CN103350320B - 一种耐腐蚀双金属复合管的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐腐蚀双金属复合管的生产方法,将耐蚀合金薄板与钢板组对爆炸复合,经热处理,校平,切割整边后入制管车间;经JCO工艺成型,预焊,外焊,内焊,扩径,静水压试验,修端、探伤、标记等工序,制备成耐腐蚀双金属复合管。本发明采用爆炸复合工艺用于制备双金属复合板,获得优良的冶金结合界面,区别于传统嵌套组合管经爆炸胀获得的机械界面结合,提高了双金属复合管的质量;可以实现大口径冶金结合界面的复合管的生产制造;尤适用于直径尺寸大于400mm或16英寸的埋弧直缝焊管;可实现多种异种金属高强度冶金结合,界面无脆性化合物层或减至最低限度;复层包覆比高,可节约贵重稀缺金属,成本低。
Description
【技术领域】
本发明涉及双金属复合直缝管技术领域,具体地说,是一种耐腐蚀双金属复合管的生产方法。
【背景技术】
随着全球工业化时代进程的加快,能源已成为各国经济发展的关键所在。由于替代能源进展缓慢,易于开发的油气资源越来越少,现已不得不向高含H2S、CO2等强腐蚀介质环境的油气田发展。
在高含H2S、CO2等条件下,材料腐蚀严重。对高含硫气田腐蚀的防护控制措施主要有:(1)使用缓蚀剂。该技术初期投资较少,但工艺复杂,对生产影响较大;(2)采用耐蚀材料如耐蚀合金钢(CRA);抗腐蚀性能优异,但价格昂贵;(3)使用复合管;以碳素钢管或低合金钢管为基材,采用机械复合法或冶金复合法在其内表面覆衬一定厚度的不锈钢、镍合金等耐蚀合金钢管加工而成的新型内衬防腐金属管。金属复合管是一种结构性功能材料,基层保证强度,复层保证耐腐蚀功能。
近几年来,随着技术的发展,使得以碳钢管为基管、以不锈钢及耐蚀合金为内衬的双金属复合管开发成为现实。碳钢基管确保了石油管材的结构完整性,CRA内衬管提供了必要的耐腐蚀性能。特别是管道的壁厚超过6mm时,选用双金属复合管既可以保证耐蚀要求,又具有较高的经济优势。
中国专利公开号CN101530898采用离心铸造方法先浇注外层金属液,待凝固后再浇注耐腐蚀的内层金属液,冷却后获得双金属复合管坯,经后续挤压加工等成为双金属复合管,界面为冶金结合,质量好。中国专利公开号CN1107561C将两同宽度不同金属带材先两边缝焊接,再经辊弯成型机组辊弯、焊接成型,获得界面机械结合的双金属复合管。中国专利公开号CN201330890采用爆炸复合方式获得锆-钢-锆三层复合结构,用于制造管直径在50~500mm的小口径管道。中国专利公开号CN1164382C将两不同材质管嵌套后,采用爆炸复合方法使衬里发生塑性变形,靠回弹界面接触力实现界面贴合。中国专利公开号CN2777320、CN1498702、CN10163927等采用不同材质金属管复合嵌套,界面施加钎料,升温后钎焊方法制备双金属复合管。上述这些专利技术在制备小直径双金属复合管方面具有可行性,但难以用于制备大口径复合管。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种耐腐蚀双金属复合管的生产方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种耐腐蚀双金属复合管的生产方法,将耐蚀合金薄板与钢板组对爆炸复合,经热处理,校平,切割整边后入制管车间;经JCO工艺成型,预焊,外焊,内焊,扩径,静水压试验,修端、探伤、标记等工序,制备成耐腐蚀双金属复合管。
所述的耐蚀合金薄板包括不锈钢、镍基合金,如316L、alloy825、alloy625等。
所述的爆炸复合,具体过程为:将耐蚀合金薄板放置在钢板之上,然后在耐蚀合金薄板上铺设一层炸药,炸药经雷管引爆后,爆炸化学反应以一定的爆轰速度在耐蚀合金薄板上向前传播,从而推动耐蚀合金薄板向钢板高速运动,利用爆炸产生的瞬时超高压和超高速冲击能,实现耐蚀合金薄板与钢板金属层间的固态冶金结合。
所述的热处理,是指以再结晶、消除应力和提高性能为目的的热处理工序。交货状态符合API5L或DNVOS-F101或GB/T9711等管线钢标准中相应管线钢板的交货状态规定;所采用的热处理工艺可为正火、退火+正火、退火+淬火+回火等。
所述的JCO工艺是指先将爆炸复合板铣边预弯后,将复合板二分之一宽度经多段逐步压弯使复合板成“J”形,再将复合板的另二分之一宽度以同样方法压弯,形成“C”形,最后中间压弯,形成略开口的“O”形;各段以相同曲率半径进行压弯。
所述的预焊需双面气体保护,形成连续焊缝。
所述的内外焊顺序可改变,可先焊内侧再焊外侧,也可先焊外侧再焊内侧。
所述的外焊采用多丝串联埋弧自动焊;
所述的内焊采用多丝串联埋弧自动焊或多丝串联气体保护焊或带极堆焊。
所述的扩径,可采用水压扩径或机械扩径,扩径率为0.003~0.015
所述的静水压试验,为指以检测焊缝或管体是否渗漏为目的的静水压试验。
所述的探伤,包括超声探伤UT、X射线探伤RT、管端环向分层检验等,可根据需要设计在流程的不同环节。
与现有技术相比,本发明的积极效果是:
(1)本发明采用爆炸复合工艺用于制备双金属复合板,获得优良的冶金结合界面,区别于传统嵌套组合管经爆炸胀获得的机械界面结合,提高了双金属复合管的质量。
(2)采用本发明,可以实现大口径冶金结合界面的复合管的生产制造。尤适用于直径尺寸大于400mm或16英寸的埋弧直缝焊管。
(3)本发明可实现多种异种金属高强度冶金结合,界面无脆性化合物层或减至最低限度。
(4)本发明复层包覆比高,可节约贵重稀缺金属,成本低。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种耐腐蚀双金属复合管的生产方法的具体实施方式。
实施例1
采用厚度为18mm的X52管线钢板,和厚度为3mm的alloy625热轧镍合金板,长×宽均为1610mm×12000mm。主要步骤如下:
(1)表面经除锈清洗打磨后组对,alloy625至于X52钢板之上。在alloy625板上堆放炸药、药框、雷管等,然后引爆雷管实现爆炸复合。半成品经超声波探伤检测后,置于热处理炉中正火处理,正火温度920℃。正火后的复合板经板材矫平机矫平后按要求尺寸进行成品切割整边,再经超声检验合格后入焊管车间。
(2)采用JCO工艺成型,合格的爆炸复合板经铣边、预弯、“J”成形、“C”成形、“O”成形等工序成型管坯。
(3)焊接。开X型坡口,采用双面气体保护焊做预焊,保护气体为二氧化碳。采用四丝串联埋弧自动焊形成外焊缝,电源匹配为DC-AC-AC-AC,对应的焊丝牌号为H08C,焊剂为SJ101。采用三丝串联气体保护焊形成内焊缝,焊丝牌号为ERNiCrMo,后经焊缝超声检测、RT检测。
(4)机械扩径和静水压试验。机械扩径率为1.3%。扩径后进行静水压试验,试验压力24.2MPa,压力保持时间12s。
(5)管端修端后进行环向超声波分层检验、纵向焊缝全长进行X射线无损探伤。
(6)检验合格后,管体标记,入库。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种耐腐蚀双金属复合管的生产方法,将耐蚀合金薄板与钢板组对爆炸复合,经热处理,校平,切割整边后入制管车间;经JCO工艺成型,预焊,外焊,内焊,扩径,静水压试验,修端,探伤,标记工序,制备成耐腐蚀双金属复合管;
所述的JCO工艺是指先将爆炸复合板铣边预弯后,将复合板二分之一宽度经多段逐步压弯使复合板成“J”形,再将复合板的另二分之一宽度以同样方法压弯,形成“C”形,最后中间压弯,形成开口的“O”形;各段以相同曲率半径进行压弯;
所述的预焊需双面气体保护,形成连续焊缝。
2.如权利要求1所述的一种耐腐蚀双金属复合管的生产方法,其特征在于,所述的耐蚀合金薄板包括不锈钢,镍基合金。
3.如权利要求1所述的一种耐腐蚀双金属复合管的生产方法,其特征在于,所述的热处理,是指以再结晶、消除应力和提高性能为目的的热处理工序;所采用的热处理工艺为正火,退火+正火,退火+淬火+回火中的一种。
4.如权利要求1所述的一种耐腐蚀双金属复合管的生产方法,其特征在于,所述的外焊采用多丝串联埋弧自动焊。
5.如权利要求1所述的一种耐腐蚀双金属复合管的生产方法,其特征在于,所述的内焊采用多丝串联埋弧自动焊或多丝串联气体保护焊或带极堆焊。
6.如权利要求1所述的一种耐腐蚀双金属复合管的生产方法,其特征在于,所述的内外焊顺序可改变,先焊内侧再焊外侧或者先焊外侧再焊内侧。
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