雙金屬復(fù)合管焊接工藝探討

1、雙金屬復(fù)合管焊接工藝探討 摘要現(xiàn)在全世界范圍內(nèi)，能源需求總量還在不斷提高，但是隨著開采工作的開展，很多地區(qū)當(dāng)中的易開采油氣資源越來越多，相對應(yīng)地，替代能源的發(fā)展仍然無法全面取代傳統(tǒng)化石燃料，為了可以適應(yīng)于全球經(jīng)濟發(fā)展情況，很多油氣田的開發(fā)深入程度越來越深，環(huán)境越來越惡劣。在很多油井深處，其中的CO2、Cl2和H2S含量很高的，同時也出現(xiàn)了管道腐蝕問題，長期應(yīng)用當(dāng)中會造成管道穿孔問題，在嚴重時會出現(xiàn)火災(zāi)和爆炸事故。 關(guān)鍵詞復(fù)合管；雙金屬；復(fù)合工藝；機械復(fù)合；冶金復(fù)合 在油井內(nèi)惡劣環(huán)境下，碳鋼材料會快速受到電化學(xué)腐蝕，所以在設(shè)計當(dāng)中需要我們應(yīng)用緩蝕劑，工作量很大，如果應(yīng)用耐蝕合金，為了保證其整體穩(wěn)

2、固性，會應(yīng)用到大量的支撐元件，所以會造成嚴重浪費，相比之下，應(yīng)用雙金屬復(fù)合管道來，可以較好地解決這些問題。雙金屬復(fù)合管由兩部分組成，其外部是低合金鋼管，內(nèi)襯部位則是耐蝕合金管道，其不僅僅可以將基管的機械性能和內(nèi)襯管的防腐性能結(jié)合起來，同時也可以很好地讓輸送強度、壓力需求得到滿足，同時也有很高的性價比，現(xiàn)在得到了廣泛的應(yīng)用。 1封焊和組對 1.1封焊操作。在正常情況下，雙金屬管道的基層和復(fù)層之前的封焊層是由生產(chǎn)鋼管的廠商自行完成的，但是對于管線的連頭則要在短管切割過程當(dāng)中完成，這項內(nèi)容是由施工單位負責(zé)的。在切割完畢后，還要針對其中的基層和復(fù)層之間的貼合程度進行，在正常情況下，是貼合程度越高則越好

3、。除此之外，在管端切割和坡口和制作過程當(dāng)中，也要結(jié)合實際情況來進行檢查，保證其沒有影響復(fù)層不銹鋼管的完整性，否則會讓其抗腐蝕能力受到極大的影響，這種情況下，管道的使用壽命會大大縮短。在這個過程當(dāng)中，封焊層當(dāng)中，焊接在雙金屬復(fù)合管道當(dāng)中是非常重要的一道程序，其也會在很大程度上影響其焊接的質(zhì)量。復(fù)合管道的基層和接觸并不是非常緊密的，其中大多會有一定量的水分和空氣，其也可能會成為一個質(zhì)量隱患，所以為了保證加工質(zhì)量，要在加工之前進行預(yù)熱，保證將管道內(nèi)部維持干燥，同時也要將其內(nèi)部的空氣排除出去。封焊過程當(dāng)中，焊槍的傾角要保證在60度左右，而焊絲和鎢極的夾角要維持在90度，左右，如果其角度太小，就會給操作

4、帶來很大的難度，讓氬氣的保護作用大打折扣，但是如果其角度過大，加工難度過大，也會給質(zhì)量控制工作帶來一定的困難。所以在封焊過程當(dāng)中，要將短弧焊接的同時朝上方斜拉，在接合處應(yīng)用快速地移動，避免熔池溫度過高的問題，防止不銹鋼背面溫度過高出現(xiàn)氧化，同時對于焊接過程當(dāng)中所出現(xiàn)的一切質(zhì)量問題進行查驗，提高熱控制力度，同時充氬的方式可以有效避免不銹鋼背面出現(xiàn)的過度氧化問題。1.2打磨和組對。在封焊操作完畢后，保證將其焊道冷卻到室溫水平，之后就可以應(yīng)用不銹鋼材料切割砂輪來將外側(cè)多余的襯管切除，但是該切割操作也要嚴格控制溫度，如果鋼管發(fā)紅，則要立即停止切割加工，在其冷卻到室內(nèi)溫度時方可繼續(xù)加工。在切割完畢后，就

5、可以進行找平加工，將坡口打磨平整，但是在這個過程當(dāng)中，要保證不要進行過多的打磨，僅僅需要將內(nèi)襯管磨出相應(yīng)的坡度。在開始組對之前，將兩個管的端口進行封堵，這樣可以結(jié)合實際需要應(yīng)用水溶紙或其他材料，封堵位置可以位管口的6cm處，在全面完成封堵后就可以進行組對加工，可以在組對過程當(dāng)中，留有3mm的間隙，應(yīng)用定位焊來進行組對，之后組對完畢后，就可以應(yīng)用膠帶來在其內(nèi)部充氬，2分鐘后就可以在焊縫上拉開一個0.5cm的小孔排氣，以20L/min的速度向其中充氬20小時后即可完成。 2雙金屬復(fù)合管焊接施工工藝 2.1根焊加工。在充氬和置換氣體這道工序全部完成后，其內(nèi)部的氬氣就是飽和狀態(tài)，這樣就可以進行根部焊道

6、的焊接工作，但是在焊接開始前，也要將鎢極進行打磨，達到尖銳狀態(tài)，之后進行仰焊，和鎢極有90度的角度，之后以70度的角度進行立焊、平焊。在引燃電弧后，就迅速將其向根部壓，以短弧的方式來開展操作，應(yīng)用小點狀快速向其中送焊絲，但是在速度上，要保證高于普通不銹鋼的焊接，可以稍微擺動鎢極，來維持熔池的平滑性。在起弧部位如果出現(xiàn)了粘走不動的情況，就可以提高焊接速度，對于熔池溫度進行控制，因為在溫度過高的情況下，焊接難度很大。在送進焊絲時，也要保證其處于氬氣氣體的范圍內(nèi)，可以得到有效保護，如果焊絲出現(xiàn)了過高的溫度而導(dǎo)致的氧化情況，就會給焊接工作帶來很大的影響。在由仰焊轉(zhuǎn)向立焊的過程當(dāng)中，要適當(dāng)放慢焊接速度，

7、同時也要保證送焊絲，可以結(jié)合加工中的情況來應(yīng)用小點狀高速度送絲，將焊絲送到熔涌池前的大概1/2處就可以取出，離開熔池時，保證焊絲可以仍然在氬氣的保護范圍內(nèi)，同時取出速度如果不足，就會出現(xiàn)焊絲末端出現(xiàn)焊絲瘤，給下一次送絲造成影響，同時也會出現(xiàn)焊縫夾鎢發(fā)夾中。在焊接當(dāng)中，也要嚴格控制焊接溫度，如果其溫度過高會出現(xiàn)氧化問題，變成黑色，同時在氧化后，焊縫的抗腐蝕能力會受到影響，這個問題應(yīng)用當(dāng)前的檢測手段也無法檢出。2.2過渡焊。過渡焊這道工序在根焊道焊后，在這些工序完成后，其溫度下降到100度以下，并且在完成清槽后才能進行施工。但是在開始過渡焊之前，也要最大程度上保證內(nèi)部氬氣的壓力，保證其不會在背面焊

8、道出現(xiàn)氧化問題。在過渡焊過程當(dāng)中，在要應(yīng)用較小的焊接熱輸入來開展施工，但是要保證焊接速度，同時其金屬厚度也可以適當(dāng)放薄，和其他工序相同，在出現(xiàn)溫度過高的情況時，可以適當(dāng)停止焊接，溫度冷卻到室溫時方可繼續(xù)施工，如果在焊縫的外觀呈銀色，則可以停止施工，加工完畢。2.3填充焊。第一遍填充時，仍應(yīng)保持管內(nèi)充氬，從6點鐘位置引燃電弧形成熔池后采用反月牙的運條方法快速薄層的進行焊接，焊條傾角保持在80左右。注意控制熔池溫度，減少高溫滯留時間，防止根焊背面氧化，坡口兩側(cè)熔合好后立即快速運條前進。后面的填充焊道應(yīng)在前一層焊道清理干凈后進行焊接時同樣要注意控制熔池的溫度，盡量減小熱輸入。焊接過程中保持短弧操作保

9、留原始坡口的邊緣，采用反之字型運條。焊接完成的焊道應(yīng)為凹形焊道。2.4蓋面焊。用鋼絲刷清理干凈上一層的熔渣，待焊道表面溫度降至100C以下時開始焊接，從仰焊位置引燃電弧形成熔池后采用之字型運條方法焊接，坡口每側(cè)應(yīng)熔合0.5Imm,以確保蓋面焊縫的寬度。更換焊條時要快，在前面10mm處引燃電弧快速拉至接頭處，將接頭收弧處填滿后進行正常焊接。2.5焊后檢驗及返修。焊接完成之后對焊縫的表面進行外觀檢查，外觀檢查合格后進行無損檢測。雙金屬復(fù)合管管道環(huán)向焊縫均應(yīng)進行超聲波檢測和射線檢測，射線檢測和超聲波檢測達到II級為合格。雙金屬復(fù)合管內(nèi)襯不銹鋼焊接不合格時，不允許返修，應(yīng)將焊口切除重新焊接焊?；鶎愉摴?/p>

10、焊接不合格時，可以返修一次，若返修不合格，應(yīng)切除重新焊接。返修后的焊縫仍按照原檢驗標準進行檢驗。雙金屬復(fù)合管自1991年首次應(yīng)用于油氣田以來，經(jīng)過20余年的應(yīng)用和研究，在油氣工業(yè)的石油產(chǎn)品輸送、煉化行業(yè)應(yīng)用逐漸推廣，并獲得了較好的評價。鑒于國內(nèi)雙金屬復(fù)合管研究和應(yīng)用較晚，應(yīng)吸取國外的研究和應(yīng)用經(jīng)驗，進一步開展復(fù)合管的復(fù)合工藝和焊接工藝研究。 3結(jié)語 經(jīng)過前文分析和總結(jié)我們不難發(fā)現(xiàn)，雙金屬復(fù)合管道的焊接應(yīng)用的是鎳基焊絲來進行的，其表面有著很好的成形性能，同時也可以在很大程度上保證其焊接質(zhì)量和耐腐蝕性，在操作合理的情況下，有著較高的無損檢測一次合格率，其可以讓不銹鋼復(fù)合管道焊接當(dāng)中存在的很多問題得

11、到解決。但是在焊接施工當(dāng)中，工作人員要嚴格結(jié)合相關(guān)的質(zhì)量標準來開展操作，對于層間溫度給予足夠的重視。結(jié)合實際情況可以應(yīng)用多薄層焊接，這樣可以有效避免出現(xiàn)熱裂紋，保證其有足夠的抗腐蝕能力。但是在焊接過程當(dāng)中，也要我們對于焊渣問題有足夠重視，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，這樣才能在最大程度上保證焊接質(zhì)量。 【參考文獻】 1劉東明,韓彬,李立英.雙金屬復(fù)合管焊接工藝研究J.石油機械,2016,44(7):108-112. 2王新.雙金屬復(fù)合管焊接工藝研究與應(yīng)用J.電焊機,2011,41(7):71-73. 3張立君,張燕飛,郭崇曉.2205雙相不銹鋼雙金屬復(fù)合管焊接工藝研究J.焊管,2009,32(4):30-34. 4王永芳,王戈,張燕飛,etal.銅鈦雙金屬復(fù)合管的氬弧焊接工藝研究J.熱加工工藝,2011,40(21):147-150. 5王偉,欒陳杰,楊帆,etal.X70/3