“爆炸+热轧”方式结合在一起的双金属复合板材通过JCOE成型工艺成型为直缝管状，再采用焊接工艺将直缝焊接即可制成复层在内基层在外的直缝双金属复合焊管。
所述复层为不锈钢板材316L、304L、2205，或钛及钛合金板材，且厚度为1-2mm；所述基层为X52、X60、X65、X70管线钢板材。
所述焊接工艺是：采用V型复合坡口，坡口角度b为20-30°，且坡口不延伸至不锈钢板层，使复层单边留有宽2-3mm的凸台；先采用TIG焊的方法及单面焊双面成型的工艺进行复层的焊接，再采用TIG焊的方法焊接过渡层，最后采用MAG焊或SAW焊的方法焊接基层。
所述焊接工艺是：采用Y型坡口，坡口角度c为80-90°，基层留有的钝边，钝边厚度小于基层厚度2-3mm，先采用等离子焊的方法焊接基层，再采用TIG的方法焊接过渡层和复层。
所述焊接工艺是：采用X型坡口，基层面坡口角度d为60-70°并留有1-2mm钝边，复层面坡口角度e为80-90°，先采用TIG焊的方法焊接过渡层，再采用TIG焊的方法焊接复层，最后采用MAG焊或SAW焊的方法焊接基层。
本发明具有的优点和效果：
1、本发明将“爆炸+热轧”工艺制成的双金属复合板通过成型后焊接的方法制造成直缝双金属复合焊管，工艺简单，在保证复层耐腐蚀性的同时，大大降低了产品成本。
2、本发明通过采用合理的焊接工艺以及合理的焊接顺序，防止了基层碳钢成分过渡到复层，避免了复层由于焊接受热而引起的耐腐蚀性能下降，经试验其力学性能和耐腐蚀性能均达到要求，适合工业化批量生产。
附图说明
图1为本发明V型复合坡口结构示意图，
图2为本发明Y型复合坡口结构示意图，
图3为本发明X型复合坡口结构示意图。
具体实施方式：
采用已有技术，以“爆炸+热轧” 方式制造复层2是耐蚀合金，基层1是碳钢的双金属复合板材，然后将其耐蚀合金一面朝上，碳钢一面朝下，对板材进行矫直、表面处理，并对板材两边根据不同的焊接工艺，加工不同的焊接坡口，采用JCOE成型工艺将复合板材成型为直缝管状，再采用焊接工艺将直缝3焊接即可制成复层在内基层在外的直缝双金属复合焊管。
所述复层为不锈钢板材316L、304L、2205，或钛及钛合金板材，且厚度为1-2mm；所述基层为X52、X60、X65、X70管线钢板材。
实施例1：以纯钛TA1/X65双金属复合板为原料（纯钛TA1厚度2 mm，X 65厚度10 mm），采用V型复合坡口的焊接工艺制造直缝双金属复合焊管。所述坡口角度为30°，管子成型后不锈钢复层焊缝间隙为1mm，且坡口不延伸至不锈钢板层，使复层焊缝两侧各留有宽3mm的凸台，防止复层焊接时基层碳钢成分过渡到复层。先采用TIG焊接方法、纯钛焊丝TA1、单面焊双面成型的工艺焊接钢复层；再采用TIG焊接方法、纯Cu和纯V焊丝焊接过渡层；最后采用MAG或SAW焊接方法焊接基层，焊材为H08Mn2SiA ，MAG焊焊丝直径均为1.2mm，SAW焊焊丝直径为3.2mm。具体焊接工艺参数如下表所示：
焊管力学性能试验结果：抗拉强度710MPa，0℃冲击韧性焊缝为125J，热影响区为192J，焊缝正反弯180度无裂纹。腐蚀试验按标准GB/T 4334-2008进行，在硫酸-硫酸铜溶液中沸腾72小时，弯曲无裂纹。
实施例2：以316L /X 65双金属复合板为原料（其中316L不锈钢板厚度2 mm，X 65管线钢板厚度10 mm），采用Y型坡口的焊接工艺制造直缝双金属复合焊管。坡口单面角度为45°，基层留有7mm的钝边，管子成型以后先采用等离子焊的方法焊接基层，再用TIG的方法焊接过渡层和复层。复层采用ER316L焊丝，过渡层采用ER309焊丝，基层焊材为H08Mn2SiA ，焊丝直径均为1.2mm。具体焊接工艺参数如下表所示：
焊管力学性能试验结果：抗拉强度680MPa，0℃冲击韧性焊缝为110J，热影响区为230J，焊缝正反弯180度无裂纹。腐蚀试验按标准GB/T 4334-2008进行，在硫酸-硫酸铜溶液中沸腾72小时，弯曲无裂纹。
实施例3：以2205/X70双金属复合板为原料（其中2205不锈钢板厚度2mm，X 70管线钢板厚度10 mm），采用X型坡口的焊接工艺制造直缝双金属复合焊管。基层单面破口角度为35°，复层单面坡口角度为45°，基层靠近复层处留有1mm钝边，管子成型以后先用TIG焊的方法焊接过渡层，焊丝为ER309，再用TIG焊的方法焊接复层，焊丝为ER2209， 最后用MAG焊或SAW焊的方法焊接基层，焊丝为H08Mn2SiA。
焊管力学性能试验结果：抗拉强度655MPa，0℃冲击韧性焊缝为105J，热影响区为210J，焊缝正反弯180度无裂纹。腐蚀试验按标准GB/T 4334-2008进行，在硫酸-硫酸铜溶液中沸腾72小时，弯曲无裂纹。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。
Claims (5)
1.一种输送石油天然气的直缝双金属复合焊管的制造方法，其特征在于：将复层是耐蚀合金，基层是碳钢且以“爆炸+热轧”方式结合在一起的双金属复合板材两纵边根据不同的焊接工艺加工不同的焊接坡口后，通过JCOE成型工艺成型为直缝管状，再采用将复层、过渡层、基层分别焊接的焊接工艺将直缝焊接即可制成复层在内基层在外的直缝双金属复合焊管。
2.按照权利要求1所述的一种输送石油天然气的直缝双金属复合焊管的制造方法，其特征在于：所述复层为不锈钢板材316L、304L、2205，或钛及钛合金板材，且厚度为1-2mm；所述基层为X52、X60、X65、X70管线钢板材。
3.根据权利要求1或2所述的一种输送石油天然气的直缝双金属复合焊管的制造方法，其特征在于所述焊接工艺是：采用V型复合坡口，坡口角度b为20-30°，且坡口不延伸至复层，使复层单边留有宽2-3mm的凸台；先采用TIG焊的方法及单面焊双面成型的工艺进行复层的焊接，再采用TIG焊的方法焊接过渡层，最后采用MAG焊或SAW焊的方法焊接基层。
4.根据权利要求1或2所述的一种输送石油天然气的直缝双金属复合焊管的制造方法，其特征在于所述焊接工艺是：采用Y型坡口，坡口角度c为80-90°，基层留有的钝边，钝边厚度小于基层厚度2-3mm，先采用等离子焊的方法焊接基层，再采用TIG的方法焊接过渡层和复层。
5. 根据权利要求1或2所述的一种输送石油天然气的直缝双金属复合焊管的制造方法，其特征在于所述焊接工艺是：采用X型坡口，基层面坡口角度d为60-70°并留有1-2mm钝边，复层面坡口角度e为80-90°，先采用TIG焊的方法焊接过渡层，再采用TIG焊的方法焊接复层，最后采用MAG焊或SAW焊的方法焊接基层。
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