CN104827209A - 一种石油管道用埋弧焊剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石油管道用埋弧焊剂的制备方法，首先将安息香酸钠，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，聚酯纤维，三氧化二铝加入到搅拌机中混合搅拌均匀，然后转入反应釜中，加入二甲基丙烯酸丁二醇酯，钛酸酯，在真空条件下加热搅拌后加入硅酸钙，升温搅拌得到混合物二；将混合物二加热烘干后粉碎后加入到反应釜中，加入玻璃粉，钛酸钡，氧化锌，硼砂，在真空条件下加热搅拌后降至室温，得到石油管道用埋弧焊剂。本发明通过选取特定的组分通过特定的制备方法得到了性能指标优良的石油管道用埋弧焊剂，极大扩展了石油管道用埋弧焊剂的应用范围。
Description
技术领域
本发明属于石油管道领域，具体涉及一种石油管道用埋弧焊剂的制备方法。
背景技术
埋弧焊（含埋弧堆焊及电渣堆焊等）是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。近年来，虽然先后出现了许多种高效、优质的新焊接方法，但埋弧焊的应用领域依然未受任何影响。从各种熔焊方法的熔敷金属重量所占份额的角度来看，埋弧焊约占10%左右，且多年来一直变化不大。
目前我国经济仍然处于高速发展的过程中，因此对于石油量的需求一直处于世界前列，而石油管道的建设一直不能满足我国逐年提升的石油运送需求，随着近几年对于海上石油管道的建设量不断加大，迫切需要大量的专用焊接材料，对焊接材料也相应提出越来越高的要求，不仅综合性能指标要求更高，而且要满足高速高效焊接需求。目前还很少有能够满足高性能、高效焊接的焊接材料，因此需要开发一种能够满足高效焊接同时各项性能优良的成熟产品。
发明内容
本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种石油管道用埋弧焊剂的制备方法
本发明的技术方案如下：
一种石油管道用埋弧焊剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一， 将安息香酸钠3-6份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸1-4份，聚酯纤维1-5份，三氧化二铝10-20份加入到搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入反应釜中，加入二甲基丙烯酸丁二醇酯1-5份，钛酸酯0.3-0.8份，在真空条件下加热至70-80℃，搅拌30-50分钟，然后加入硅酸钙，升温至85-90℃，保持真空度不变，搅拌10-20分钟，降至室温，得到混合物二；
步骤三，将混合物二加热烘干后粉碎，得到混合物三；
步骤四，将混合物三加入到反应釜中，加入玻璃粉2-6份， 钛酸钡0.3-0.7份，氧化锌5-10份，硼砂2-6份，在真空条件下加热至50-60℃，搅拌15-30分钟，降至室温，得到石油管道用埋弧焊剂。
所述的石油管道用埋弧焊剂的制备方法，步骤一中混合搅拌均匀的搅拌速度为150-200转/分钟，搅拌20-30分钟。
步骤二中真空条件的真空度为0.02-0.05MPa。
步骤二中搅拌的速度均为130-150转/分钟。
步骤三中加热烘干的温度为100-120℃。
步骤三中粉碎后的粒径为200-500μm。
步骤四中真空条件的真空度为0.01-0.03MPa。
步骤四中的搅拌速度为100-120转/分钟。
本发明提供的石油管道用埋弧焊剂的制备方法制备得到的石油管道用埋弧焊剂具有良好的各项性能，其中抗拉强度达到了614MPa以上，屈服强度达到了483MPa以上，伸长率达到了36左右，冲击功达到了158 AKv（J）以上。本发明通过选取特定的组分通过特定的制备方法得到了性能指标优良的石油管道用埋弧焊剂，极大扩展了石油管道用埋弧焊剂的应用范围。
具体实施方式：
实施例1
一种石油管道用埋弧焊剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一， 将安息香酸钠3份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸1份，聚酯纤维1份，三氧化二铝10份加入到搅拌机中混合搅拌均匀，搅拌速度为150转/分钟，搅拌20分钟，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入反应釜中，加入二甲基丙烯酸丁二醇酯1份，钛酸酯0.3份，在真空度为0.02MPa的真空条件下加热至70℃，搅拌30分钟，然后加入硅酸钙，升温至85℃，保持真空度不变，搅拌10分钟，降至室温，得到混合物二，其中以上搅拌的速度均为130转/分钟；
步骤三，将混合物二加热烘干后粉碎，其中加热烘干的温度为100℃，粉碎后的粒径为200μm，得到混合物三；
步骤四，将混合物三加入到反应釜中，加入玻璃粉2份， 钛酸钡0.3份，氧化锌5份，硼砂2份，在真空度为0.01MPa的真空条件下加热至50℃，搅拌15分钟，搅拌速度为100转/分钟，降至室温，得到石油管道用埋弧焊剂。
实施例2
一种石油管道用埋弧焊剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一， 将安息香酸钠4份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸2份，聚酯纤维2份，三氧化二铝13份加入到搅拌机中混合搅拌均匀，搅拌速度为170转/分钟，搅拌25分钟，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入反应釜中，加入二甲基丙烯酸丁二醇酯2份，钛酸酯0.5份，在真空度为0.03MPa的真空条件下加热至73℃，搅拌38分钟，然后加入硅酸钙，升温至86℃，保持真空度不变，搅拌14分钟，降至室温，得到混合物二，其中以上搅拌的速度均为136转/分钟；
步骤三，将混合物二加热烘干后粉碎，其中加热烘干的温度为105℃，粉碎后的粒径为200-500μm，得到混合物三；
步骤四，将混合物三加入到反应釜中，加入玻璃粉3份， 钛酸钡0.4份，氧化锌7份，硼砂4份，在真空度为0.02MPa的真空条件下加热至55℃，搅拌22分钟，搅拌速度为108转/分钟，降至室温，得到石油管道用埋弧焊剂。
实施例3
一种石油管道用埋弧焊剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一， 将安息香酸钠4份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸3份，聚酯纤维4份，三氧化二铝16份加入到搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入反应釜中，加入二甲基丙烯酸丁二醇酯3份，钛酸酯0.6份，在真空度为0.03MPa的真空条件下加热至75℃，搅拌40分钟，然后加入硅酸钙，升温至88℃，保持真空度不变，搅拌16分钟，降至室温，得到混合物二，其中以上搅拌的速度均为145转/分钟；
步骤三，将混合物二加热烘干后粉碎，其中加热烘干的温度为115℃，粉碎后的粒径为200-500μm，得到混合物三；
步骤四，将混合物三加入到反应釜中，加入玻璃粉5份， 钛酸钡0.5份，氧化锌8份，硼砂5份，在真空度为0.02MPa的真空条件下加热至55℃，搅拌28分钟，搅拌速度为116转/分钟，降至室温，得到石油管道用埋弧焊剂。
实施例4
一种石油管道用埋弧焊剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一， 将安息香酸钠6份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸4份，聚酯纤维5份，三氧化二铝20份加入到搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入反应釜中，加入二甲基丙烯酸丁二醇酯5份，钛酸酯0.8份，在真空度为0.05MPa的真空条件下加热至80℃，搅拌50分钟，然后加入硅酸钙，升温至90℃，保持真空度不变，搅拌20分钟，降至室温，得到混合物二，其中以上搅拌的速度均为150转/分钟；
步骤三，将混合物二加热烘干后粉碎，其中加热烘干的温度为120℃，粉碎后的粒径为200-500μm，得到混合物三；
步骤四，将混合物三加入到反应釜中，加入玻璃粉6份， 钛酸钡0.7份，氧化锌10份，硼砂6份，在真空度为0.03MPa的真空条件下加热至60℃，搅拌30分钟，搅拌速度为120转/分钟，降至室温，得到石油管道用埋弧焊剂。
对照例1
一种石油管道用埋弧焊剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一， 将聚酯纤维4份，三氧化二铝16份加入到搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入反应釜中，加入二甲基丙烯酸丁二醇酯3份，钛酸酯0.6份，在真空度为0.03MPa的真空条件下加热至75℃，搅拌40分钟，然后加入硅酸钙，升温至88℃，保持真空度不变，搅拌16分钟，降至室温，得到混合物二，其中以上搅拌的速度均为145转/分钟；
步骤三，将混合物二加热烘干后粉碎，其中加热烘干的温度为115℃，粉碎后的粒径为200-500μm，得到混合物三；
步骤四，将混合物三加入到反应釜中，加入玻璃粉5份， 钛酸钡0.5份，氧化锌8份，硼砂5份，在真空度为0.02MPa的真空条件下加热至55℃，搅拌28分钟，搅拌速度为116转/分钟，降至室温，得到石油管道用埋弧焊剂。
对照例2
一种石油管道用埋弧焊剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一， 将安息香酸钠4份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸3份，聚酯纤维4份，三氧化二铝16份加入到搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入反应釜中，加入二甲基丙烯酸丁二醇酯3份，钛酸酯0.6份，加热至75℃，搅拌40分钟，然后加入硅酸钙，升温至88℃，保持真空度不变，搅拌16分钟，降至室温，得到混合物二，其中以上搅拌的速度均为145转/分钟；
步骤三，将混合物二加热烘干后粉碎，其中加热烘干的温度为115℃，粉碎后的粒径为200-500μm，得到混合物三；
步骤四，将混合物三加入到反应釜中，加入玻璃粉5份， 钛酸钡0.5份，氧化锌8份，硼砂5份，在真空度为0.02MPa的真空条件下加热至55℃，搅拌28分钟，搅拌速度为116转/分钟，降至室温，得到石油管道用埋弧焊剂。
对照例3
一种石油管道用埋弧焊剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一， 将安息香酸钠4份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸3份，聚酯纤维4份，三氧化二铝16份加入到搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入反应釜中，加入二甲基丙烯酸丁二醇酯3份，钛酸酯0.6份，在真空度为0.03MPa的真空条件下加热至75℃，搅拌40分钟，然后加入硅酸钙，升温至88℃，保持真空度不变，搅拌16分钟，降至室温，得到混合物二，其中以上搅拌的速度均为145转/分钟；
步骤三，将混合物二加热烘干后粉碎，其中加热烘干的温度为115℃，粉碎后的粒径为200-500μm，得到混合物三；
步骤四，将混合物三加入到反应釜中，加入玻璃粉5份， 钛酸钡0.5份，氧化锌8份，硼砂5份，加热至55℃，搅拌28分钟，搅拌速度为116转/分钟，降至室温，得到石油管道用埋弧焊剂。
对以上实施例和对照例得到的石油管道用埋弧焊剂进行性能测试， 根据国标 GB/T 12470-2003 标准规定，配合石油管道用埋弧焊丝 H08MnMoTiB，进行熔敷金属化学成分分析、熔敷金属力学性能测试。结果如下：
| 项目 | 抗拉强度/MPa | 屈服强度/MPa | 伸长率/% | 冲击功/AKv（J）-40℃ |
| 实施例1 | 615 | 483 | 34.6 | 158,165,171 |
| 实施例2 | 617 | 492 | 36.2 | 161,167,170 |
| 实施例3 | 620 | 495 | 38.5 | 162,168,174 |
| 实施例4 | 614 | 488 | 36.3 | 159,163,170 |
| 对照例1 | 523 | 478 | 20.5 | 138，142，140 |
| 对照例2 | 411 | 425 | 35.8 | 141,144,150 |
| 对照例3 | 583 | 408 | 33.7 | 121，125,122 |
从以上试验结果可以看出，本发明提供的石油管道用埋弧焊剂的制备方法制备得到的石油管道用埋弧焊剂具有良好的各项性能，其中抗拉强度达到了614MPa以上，屈服强度达到了483MPa以上，伸长率达到了36左右，冲击功达到了158 AKv（J）以上。而对照例是对本发明制备方法进行的验证性试验。其中对照例1中没有加入安息香酸钠和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，结果导致最终产品抗拉强度，屈服强度，伸长率和冲击功均有所下降，其中抗拉强度与伸长率下降尤为明显，因此可以说明，这两种组分的引入对于本发明制备得到高性能的产品具有重要的作用。对照例2在步骤二中没有采用真空度为0.03MPa的真空条件，而是直接进行加热，结果导致产品抗拉强度极大下降，而屈服强度也较为明显的下降，因此可以说明，制备步骤二中的真空条件对于改善产品的抗拉强度有着关键的作用。对照例3在步骤四中没有采用真空度为0.02MPa的真空条件，而是直接加热，结果导致最终产品的屈服强度与冲击功下降更加明显，因此可以说明该步骤能够改善产品的屈服强度与冲击功。
Claims (8)
1. 一种石油管道用埋弧焊剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一， 将安息香酸钠3-6份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸1-4份，聚酯纤维1-5份，三氧化二铝10-20份加入到搅拌机中混合搅拌均匀，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入反应釜中，加入二甲基丙烯酸丁二醇酯1-5份，钛酸酯0.3-0.8份，在真空条件下加热至70-80℃，搅拌30-50分钟，然后加入硅酸钙，升温至85-90℃，保持真空度不变，搅拌10-20分钟，降至室温，得到混合物二；
步骤三，将混合物二加热烘干后粉碎，得到混合物三；
步骤四，将混合物三加入到反应釜中，加入玻璃粉2-6份， 钛酸钡0.3-0.7份，氧化锌5-10份，硼砂2-6份，在真空条件下加热至50-60℃，搅拌15-30分钟，降至室温，得到石油管道用埋弧焊剂。
2. 根据权利要求1所述的石油管道用埋弧焊剂的制备方法，其特征在于，步骤一中混合搅拌均匀的搅拌速度为150-200转/分钟，搅拌20-30分钟。
3. 根据权利要求1所述的石油管道用埋弧焊剂的制备方法，其特征在于，步骤二中真空条件的真空度为0.02-0.05MPa。
4. 根据权利要求1所述的石油管道用埋弧焊剂的制备方法，其特征在于，步骤二中搅拌的速度均为130-150转/分钟。
5. 根据权利要求1所述的石油管道用埋弧焊剂的制备方法，其特征在于，步骤三中加热烘干的温度为100-120℃。
6. 根据权利要求1所述的石油管道用埋弧焊剂的制备方法，其特征在于，步骤三中粉碎后的粒径为200-500μm。
7. 根据权利要求1所述的石油管道用埋弧焊剂的制备方法，其特征在于，步骤四中真空条件的真空度为0.01-0.03MPa。
8. 根据权利要求1所述的石油管道用埋弧焊剂的制备方法，其特征在于，步骤四中的搅拌速度为100-120转/分钟。
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