[发明专利]一种K65耐低温热煨弯管母管生产的焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种埋弧焊热煨弯管母管的焊接方法，属于大口径钢管焊接技术领域，尤其是一种K65耐低温直缝埋弧焊热煨弯管母管的焊接工艺。

背景技术

随着油气资源勘探开发向边远地区发展，高寒地区输送管线的建设成为热点。过去，高寒地区的油气管道一直采取大口径、低压力的技术路线，最高输送压力低于9.8MPa，主要采用K60级钢管。近年来，由于国际油气管道技术发展取得的重大进展，这类地区油气管道建设也在向更高压力、更大输送量发展，单管输气量将达到450-500亿m³/a的水平，代表了高寒地区油气输送管道发展的方向。由于这些管道均为大输量长输管道，同时具有钢管强度高、壁厚大、低温韧性要求高的特点，对钢管焊缝的力学性能提出了很高的要求，这给热煨弯管的加工带来了挑战，要求焊缝在热处理后，强度不发生明显的降低，有足够的低温冲击韧性。

具体表现在：

为了确保弯管在极地或高寒地区的安全使用，要求其CVN试验温度为-40℃，焊缝的吸收能量平均值最低要求为60J，单个最小值要求为50J。

以钢级K65为代表的大口径、大壁厚、高钢级、抗低温弯管，代表着俄罗斯乃至世界油气输送管道用弯管的先进水平，其焊缝优越低温韧性性能的获得，将缩小与德国等先进管道国家的差距，提高我国参与国际管道弯管产品供应的竞争力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种K65耐低温热煨弯管母管生产的焊接工艺，按照强度过匹配原则，通过优选焊接材料，确保焊缝具有稍高于母材的强度及良好的韧性，从而使制成弯管后焊接接头的低温冲击韧性保持在较高的水平。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种K65耐低温热煨弯管母管生产的焊接工艺，其特征在于所述的焊接工艺过程为：

1)预焊：JCO成型后，通过调整合缝预焊机压辊的位置，保证错边、缝隙尺寸符合要求，同时采用气体保护焊接方式进行焊接；

2)内焊：采用混合四丝埋弧自动焊在钢管内侧焊接坡口进行焊接，第一、三丝为H08Mn系列焊丝，第二、四丝为SANi3焊丝，第一丝采用直流反接，第二至四丝为交流；钢管焊接工艺参数为：第一丝电流I=900～1000A，电压U=32～36V；第二丝电流I=750～850A，电压U=36～40V；第三丝电流I=650～750A，电压U=38～42V；第四丝电流I=550～650A，电压U=40～44V；焊丝间距d=30～35mm，焊接速度V=110～150cm/min；

3)外焊：采用混合四丝埋弧自动焊在钢管外侧焊接坡口进行焊接，第一、三丝为H08Mn系列焊丝，第二、四丝为SANi3焊丝，第一丝采用直流反接，第二至四丝为交流；钢管焊接工艺参数为：第一丝采用直流反接，第二至四丝为交流；钢管焊接工艺参数为：第一丝电流I=1050～1150A，电压U=32～36V；第二丝电流I=850～950A，电压U=36～40V；第三丝电流I=650～750A，电压U=38～42V；第四丝电流I=550～650A，电压U=40～44V；焊丝间距d=30～35mm，焊接速度V=130～160cm/min。

所述上述焊接工艺中焊缝化学成分的质量百分比为C 0.04～0.05%、Mn 1.60～1.8%、S 0.003～0.004%、P 0.008～0.01%、Nb 0.04～0.08%、V 0.002～0.004%、Ti0.007～0.02%、Ni0.2～0.7%、Cr 0.1～0.25%、Mo 0.007～0.15%、Cu 0.1～0.15%、Al 0.02～0.04%、N 0.005～0.015%、B 0.0001～0.0004%、Ceq 0.38～0.45、Pcm 0.16-0.17，所述焊缝的显微组织为针状铁素体为主的组织。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于： 

（1）按照强度过匹配原则，通过优选焊接材料，确保焊缝具有稍高于母材的强度及良好的韧性；

（2）采用混合焊丝，第一、三丝为H08Mn系列焊丝，第二、四丝为SANi3焊丝，利用HO8MnMoTiB焊丝中的Ti、B元素充分细化晶粒，提高焊缝冲击韧性；利用SANi3焊丝中的Ni提高低温韧性及弯管回火过程中的组织稳定性，从而使制成弯管后焊接接头的低温冲击韧性保持在较高的水平；