[实用新型]一种管端采用堆焊耐蚀合金层的机械复合管有效

专利信息
申请号: 201320541448.5 申请日: 2013-08-31
公开(公告)号: CN203560610U 公开(公告)日: 2014-04-23
发明(设计)人: 杨忠文;毕宗岳;牛辉;张万鹏;刘海璋;杨军;赵红波;张君;刘斌;牛爱军;黄晓辉;陈长青;包志刚 申请(专利权)人: 宝鸡石油钢管有限责任公司
主分类号: F16L9/02 分类号: F16L9/02;B21C37/08
代理公司: 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350 代理人: 汤东凤
地址: 721008 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 采用 堆焊 合金 机械 复合管
【说明书】:

技术领域:

实用新型属于油气输送钢管制造行业,涉及一种管端采用堆焊耐蚀合金层的机械复合管。

背景技术:

统计资料表明,2000年以来,我国每年腐蚀损失超过5000亿元,约占国民生产总值的5%,管道腐蚀在其中占到相当比例。发达国家的经验和统计数据显示,其中四分之一以上的锈蚀损失可以通过防腐蚀手段进行控制。只要采取有效的防腐蚀措施,就可以延长设备和装备的使用寿命,积极推广利用防腐蚀新设备、新技术、新工艺、新材料,我国至少可以减少腐蚀损失的30%,挽回损失数千亿元。

长期以来人们通过研究各种技术来防止流体对管道的腐蚀,比如使用耐腐蚀金属和非金属材料,在管道内涂、镀、渗、衬耐腐蚀层,在流体中添加缓蚀剂等等。不锈钢、镍基合金、钛合金等耐蚀合金管道因其具有优良的防腐性能和加工工艺性能,被大量应用于石油、化工、海洋等腐蚀性环境。但采用单一的耐蚀合金管道成本较高。例如,西气东输一线井口集输管道,由于气源含腐蚀介质严重,曾采用了11公里长的双相不锈钢材质,口径为508mm的集输管道,全部从国外进口,工程总造价约3.6亿。

如果采用不锈钢与管线钢复合制造钢管,就可以解决管道内部腐蚀问题。由于其内壁只有薄薄的覆层,成本也较低。同时,外层低碳钢或管线钢也可以提供管体所需的强度和韧性要求。层状结构双金属复合材料可以使强度、熔点、热膨胀系数差异极为悬殊的不同金属实现结合,集不同材料的优点于一身,充分发挥不同材料特性,极大地节约稀贵金属材料,降低设备的制造成本。

今后几年,市场对复合金属管道产品的需求将快速增加,仅我国石油工业年消耗石油钢管100余万吨,耗资100多亿元,其中50%以上的石油钢管基本处于强腐蚀环境中使用,即石油行业防腐管道的市场容量每年超过50亿元。我国含酸性气的油气田很多,如新疆塔里木、四川、中原都有不少油气田处于深井、高温、高压、高腐蚀的恶劣环境,每年需从日本、德国进口上万吨这些高合金材料。若采用不锈钢复合管,可停止进口,并节约大量资金。

复合管一般设计原则是基材满足管道设计允许应力,合金抵抗腐蚀或磨损等。其主要制造方法按界面结合程度分为冶金结合和机械结合两种方式。采用冶金结合的层状复合板为原料,通过冷成型后焊接的工艺制造层状双金属复合管,是一种灵活、低成本的方法。它先将两种不同材质的板坯用超大功率热轧机进行热复合,然后用UO或JCO工艺卷成管坯,再进行纵缝焊接。相对于扩径复合管和爆炸复合管,采用焊接工艺制备的层状双金属复合管,在二次成型加工、焊接及管体性能方面相对于其它工艺制造的复合管具有一定的优越性。但由于复层在钢管内部,对制造过程中的坡口加工、组对精度、焊接方法和焊接顺序等均有特殊的要求,同时对于不同的母材还要选择不同的焊接材料,焊接过程中对熔合比、热输入、层间温度等均有严格的要求,因而制造加工较难,成材率很低。

采用焊接管或无缝钢管,按要求尺寸将其同轴装配后,对内部加压使其贴合的方式制造的复合管是一种机械结合的复合管。这种管材制造方法简单,成材率高。但由于界面结合程度低,使其不适合再热加工。在对管件无变形要求,无高温环境的情况下,机械复合管完全能够满足使用需要。但大多数使用环境中,复合管都需要进行对接。无论采用丝扣、法兰还是焊接方式,机械复合管的对接都存在很多问题。

复合管采用焊接方式进行连接时,管与管之间的焊接属于异种金属的焊接,对于坡口加工有特殊要求。由于不锈钢与碳钢成分与性能差异大,在不锈钢与碳钢过渡部位容易出现裂纹和各种缺陷,对焊接工艺与技术要求很高,另外,内衬层与基层之间的分层也会成为裂纹的扩展源头。

本实用新型提供了一种管端采用堆焊耐蚀合金处理的内衬耐蚀合金机械复合管,将复合管管端堆焊一层耐蚀合金层,管端材质相当于单一材料的耐蚀合金管。采用这种堆焊耐蚀合金层管端的复合管进行对接时,焊接工艺相当于同种耐蚀合金材料的焊接,极大的降低了焊接工艺难度,提高了焊接成功率与接头质量。管端堆焊工序在生产线进行,避免了室外对于坡口加工和管端处理方面的高要求。管端堆焊工艺简单,适合在复合管生产线推广。制备的复合管性能满足腐蚀严重地区油气田集输管道的使用要求。

实用新型内容:

本实用新型提供了一种管端采用堆焊耐蚀合金层的机械复合管。采用本实用新型制造的内衬耐蚀合金复合管件,可以解决腐蚀严重地区油气集输管线的建设需要。

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