CN103978299A - 利用高频电阻焊法生产双金属冶金复合管工艺及复合管 - Google Patents
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Abstract
一种利用高频电阻焊法生产双金属冶金复合管工艺及复合管，工艺包括：第一步，形成耐蚀合金衬层在内、基管在外的冶金复合钢管；第二步，形成衬层处焊缝沟槽；第三步，形成冶金复合管；第四步，形成补焊焊缝，实现内衬耐蚀合金层的连续性。本发明的生产工艺兼顾了热轧冶金复合和电阻焊的优点，热轧冶金复合基层与衬层之间通过热轧的方法实现冶金结合，具有较高的结合强度，避免了异金属焊接导致合金元素稀释对衬层耐蚀性的影响，由于基管和衬管间为冶金结合，管端不必进行环向堆焊或封焊即可用于施工现场的环焊缝焊接。本生产工艺简便、易行、质量可靠，基管和衬层间无需过渡焊材，可以节约焊材和施焊时间，生产效率较高。
Description
技术领域
本发明涉及钢管制造技术领域，尤其是涉及一种利用高频电阻焊法生产双金属冶金复合管工艺及复合管。
背景技术
利用传统的碳钢或低合金钢管线输送腐蚀性介质时，腐蚀性介质会造成碳钢或低合金管材的严重腐蚀，选择合适的不锈钢等耐蚀合金材料能抵抗介质的腐蚀，是延长管线寿命常用的方法。但若采用纯耐蚀合金管材，其材料成本昂贵，且耐蚀合金材料的强度和韧性往往较低，需要更厚的壁厚来满足设计强度的要求，给管线建设带来了难以承受的成本压力。这种情况下选用内衬耐蚀合金的双金属复合管不啻为一个合理的选择，双金属复合管的耐蚀合金衬层减缓了腐蚀介质对管材的侵蚀，而其基管材料多为碳钢或低合金管线钢，为钢管提供了足够的强度和韧性，双金属复合管兼顾了耐蚀合金的耐蚀性和管线钢的强韧性，且具有价格低廉的优点，在保证使用效果的前提下，可极大地降低材料成本。
目前使用的双金属复合管包括冶金复合管和机械复合管两种形式，其中冶金复合管主要采用堆焊或离心浇铸等方法在基管内表面形成一层耐蚀合金层，其成本较高、内衬合金的质量控制难度较大，且复合管内表面往往需要机械加工才能达到规定的表面质量和几何尺寸，生产效率低。机械复合管则多采用水压法、爆炸法或旋压法等手段使耐蚀合金衬管和基管间形成过盈配合，从而达到机械复合的效果，这种方法具有成本较低、原材料容易获得的优点，但由于基管与衬管间为机械结合，结合强度较低，容易造成基、衬管间的滑脱及在后续的涂敷和使用过程中衬管的鼓包(塌陷)，影响其使用的可靠性，此外，机械复合管往往需要对其管端进行堆焊和封焊，以便于在后续施工中钢管的对焊和检验。
高频电阻焊(HFW)管具有尺寸精度高、价格低，生产效率高等优点。相对于无缝钢管高频电阻焊管具有较好的外观质量和价格上的优势，与同规格的埋弧焊管相比，高频电阻焊管生产速度快，外毛刺经刮平后与临近母材平齐，不存在焊缝部位的防腐层局部减薄现象，因而，近年来HFW焊管在油套管和输送管领域有较多的应用。
发明内容
本发明的目的在于设计一种新型的利用高频电阻焊法生产双金属冶金复合管工艺及复合管，解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种利用高频电阻焊法生产双金属冶金复合管工艺，包括步骤如下：
第一步，热轧冶金复合板或板卷经铣边、成型和HFW焊接后形成耐蚀合金衬层在内、基管在外的冶金复合钢管；
第二步，利用刮刀刮除基管外毛刺，使所述HFW焊接后形成焊缝与邻近母材平齐，同时刮除衬层内毛刺至基管和衬层界面处，形成衬层处焊缝沟槽；
第三步，刮除内、外毛刺后的复合管经中频热处理和飞锯工序，形成冶金复合管；
第四步，对所述衬层焊缝沟槽进行补焊，形成补焊焊缝，实现内衬耐蚀合金层的连续性。
第四步中，利用冷金属过渡焊、埋弧焊或电渣焊焊接手段对所述衬层焊缝沟槽进行补焊，形成补焊焊缝，实现内衬耐蚀合金层的连续性。
一种根据上述工艺生产的双金属冶金复合管，在所述HFW焊接后形成的焊缝处，刮除了基管外毛刺并使与邻近母材平齐；衬层内毛刺刮除至基管和衬层界面处，形成衬层处焊缝沟槽；所述衬层焊缝沟槽设有补焊形成补焊焊缝，所述补焊焊缝实现内衬耐蚀合金层的连续性。
HFW为高频电阻焊，英文为：high frequency welding。
本发明专利属于钢管制造领域，特别涉及用于输送腐蚀性介质的冶金复合管高频电阻焊(HFW)生产方法。
本发明专利的目的在于提供一种利用高频电阻焊法生产双金属冶金复合管的生产工艺方法。为了实现上述目的，本发明专利的技术方案如下：
双金属复合管的原材料选用热轧冶金复合板或板卷，其基层为碳钢或低合金管线钢，主要提供复合管所需的强度和韧性，确保复合管的承压能力；衬层为不锈钢或Ni基、Cr基合金，主要提供复合管的耐腐蚀性。通过高频电阻焊(HFW)的方式，将复合板或板卷焊接成碳钢或低合金钢在外、耐蚀合金衬层在内的冶金复合管。焊接后将外焊道的毛刺刮除至与邻近母材齐平，内焊道毛刺(主要为衬层形成的毛刺)及部分衬层刮除，随后采用与内衬耐蚀合金匹配的焊材，通过冷金属过渡焊(CMT)、埋弧焊(SAW)或电渣焊(ESW)等手段对内衬层进行堆焊修补，保证内衬层几何形状及性能的完整性。
本发明公开了一种利用高频电阻焊(HFW)法生产冶金复合管的方法，属于钢管制造领域。该方法以热轧冶金复合板或板卷为原料，复合板或板卷经铣边、成型、HFW焊接后形成耐蚀合金衬层在内、基管在外的冶金复合钢管。利用刮刀刮除基管外毛刺，使其与邻近母材平齐，同时刮除衬层内毛刺至基管和衬层界面处，形成衬层补焊沟槽；复合管经中频热处理及飞锯等工序，形成定尺冶金复合管。然后选用合适的焊材，利用CMT、SAW或ESW等焊接手段对衬层沟槽进行补焊，从而实现内衬耐蚀合金层的连续性。利用该方法生产的复合管，管端不必进行环向堆焊或封焊即可用于施工现场的焊接。具有生产工艺简便、易行、质量可靠，生产效率高的优点。
本发明的有益效果可以总结如下：
本发明的生产工艺兼顾了热轧冶金复合和电阻焊的优点，热轧冶金复合基层与衬层之间通过热轧的方法实现冶金结合，具有较高的结合强度，基管采用高频电阻焊(HFW)的方法，无需填充金属即可实现基管坡口处金属间的焊接，而衬层则通过CMT、SAW或ESW等焊接手段实现了耐蚀合金之间的焊接，由于衬层一般较薄，通常一道焊接即可完成，基管和衬管间仅在衬管焊缝下的基管-衬管交界面处通过焊接过渡，避免了异金属焊接导致合金元素稀释对衬层耐蚀性的影响，由于基管和衬管间为冶金结合，管端不必进行环向堆焊或封焊即可用于施工现场的环焊缝焊接。本生产工艺简便、易行、质量可靠，基管和衬层间无需过渡焊材，可以节约焊材和施焊时间，生产效率较高。
附图说明
图1为高频电阻焊后，内、外毛刺未刮除时的复合管焊缝形貌；
图2为刮除内、外毛刺后的复合管焊缝形貌；
图3为内焊缝补焊后的形貌。
图中：1为耐蚀合金衬层，2为冶金复合管基管，3为耐蚀合金衬层经高频电阻焊后形成的内毛刺，4为基管经高频电阻焊后形成的外毛刺，5为内毛刺刮除后形成的沟槽，6为耐蚀合金衬层补焊后的焊缝。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至3所示的一种利用高频电阻焊法生产双金属冶金复合管工艺，包括步骤如下：
第一步，热轧冶金复合板或板卷经铣边、成型和HFW焊接后形成耐蚀合金衬层在内、基管在外的冶金复合钢管；
第二步，利用刮刀刮除基管外毛刺，使所述HFW焊接后形成焊缝与邻近母材平齐，同时刮除衬层内毛刺至基管和衬层界面处，形成衬层处焊缝沟槽；
第三步，刮除内、外毛刺后的复合管经中频热处理和飞锯工序，形成冶金复合管；
第四步，对所述衬层焊缝沟槽进行补焊，形成补焊焊缝，实现内衬耐蚀合金层的连续性。
在更加优选的实施例中，第四步中，利用冷金属过渡焊、埋弧焊或电渣焊焊接手段对所述衬层焊缝沟槽进行补焊，形成补焊焊缝，实现内衬耐蚀合金层的连续性。
一种根据上述工艺生产的双金属冶金复合管，在所述HFW焊接后形成的焊缝处，刮除了基管外毛刺并使与邻近母材平齐；衬层内毛刺刮除至基管和衬层界面处，形成衬层处焊缝沟槽；所述衬层焊缝沟槽设有补焊形成补焊焊缝，所述补焊焊缝实现内衬耐蚀合金层的连续性。
在某个优选的实施例中，热轧冶金复合板或板卷经铣边、成型、HFW焊接后形成耐蚀合金衬层1在内、基管2在外的冶金复合钢管(图1)；利用刮刀刮除基管外毛刺4，使该处焊缝与邻近母材平齐，同时刮除衬层内毛刺3至基管和衬层界面处，形成衬层处焊缝沟槽5(图2)；刮除内、外毛刺后的复合管经中频热处理及飞锯等工序，形成一定定尺长度的冶金复合管；然后选用合适的焊材，利用冷金属过渡焊(CMT)、埋弧焊(SAW)或电渣焊(ESW)等焊接手段对衬层焊缝沟槽5进行补焊，形成补焊焊缝6，从而实现内衬耐蚀合金层的连续性(图3)。
以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种利用高频电阻焊法生产双金属冶金复合管工艺，其特征在于，包括步骤如下：
第一步，热轧冶金复合板或板卷经铣边、成型和HFW焊接后形成耐蚀合金衬层在内、基管在外的冶金复合钢管；
第二步，利用刮刀刮除基管外毛刺，使所述HFW焊接后形成焊缝与邻近母材平齐，同时刮除衬层内毛刺至基管和衬层界面处，形成衬层处焊缝沟槽；
第三步，刮除内、外毛刺后的复合管经中频热处理和飞锯工序，形成冶金复合管；
第四步，对所述衬层焊缝沟槽进行补焊，形成补焊焊缝，实现内衬耐蚀合金层的连续性。
2.根据权利要求1所述的利用高频电阻焊法生产双金属冶金复合管工艺，其特征在于：第四步中，利用冷金属过渡焊、埋弧焊或电渣焊焊接手段对所述衬层焊缝沟槽进行补焊，形成补焊焊缝，实现内衬耐蚀合金层的连续性。
3.一种根据权利要求1或2所述工艺生产的双金属冶金复合管，其特征在于：在所述HFW焊接后形成的焊缝处，刮除了基管外毛刺并使与邻近母材平齐；衬层内毛刺刮除至基管和衬层界面处，形成衬层处焊缝沟槽；所述衬层焊缝沟槽设有补焊形成补焊焊缝，所述补焊焊缝实现内衬耐蚀合金层的连续性。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140813 |