[发明专利]大壁厚不锈钢/碳钢层状结构复合管材的制备方法

说明书

本发明公开了一种大壁厚不锈钢/碳钢层状结构复合管材的制备方法，具体按照以下步骤实施：1、将不锈钢层和碳钢层通过真空封焊、热轧、连续控轧控冷方式制备成层状结构冶金复合板；2、对步骤1得到的冶金复合板进行破口加工；3、将经步骤2破口加工的冶金复合板制成管状；4、采用激光+冷金属过渡复合焊和埋弧自动焊工艺方法在相应破口处进行焊接，制成大壁厚不锈钢/碳钢层状结构复合管材，其中焊接过程对不锈钢层焊缝熔池长250mm、宽20mm范围内进行惰性气体保护，不锈钢层焊缝熔覆金属宽度为5～10mm，碳钢层焊缝熔覆金属宽度为10～30mm，余高为1～3mm。通过本发明方法制备复合管材的效率更高，得到的复合管材焊缝性能更好。

技术领域

本发明属于复合管材制备技术领域，涉及大壁厚不锈钢/碳钢层状结构复合管材的制备方法。

背景技术

不锈钢/碳钢层状结构冶金复合管材，具有优良的界面结合强度，综合力学性能，能避免分层、塌陷等质量问题；最重要的是内层不锈钢具有优良抗腐蚀性能，一般酸性环境均能安全服役，且能满足腐蚀性介质储运要求，最大限度地实现材料的优势互补，显著降低管道建设成本，提高管道耐蚀性和安全可靠性，在各领域有非常巨大的市场价值和经济效益。

例如，城市饮用水，由于输送管材的腐蚀性问题，容易造成生活饮用水水质的二次污染，出现黄水、黑水等现象，严重影响市民的身体健康，为此我国全面实施的最新《生活饮用水卫生标准》和《城市给水工程规划规范》对城市饮用水水质和管网工程建设规划提出了新要求，将促使市政管网建设及改造更新工作加快发展。不锈钢/碳钢层状结构冶金复合管材的开发和应用，将有力保障生活饮用水的高品质，将有效解决我国超级大城市发展面临的高品质生活饮用水供给问题。对于城市间给、排水管网工程建设，不锈钢/碳钢层状结构冶金复合管材是一种极具生命力的新型供水管材，其具有内防腐、使用寿命长、运行安全可靠等众多优点。另外，在能源化工领域，不锈钢/碳钢层状结构冶金复合管材的开发和应用，将很好解决我国酸性油气田能源的开采、集输和炼化中出现的储运设备腐蚀失效等问题，为国家油气开采和管网建设提供支撑。

目前，制管行业对于大壁厚不锈钢/碳钢层状结构复合管材的生产制备，多采用TIG和SAW方法，即SAW焊接碳钢层，TIG焊接不锈钢层，焊接方法单一，焊接工艺适应性较差，焊接质量不稳定，焊缝性能多因热积累而变差，尤其体现在焊缝的韧性性能和抗晶间腐蚀性能上。例如，对于大壁厚N08825/X65Φ610mm×(3+17.5)mm×8000mm奥氏体不锈钢/碳钢层状结构复合管材的焊接生产制备，其管线钢层采用SAW焊接，复合层不锈钢采用TIG焊接，较低的TIG焊接效率(平均焊速80～120mm/min)将严重制约复合管材的生产制备，8500mm的管材，仅焊接就需要约1.5天时间。

发明内容

本发明的目的是提供大壁厚不锈钢/碳钢层状结构复合管材的制备方法，解决了现有技术中存在的焊接效率低，焊缝质量和性能差的问题。

本发明所采用的技术方案是，大壁厚不锈钢/碳钢层状结构复合管材的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将不锈钢层和碳钢层通过真空封焊、热轧、连续控轧控冷方式制备成层状结构冶金复合板；

步骤2、对步骤1得到的冶金复合板进行坡口加工；

步骤3、将经步骤2破口加工的冶金复合板制成管状；

步骤4、采用激光加冷金属过渡复合焊和自动埋弧焊(SAW焊)在对应破口处进行焊接，制成大壁厚不锈钢/碳钢层状结构复合管材，其中焊接过程对不锈钢层焊缝熔池长250mm、宽20mm范围内进行惰性气体保护，不锈钢层焊缝熔覆金属宽度为5～10mm，碳钢层焊缝熔覆金属宽度为10～30mm，余高为1～3mm。

本发明的特点还在于：