Ф89×(4+2)雙金屬?gòu)?fù)合管焊接技術(shù)2900字

1、89(4+2)雙金屬?gòu)?fù)合管焊接技術(shù)2900字 摘要：雙金屬?gòu)?fù)合管是一種新型復(fù)合材料，近年大規(guī)模使用于油田建設(shè)中，比如：在塔里木油田所屬的克拉2和迪那2氣田中，雙金屬管均得到大量的應(yīng)用；雙面襯塑鋼管很好的解決了普通鋼材腐蝕過(guò)快而不銹鋼管材費(fèi)用過(guò)高的難題，因此雙金屬?gòu)?fù)合管在以后的油田建設(shè)中具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用前景；本文主要對(duì)應(yīng)用于迪那2氣田的89（4+2）雙金屬?gòu)?fù)合管的焊接給與淺析。 畢業(yè) 關(guān)鍵詞：雙金屬?gòu)?fù)合管 焊接 00Cr17Ni14Mo2 前言：在石油天然氣田開(kāi)發(fā)中，各種酸性有害介質(zhì)的腐蝕問(wèn)題是困擾許多油氣田開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)難題。油氣田有害介質(zhì)主要以H2S、CO2及Cl- 等為主，對(duì)油氣裝置管道危害

2、很大。目前國(guó)內(nèi)逐漸使用耐腐蝕材料雙金屬?gòu)?fù)合管替代傳統(tǒng)鋼材，即提高了油氣田運(yùn)營(yíng)的安全穩(wěn)定性，又避免大量使用不銹鋼的高額費(fèi)用；但是由于雙金屬管材的特殊性，其對(duì)焊接技術(shù)的要求非常高，如果焊接技術(shù)不過(guò)關(guān)，極易造成焊縫強(qiáng)度、塑性和韌性不足，主要合金元素?zé)龘p和稀釋等問(wèn)題。在塔里木油田迪那2氣田施工中，集氣站原油管線大規(guī)模采用規(guī)格為89（4+2）的雙金屬?gòu)?fù)合管，基材為L(zhǎng)360，厚度4mm，襯管鋼級(jí)為00Cr17Ni14Mo2，厚度2mm。 1、接頭設(shè)計(jì) 在進(jìn)行雙金屬?gòu)?fù)合管焊接時(shí)，必須首先對(duì)襯管進(jìn)行封焊，封焊完成后再進(jìn)行接合部和基材的焊接，根據(jù)這一焊接特性和89（4+2）雙金屬?gòu)?fù)合管基材和襯管的具體數(shù)據(jù)，采用

3、該種形式的焊接接頭，可以有效的減小焊接組對(duì)的錯(cuò)邊量，降低了“滲碳”等現(xiàn)象對(duì)復(fù)合管焊接接頭防腐性能的影響；我們?cè)O(shè)計(jì)的接頭具體參數(shù)如下；接頭設(shè)計(jì)示意圖見(jiàn)圖1； (1)接頭形式：管對(duì)接； (2)坡口形式：V型； (3)鈍邊：覆層厚度1.5?L； (4)鈍邊長(zhǎng)度：t=22.5?L； (5)坡口角度：6065； (6)對(duì)口間隙：2.0mm； (7)焊縫寬度：比表面坡口每側(cè)增寬0.52mm； (8)焊縫余高：1.6mm,局部不超過(guò)3mm，且長(zhǎng)度不大于50mm； (9)焊后錯(cuò)邊：覆層0.5mm，基層10%T且1.6mm； 2、焊材選擇 由于目前國(guó)內(nèi)尚不能解決雙金屬?gòu)?fù)合管爆炸熔合的技術(shù)難題，進(jìn)場(chǎng)的雙金屬?gòu)?fù)合管

4、均為機(jī)械復(fù)合，在基材與襯管之間存在細(xì)微的間隙；管道在拉運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)前，必須對(duì)基材與襯管接合部進(jìn)行封焊，即對(duì)基材與襯層之間的間隙焊接，避免由于襯層熱膨脹系數(shù)大而造成襯層與基材的脫離，也可以避免日后由于焊縫處襯管遭受腐蝕后，介質(zhì)通過(guò)襯管與基材之間的縫隙對(duì)整個(gè)復(fù)合管進(jìn)行破壞；封焊屬于異種鋼焊接，技術(shù)相對(duì)成熟，我們選用的焊接方法為氬弧焊，焊材選用ER316L1.2mm焊絲，具體的焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表2；焊接時(shí)采用小電流，以降低焊接線能量； 雙金屬?gòu)?fù)合管的焊接在根焊時(shí)，屬于同類別不銹鋼焊接，其焊接技術(shù)非常成熟，針對(duì)89（4+2）這種雙金屬?gòu)?fù)合管的襯管材質(zhì)為00Cr17Ni14Mo2，我們選擇的根焊焊絲型號(hào)為AW

5、S A5.9 ER316L TGS-316L 2.0mm，采用氬弧焊； 在根焊結(jié)束后，襯管部分同類別鋼材的焊接已經(jīng)完成，開(kāi)始進(jìn)行填充、蓋面，此時(shí)所遇到的問(wèn)題是如何解決基材與襯管異種鋼的焊接結(jié)合問(wèn)題；填充焊我們選擇GB/T983 E309-15 CHS307 2.5mm作為填充焊條，該焊條具有優(yōu)良的抗裂性及抗氧化性能，可以有效的解決焊縫強(qiáng)度、塑性和韌性不足、合金元素被燒損、稀釋及滲碳等問(wèn)題；采用該焊條 進(jìn)行焊接，還可以為下一步用E5015進(jìn)行填充蓋面提供良好的焊接界面，可以很好的與E5015焊條進(jìn)行熔合，極大地提高勞動(dòng)效率和節(jié)約施工成本。 焊接過(guò)程中出現(xiàn)的返修或連頭，我們選用的焊接的焊絲為日本油

6、脂公司生產(chǎn)的ER3O8LT2.4自保護(hù)鎢極氬弧焊絲封底，其他焊材及焊接參數(shù)不變，該焊絲不需要背保護(hù)氣即可施焊，管內(nèi)形成非常薄的焊渣，可在通球清掃時(shí)輕易排出；這種焊絲的技術(shù)運(yùn)用已經(jīng)相當(dāng)成熟，相對(duì)于國(guó)產(chǎn)同規(guī)格焊條具有成型良好，焊工容易操作等優(yōu)點(diǎn)，極適用于焊縫返修、連頭等沒(méi)有條件充氬保護(hù)的管道焊接。 3、焊接工藝 (1)焊接層數(shù) 該型號(hào)復(fù)合管壁厚6mm，其中基材L360厚度為4mm，襯管為00Cr17Ni14Mo2，厚度為2mm，根據(jù)這一特性，焊接層數(shù)為封焊1遍，根焊1遍，填充12遍，蓋面1遍； (2) 工藝要求 針對(duì)該種雙金屬?gòu)?fù)合管，焊接工藝具有以下要求： 焊接方法：鎢極氬弧焊+焊條電弧焊，整個(gè)封

7、焊過(guò)程采用內(nèi)充氬保護(hù)； 焊接方向：向上； 鎢極牌號(hào)：Wce，鎢極規(guī)格：2.0?L； 保護(hù)氣體：Ar，氣體純度：99.99%； 填充蓋面層層間溫度：100150oC； 焊條烘干：E309-15在250 oC中烘烤1小時(shí)；E5015在350 oC中烘烤1.5小時(shí)。 4、焊接規(guī)范 在焊接過(guò)程中，必須嚴(yán)格遵守焊接規(guī)范，焊接規(guī)范見(jiàn)表1； 5、焊接要求 (1)施焊環(huán)境要求 環(huán)境濕度：90%RH 環(huán)境溫度：5； 環(huán)境風(fēng)速：封焊、根焊2m/s，填蓋焊5m/s； 其它：無(wú)有效防護(hù)裝置，雨雪天氣不得施焊。 (2)焊接過(guò)程操作要求 焊前必須用丙酮溶液清洗坡口兩側(cè)各50?L內(nèi)的油污、雜質(zhì)； 清理工具用動(dòng)力角向砂輪機(jī)或

8、不銹鋼刷； 在整個(gè)封焊過(guò)程中，必須采用內(nèi)充氬工藝，氬氣純度要求不小于99.99%；背面保護(hù)氣體應(yīng)在施焊前10分鐘通入，焊道冷卻至室溫時(shí)，方可撤除背面保護(hù)氣體及裝置；焊接前必須對(duì)焊縫處進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度不小于150；在整個(gè)焊縫的焊接過(guò)程中，必須盡量采用快速焊，且嚴(yán)格控制層間溫度，層間溫度不小于100，以便減少過(guò)熱，提高焊縫的抗裂性； 對(duì)口時(shí)，點(diǎn)焊工藝與正式焊接工藝相同，連接塊的材質(zhì)與基層相同，鈍邊必須打磨至襯墊處； 焊接接頭背面顏色為銀白、金黃、藍(lán)、紅灰等顏色方為合格，灰色、黑色等顏色為不合格； 切割時(shí)采用無(wú)齒鋸，保證管端面與管軸線垂直，切割后需要用車床修整坡口。嚴(yán)禁采用氣割、等離子等高溫切割工具； 填充蓋面時(shí)，焊條不允許擺動(dòng)，必須采用直拉運(yùn)條、多道焊方法； 復(fù)合管運(yùn)輸過(guò)程中注意防雨、防潮，合理堆垛，避免出現(xiàn)基材腐蝕和管道變形。 6、結(jié)束語(yǔ) 對(duì)于在迪那2氣田中使用的89（4+2）雙金屬?gòu)?fù)合管，采用了上述的焊接工藝，經(jīng)過(guò)對(duì)焊接接頭的抽樣檢查，通過(guò)無(wú)損探傷、力學(xué)、化分、金相、