[发明专利]复合油管的制造方法及合缝装置

说明书

本发明公开了一种复合油管的制造方法及合缝装置，其包括由机器视觉系统控制的脉冲电流施加装置；在合缝过程中，机器视觉系统能够实时跟踪判断管坯变形抗力最大的地方，从而调整脉冲电流施加电极的位置，实现在管坯变形抗力最大的地方通入脉冲电流，实现智能化控制，降低了其变形抗力，减少了应力集中产生的裂纹，减小了合缝装置施力机构的挤压力，更好地保证合缝效果；本发明的复合油管采用冶金复合钢板、成型、焊接的制造方法，结合强度高，综合性能优异，能够适应高温、高压、高腐蚀的恶劣环境，降低含酸性气油气田的开采成本。

技术领域

本发明属于油管生产领域，特别涉及一种复合油管的制造方法及合缝装置。

背景技术

随着对能源需求的日益增长，对油气田的开采逐渐向深井、高腐蚀环境方向发展。含酸性气如H₂S，CO₂，Cl^-等的油气田，常常处于深井、高温、高压、高腐蚀的恶劣环境，因此对于油井管的高温高压抗腐蚀性能要求非常高，有时为了满足生产需求需要采用整体耐蚀合金甚至镍基合金管道，成本高。为了降低开采成本，延长管道的使用寿命，针对高H₂S、CO₂油气田的严重腐蚀问题开展了技术攻关，研究结果表明，使用耐蚀合金复合管是解决上述腐蚀问题相对安全和经济的途径之一。

与单一材料相比，复合管同时具有基层和覆层材料各自的特点。其中，基层材料满足强度和刚度的要求，覆层材料则实现抗腐蚀和耐磨损的作用。按结合方式，复合管可分为两类：机械结合和冶金结合方式，都是先将两种或两种以上的单金属板材制成管坯，然后将加工好的管坯结合成复合管。

机械结合对外管内壁平整度的要求非常高，否则容易形成因结合不严造成脱空现象；冶金结合工艺复杂，两种金属属性不同，结合后过渡层易产生裂纹。采用冶金复合钢板或钢带与成型焊接工艺制造复合管，是近几年发展起来的复合管新的制造方法，但因为异种金属材料属性有差异，所以很难得到高质量的复合管。因此，优化制造方法，改善组织性能，获得界面结合性能优异的复合管成为目前亟待解决的重要问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种复合油管的制造方法及合缝装置，采用冶金复合钢板+成型焊接工艺制造复合管的方法，能改变板坯塑性，减小变形抗力，降低应力势差对成型过程的不良影响，减少了应力集中产生的裂纹，更好地保证了合缝效果，获得综合性能优异的复合油管。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是提供一种复合油管的制造方法，其特征在于，其包括如下步骤：

步骤S1，选材：复合油管内层为添加有防腐抗酸性能元素的不锈钢板材，外层为添加有防锈性能元素的不锈钢板材，内外层不锈钢板材的截面为相同的楔形状；

步骤S2，制备复合板：通过轧制将两块截面楔形状的不锈钢板材轧成复合板，轧制过程中利用脉冲电流施加装置通入脉冲电流；轧制结束后判断复合板强度是否达到要求，若不能达到要求则修改脉冲电流参数再次轧制，直至轧制出符合要求的复合板；

步骤S3，铣边和预弯：机器视觉系统实时采集步骤S2得到的复合板的截面图像，并实时计算复合板的板材弯曲回弹率s：

s＝[(ρ-ρ′)/ρ′]

其中，s为板材弯曲回弹率，ρ为板材发生回弹后的曲率半径，ρ′为弯曲半径；

将板材弯曲回弹率s与预设值△s进行比较，当板材弯曲回弹率s大于预设值△s时，通入脉冲电流；其中，△s＝(4r/t)，r为成品复合油管半径值，t为板材厚度；

步骤S4，成型：利用机器视觉系统计算板材曲率ρ，当板材曲率ρ值的大小在r～(1+3％)r范围内时，进行步骤S5；当板材曲率ρ值小于r或者大于(1+3％)r时，通入脉冲电流或调整脉冲电流的参数从而调整板材曲率ρ值的大小，直至板材曲率ρ值的大小在r～(1+3％)r范围内，进行步骤S5；