CN111515565A - 一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法，属于不锈钢管材领域，一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法，在焊接时，向不锈钢管件内放入内补粉柱，在焊接高温作用下，内补粉柱内部会产生气体，从而触动气撞球并释放补强粉末，使得补强粉末能够下落至待焊接处，在焊接过程中，待焊接处会发生一定的融化，此时补强粉末可以凝结在待焊接处的内壁上，从而有效保证在焊接完成后，焊缝内壁内壁能够刚好形成一层覆盖保护层，从而有效保护焊缝，显著降低本不锈钢管件在使用时焊缝处内壁发生腐蚀的情况发生，进而有效避免运输的液体发生渗漏，延长不锈钢管件的使用寿命的同时可以有效降低安全隐患。

Description

一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法

技术领域

本发明涉及不锈钢管材领域，更具体地说，涉及一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法。

背景技术

不锈钢管材是一种中空的长条钢材，大量用作输送流体的管道，如石油、天燃气、水、煤气、蒸气等，另外，在搞弯、抗扭强度相同时，重量较轻，所以也广泛用于制造机械零件和工程结构。也常用作生产各种常规武器、枪管、炮弹等。

管材的分类：钢管分无缝钢管和焊接钢管（有缝管）两大类。按断面形状又可分为圆管和异形管，广泛应用的是圆形钢管，但也有一些方形、矩形、半圆形、六角形、等边三角形、八角形等异形钢管。无缝不锈钢管材也称不锈钢无缝管,是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。对于承受流体压力的钢管都要进行液压试验来检验其耐压能力和质量，在规定的压力下不发生泄漏、浸湿或膨胀为合格，有些钢管还要根据标准或需方要求进行卷边试验、扩口试验、压扁试验等。不锈钢管的生产工艺包括以下步骤：a.圆钢准备、b．加热、c．热轧穿孔、d．切头、e．酸洗、f．修磨、g．润滑、h．冷轧加工、i．脱脂、j．固溶热处理、k．矫直、l．切管、m．酸洗、n．成品检验。

焊接钢管在制作时，一般是将不锈钢材料卷制成筒状，然后将筒状的不锈钢卷制后的连接处，进行焊接打磨即可，但是正常焊接后的不锈钢管件在使用时，焊缝靠近管件内壁的一侧，由于长时间与管件运输的流体接触，导致该部分在使用过程中极易发生锈蚀，严重时甚至发生破损，导致运输液体泄漏的情况发生，导致存在一定的安全隐患。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法，它可以通过在焊接时，向不锈钢管件内放入内补粉柱，在焊接高温作用下，内补粉柱内部会产生气体，从而触动气撞球并释放补强粉末，使得补强粉末能够下落至待焊接处，在焊接过程中，待焊接处会发生一定的融化，此时补强粉末可以凝结在待焊接处的内壁上，从而有效保证在焊接完成后，焊缝内壁内壁能够刚好形成一层覆盖保护层，从而有效保护焊缝，显著降低本不锈钢管件在使用时焊缝处内壁发生腐蚀的情况发生，进而有效避免运输的液体发生渗漏，延长不锈钢管件的使用寿命的同时可以有效降低安全隐患。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法，包括以下步骤：

S1、首先对卷制成型的不锈钢管材的接头处进行较圆矫正处理，得到截面近似正圆的待焊接件；

S2、对待焊接件的待焊接处内壁进行粗糙处理，并去除待焊接件内壁粗糙处理产生的不锈钢粉末；

S3、将不锈钢管材的待焊接处朝下放置，并在不锈钢管材内放入内补粉柱；

S4、对待焊接处进行焊接，由于焊接时的高温作用，内补粉柱内的补强粉末下落并覆盖在待焊接处的内壁，从而形成在内壁形成带有覆盖保护层的焊缝；

S5、焊接完成后，静置冷却，并清除焊缝附近多余的补强粉末，得到抗腐蚀使用寿命长的不锈钢管材。

进一步的，所述内补粉柱包括储粉壳，所述储粉壳上开凿有落粉通道和储粉腔，所述落粉通道和储粉腔为一体结构，所述落粉通道上方槽口处固定连接有双口锥形环，所述双口锥形环下端口部固定连接有固储气层，所述储粉腔与落粉通道连接处固定连接有隔层网板，所述补强粉末填充在储粉腔内，所述储粉壳上端开凿有补粉孔，所述补粉孔与储粉腔相通。

进一步的，所述落粉通道下方槽口处正对待焊接处正上方，使得在焊接时，补强粉末可以直接下落在待焊接处，待焊接处在焊接过程中，会发生一定的融化，此时补强粉末可以凝结在待焊接处的内壁上，从而有效保证在焊接完成后，焊缝内壁内壁能够刚好形成一层覆盖保护层，从而有效保护焊缝，显著降低本不锈钢管件在使用时焊缝处内壁发生腐蚀的情况发生，进而有效避免运输的液体渗漏的情况发生。

进一步的，所述固储气层和隔层网板之间放置有多个不均匀分布的气撞球，所述气撞球为空心结构，且气撞球内填充有空气，使得气撞球自身重力很小，当固储气层内产气颗粒受热产生气体时，气体上行能够顺利将气撞球松动，同时促进其他几个气撞球能够向上撞击隔层网板，使得补强粉末可以下落并穿过下窄口环，从而洒落在高温状态下熔融的待焊接处的内壁上，当待焊接处降温凝固后，可以将补强粉末一同凝结在焊缝的内壁上，形成一道保护层，最下方的所述气撞球外端与下窄口环之间固定连接有多个均匀分布的限位绳。

进一步的，所述限位绳为弹性结构，且限位绳处于绷直状态，使得限位绳能够将最下方的气撞球拉紧，使其与上敞口环之间的接触关系不易被意外解除，从而有效保护补强粉末不易意外洒落。

进一步的，所述双口锥形环包括上敞口环和下窄口环，所述上敞口环与下窄口环为一体结构。

进一步的，所述上敞口环为实心结构，且最下方的气撞球与上敞口环内壁相接触，所述下窄口环为多孔结构，在未焊接时，气撞球与上敞口环接触，可以有效拦截补强粉末，使其很难穿过上敞口环和气撞球的接触处向下方泄漏，有效降低补强粉末意外掉落导致浪费的情况发生。

进一步的，所述固储气层为多孔结构，且固储气层内孔隙处填充有产气颗粒，产气颗粒为碳酸氢钙材料制成，其在高温下会分解并产生气体，气体受热后会向上运动，从而对气撞球产生一定的冲击左右，进而便于补强粉末的下落。

进一步的，所述补强粉末在储粉腔内的填充度为-%，填充过少，导致后期向储粉腔内补充补强粉末的频率过于密集，会严重影响到对于不锈钢管件的焊接效率，填充过多，容易导致初始时，储粉腔内补强粉末总体重量过大，当气撞球撞击隔层网板时，补强粉末不易及时向下掉落，导致焊缝上形成的覆盖保护层厚度均匀度差别较大，使得初始形成的焊缝处在使用过程中易损坏。

进一步的，所述补强粉末为铝粉与纳米陶瓷颗粒按照2:1-2体积比混合而成，铝粉在受热情况下会加速氧化，从而形成致密的氧化铝薄膜，使得覆盖保护层对于焊缝的保护效果更好，同时纳米陶瓷材料耐磨、耐腐蚀、耐高温，可以有效保护焊缝在使用过程中的稳定性，延长焊缝的使用寿命，降低不锈钢管件发生渗漏的情况的发生率。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案在焊接时，向不锈钢管件内放入内补粉柱，在焊接高温作用下，内补粉柱内部会产生气体，从而触动气撞球并释放补强粉末，使得补强粉末能够下落至待焊接处，在焊接过程中，待焊接处会发生一定的融化，此时补强粉末可以凝结在待焊接处的内壁上，从而有效保证在焊接完成后，焊缝内壁内壁能够刚好形成一层覆盖保护层，从而有效保护焊缝，显著降低本不锈钢管件在使用时焊缝处内壁发生腐蚀的情况发生，进而有效避免运输的液体发生渗漏，延长不锈钢管件的使用寿命的同时可以有效降低安全隐患。

（2）内补粉柱包括储粉壳，储粉壳上开凿有落粉通道和储粉腔，落粉通道和储粉腔为一体结构，落粉通道上方槽口处固定连接有双口锥形环，双口锥形环下端口部固定连接有固储气层，储粉腔与落粉通道连接处固定连接有隔层网板，补强粉末填充在储粉腔内，储粉壳上端开凿有补粉孔，补粉孔与储粉腔相通。

（3）落粉通道下方槽口处正对待焊接处正上方，使得在焊接时，补强粉末可以直接下落在待焊接处，待焊接处在焊接过程中，会发生一定的融化，此时补强粉末可以凝结在待焊接处的内壁上，从而有效保证在焊接完成后，焊缝内壁内壁能够刚好形成一层覆盖保护层，从而有效保护焊缝，显著降低本不锈钢管件在使用时焊缝处内壁发生腐蚀的情况发生，进而有效避免运输的液体渗漏的情况发生。

（4）固储气层和隔层网板之间放置有多个不均匀分布的气撞球，气撞球为空心结构，且气撞球内填充有空气，使得气撞球自身重力很小，当固储气层内产气颗粒受热产生气体时，气体上行能够顺利将气撞球松动，同时促进其他几个气撞球能够向上撞击隔层网板，使得补强粉末可以下落并穿过下窄口环，从而洒落在高温状态下熔融的待焊接处的内壁上，当待焊接处降温凝固后，可以将补强粉末一同凝结在焊缝的内壁上，形成一道保护层，最下方的气撞球外端与下窄口环之间固定连接有多个均匀分布的限位绳。

（5）限位绳为弹性结构，且限位绳处于绷直状态，使得限位绳能够将最下方的气撞球拉紧，使其与上敞口环之间的接触关系不易被意外解除，从而有效保护补强粉末不易意外洒落。

（6）双口锥形环包括上敞口环和下窄口环，上敞口环与下窄口环为一体结构。

（7）上敞口环为实心结构，且最下方的气撞球与上敞口环内壁相接触，下窄口环为多孔结构，在未焊接时，气撞球与上敞口环接触，可以有效拦截补强粉末，使其很难穿过上敞口环和气撞球的接触处向下方泄漏，有效降低补强粉末意外掉落导致浪费的情况发生。

（8）固储气层为多孔结构，且固储气层内孔隙处填充有产气颗粒，产气颗粒为碳酸氢钙材料制成，其在高温下会分解并产生气体，气体受热后会向上运动，从而对气撞球产生一定的冲击左右，进而便于补强粉末的下落。

（9）补强粉末在储粉腔内的填充度为-%，填充过少，导致后期向储粉腔内补充补强粉末的频率过于密集，会严重影响到对于不锈钢管件的焊接效率，填充过多，容易导致初始时，储粉腔内补强粉末总体重量过大，当气撞球撞击隔层网板时，补强粉末不易及时向下掉落，导致焊缝上形成的覆盖保护层厚度均匀度差别较大，使得初始形成的焊缝处在使用过程中易损坏。

（10）补强粉末为铝粉与纳米陶瓷颗粒按照2:1-2体积比混合而成，铝粉在受热情况下会加速氧化，从而形成致密的氧化铝薄膜，使得覆盖保护层对于焊缝的保护效果更好，同时纳米陶瓷材料耐磨、耐腐蚀、耐高温，可以有效保护焊缝在使用过程中的稳定性，延长焊缝的使用寿命，降低不锈钢管件发生渗漏的情况的发生率。

附图说明

图1为本发明的主要的流程框图；

图2为本发明的内补粉柱放置在待焊接的不锈钢管件内时的结构示意图；

图3为本发明的内补粉柱部分的结构示意图；

图4为图3中A处的结构示意图；

图5为图3中B处的结构示意图。

图中标号说明：

1储粉壳、21落粉通道、22储粉腔、3固储气层、4气撞球、5补强粉末、6限位绳、71上敞口环、72下窄口环、8产气颗粒、9隔层网板、10补粉孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法，包括以下步骤：

S1、首先对卷制成型的不锈钢管材的接头处进行较圆矫正处理，得到截面近似正圆的待焊接件；

S2、对待焊接件的待焊接处内壁进行粗糙处理，并去除待焊接件内壁粗糙处理产生的不锈钢粉末；

S3、将不锈钢管材的待焊接处朝下放置，并在不锈钢管材内放入内补粉柱；

S4、对待焊接处进行焊接，由于焊接时的高温作用，内补粉柱内的补强粉末5下落并覆盖在待焊接处的内壁，从而形成在内壁形成带有覆盖保护层的焊缝；

S5、焊接完成后，静置冷却，并清除焊缝附近多余的补强粉末，得到抗腐蚀使用寿命长的不锈钢管材。

请参阅图2-3，图中a表示待焊接不锈钢管件、b表示待焊接处，内补粉柱包括储粉壳1，储粉壳1上开凿有落粉通道21和储粉腔22，落粉通道21和储粉腔22为一体结构，落粉通道21上方槽口处固定连接有双口锥形环，双口锥形环下端口部固定连接有固储气层3，储粉腔22与落粉通道21连接处固定连接有隔层网板9，补强粉末5填充在储粉腔22内，储粉壳1上端开凿有补粉孔10，补粉孔10与储粉腔22相通，落粉通道21下方槽口处正对待焊接处正上方，使得在焊接时，补强粉末5可以直接下落在待焊接处，待焊接处在焊接过程中，会发生一定的融化，此时补强粉末5可以凝结在待焊接处的内壁上，从而有效保证在焊接完成后，焊缝内壁内壁能够刚好形成一层覆盖保护层，从而有效保护焊缝，显著降低本不锈钢管件在使用时焊缝处内壁发生腐蚀的情况发生，进而有效避免运输的液体渗漏的情况发生，补强粉末5在储粉腔22内的填充度为75-85%，填充过少，导致后期向储粉腔22内补充补强粉末5的频率过于密集，会严重影响到对于不锈钢管件的焊接效率，填充过多，容易导致初始时，储粉腔22内补强粉末5总体重量过大，当气撞球4撞击隔层网板9时，补强粉末5不易及时向下掉落，导致焊缝上形成的覆盖保护层厚度均匀度差别较大，使得初始形成的焊缝处在使用过程中易损坏，补强粉末为铝粉与纳米陶瓷颗粒按照2:1-2体积比混合而成，铝粉在受热情况下会加速氧化，从而形成致密的氧化铝薄膜，使得覆盖保护层对于焊缝的保护效果更好，同时纳米陶瓷材料耐磨、耐腐蚀、耐高温，可以有效保护焊缝在使用过程中的稳定性，延长焊缝的使用寿命，降低不锈钢管件发生渗漏的情况的发生率。

请参阅图3，固储气层3和隔层网板9之间放置有多个不均匀分布的气撞球4，气撞球4为空心结构，且气撞球4内填充有空气，使得气撞球4自身重力很小，当固储气层3内产气颗粒8受热产生气体时，气体上行能够顺利将气撞球4松动，同时促进其他几个气撞球4能够向上撞击隔层网板9，使得补强粉末5可以下落并穿过下窄口环72，从而洒落在高温状态下熔融的待焊接处的内壁上，当待焊接处降温凝固后，可以将补强粉末5一同凝结在焊缝的内壁上，形成一道保护层，最下方的气撞球4外端与下窄口环72之间固定连接有多个均匀分布的限位绳6，请参阅图4，限位绳6为弹性结构，且限位绳6处于绷直状态，使得限位绳6能够将最下方的气撞球4拉紧，使其与上敞口环71之间的接触关系不易被意外解除，从而有效保护补强粉末5不易意外洒落。

双口锥形环包括上敞口环71和下窄口环72，上敞口环71与下窄口环72为一体结构，上敞口环71为实心结构，且最下方的气撞球4与上敞口环71内壁相接触，下窄口环72为多孔结构，在未焊接时，气撞球4与上敞口环71接触，可以有效拦截补强粉末5，使其很难穿过上敞口环71和气撞球4的接触处向下方泄漏，有效降低补强粉末5意外掉落导致浪费的情况发生，固储气层3为多孔结构，且固储气层3内孔隙处填充有产气颗粒8，产气颗粒8为碳酸氢钙材料制成，其在高温下会分解并产生气体，气体受热后会向上运动，从而对气撞球4产生一定的冲击左右，进而便于补强粉末5的下落。

可以通过在焊接时，向不锈钢管件内放入内补粉柱，在焊接高温作用下，内补粉柱内部会产生气体，从而触动气撞球4并释放补强粉末5，使得补强粉末5能够下落至待焊接处，在焊接过程中，待焊接处会发生一定的融化，此时补强粉末5可以凝结在待焊接处的内壁上，从而有效保证在焊接完成后，焊缝内壁内壁能够刚好形成一层覆盖保护层，从而有效保护焊缝，显著降低本不锈钢管件在使用时焊缝处内壁发生腐蚀的情况发生，进而有效避免运输的液体发生渗漏，延长不锈钢管件的使用寿命的同时可以有效降低安全隐患。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、首先对卷制成型的不锈钢管材的接头处进行较圆矫正处理，得到截面近似正圆的待焊接件；

S2、对待焊接件的待焊接处内壁进行粗糙处理，并去除待焊接件内壁粗糙处理产生的不锈钢粉末；

S3、将不锈钢管材的待焊接处朝下放置，并在不锈钢管材内放入内补粉柱；

S4、对待焊接处进行焊接，由于焊接时的高温作用，内补粉柱内的补强粉末（5）下落并覆盖在待焊接处的内壁，从而形成在内壁形成带有覆盖保护层的焊缝；

S5、焊接完成后，静置冷却，并清除焊缝附近多余的补强粉末，得到抗腐蚀使用寿命长的不锈钢管材。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法，其特征在于：所述内补粉柱包括储粉壳（1），所述储粉壳（1）上开凿有落粉通道（21）和储粉腔（22），所述落粉通道（21）和储粉腔（22）为一体结构，所述落粉通道（21）上方槽口处固定连接有双口锥形环，所述双口锥形环下端口部固定连接有固储气层（3），所述储粉腔（22）与落粉通道（21）连接处固定连接有隔层网板（9），所述补强粉末（5）填充在储粉腔（22）内，所述储粉壳（1）上端开凿有补粉孔（10），所述补粉孔（10）与储粉腔（22）相通。

3.根据权利要求2所述的一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法，其特征在于：所述落粉通道（21）下方槽口处正对待焊接处正上方。

4.根据权利要求2所述的一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法，其特征在于：所述固储气层（3）和隔层网板（9）之间放置有多个不均匀分布的气撞球（4），所述气撞球（4）为空心结构，且气撞球（4）内填充有空气，最下方的所述气撞球（4）外端与下窄口环（72）之间固定连接有多个均匀分布的限位绳（6）。

5.根据权利要求4所述的一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法，其特征在于：所述限位绳（6）为弹性结构，且限位绳（6）处于绷直状态。

6.根据权利要求4所述的一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法，其特征在于：所述双口锥形环包括上敞口环（71）和下窄口环（72），所述上敞口环（71）与下窄口环（72）为一体结构。

7.根据权利要求6所述的一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法，其特征在于：所述上敞口环（71）为实心结构，且最下方的气撞球（4）与上敞口环（71）内壁相接触，所述下窄口环（72）为多孔结构。

8.根据权利要求1所述的一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法，其特征在于：所述固储气层（3）为多孔结构，且固储气层（3）内孔隙处填充有产气颗粒（8）。

9.根据权利要求1所述的一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法，其特征在于：所述补强粉末（5）在储粉腔（22）内的填充度为75-85%。

10.根据权利要求1所述的一种不锈钢管材内焊缝抗腐蚀补强焊接方法，其特征在于：所述补强粉末为铝粉与纳米陶瓷颗粒按照2:1-2体积比混合而成。

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