[发明专利]一种基于激光熔覆解决石油管道焊接时防腐熔化失效的方法

权利要求书

1.一种基于激光熔覆解决石油管道焊接时防腐熔化失效的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.取两根相同型号的石油管道，将石油管道的端部打磨成角度为45度的坡口，然后对石油管道进行预处理；

S2.用光纤激光器对石油管道的内壁激光熔覆合金粉末形成熔覆层一，熔覆层一与坡口的距离为100mm，熔覆层一的厚度为0.7-1.5mm，激光功率为2800-3600kW，光斑直径为2mm,扫描速度为600-1000mm/min，搭接率为50%，送粉量为20-50g/min，激光熔覆过程中通氩气保护，氩气流量为15L/min；

S3. 用光纤激光器对石油管道坡口处的内壁激光熔覆合金粉末形成熔覆层二，熔覆层二的厚度为0.7-1.5mm，激光功率为2000-2800kW，光斑直径为5mm,扫描速度为1000-1400mm/min，搭接率为50%，送粉量为30-50g/min，激光熔覆过程中通氩气保护，氩气流量为16L/min；

S4.对石油管道的内壁进行防腐涂料处理；

S5.将两根石油管道的坡口靠在一起形成V字口，使用与合金粉末组分相同的合金焊条对V字口进行第一道焊接，然后用普通焊条在合金焊条的外侧进行第二道焊接形成整体；

所述步骤S1中，预处理的过程为：

①对石油管道内待激光熔覆的地方进行磨削加工，去除表面锈蚀；

②用丙酮对石油管道进行除油处理；

③对石油管道的端部进行黑化处理；

④用热风机对石油管道的加工面进行烘干处理；

所述合金粉末由重量比为99:1的基料和辅料混合而成，基料为镍基合金，其重量百分比组成为：铬16%，硼5%，硅4%，碳12%，钴6%，其余为镍；辅料的制备方法为：

将硝酸钇、硝酸铈、硝酸铁加入于蒸馏水中，溶解均匀后加入PVA、六亚甲基四胺、柠檬酸，静置2h后加热至85℃，磁力搅拌均匀后形成溶胶，将溶胶取出放入干燥箱中，110℃下干燥形成干凝胶，将干凝胶放入电炉中煅烧，以1℃/min的速度升温至300℃后保温1h，然后以2℃/min的速度升温至800℃后保温1h，自然冷却至室温后取出，研磨后即得辅料。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光熔覆解决石油管道焊接时防腐熔化失效的方法，其特征在于：所述辅料的制备方法中，硝酸钇、硝酸铈、硝酸铁的摩尔比为1:1:3。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光熔覆解决石油管道焊接时防腐熔化失效的方法，其特征在于：所述步骤S2中，光纤激光器的功率为5kW。

4.根据权利要求3所述的一种基于激光熔覆解决石油管道焊接时防腐熔化失效的方法，其特征在于：所述步骤S3中，光纤激光器的功率为3kW。

5.根据权利要求4所述的一种基于激光熔覆解决石油管道焊接时防腐熔化失效的方法，其特征在于：所述步骤S4中，防腐涂料由重量比为15:1的环氧树脂涂料和POSS混合而成；POSS的制备方法为：

将三氯化铁、浓盐酸、甲醇、石油醚、二氯甲烷加入反应瓶中，搅拌1h得到混合液，将乙烯基三氯硅烷加入石油醚中，搅拌至完全溶解后滴加入混合液中，搅拌48h得到反应液，将反应液过滤得到滤液一，将滤液一置于分液漏斗中分液得到上层液体，将碳酸钠、氯化钙加入上层液体中，继续搅拌24h得到混合溶液，将混合溶液过滤得到滤液二，将滤液二旋转蒸发至有晶体析出时停止旋转蒸发，用二氯甲烷对旋转蒸发后的滤液二重结晶，烘干后即得POSS。

6.根据权利要求5所述的一种基于激光熔覆解决石油管道焊接时防腐熔化失效的方法，其特征在于：所述POSS的制备方法中，三氯化铁、乙烯基三氯硅烷、碳酸钙、氯化钙的重量比为4:2.5:1:1。