[发明专利]一种耐蚀合金复合管的X型坡口焊接工艺

说明书

本发明提供了一种耐蚀合金复合管的X型坡口焊接工艺，耐蚀合金复合管具有耐蚀合金层和基材层，所述焊接工艺包括步骤：在两根待焊接的耐蚀合金复合管连接端加工半X型坡口并组对形成X型坡口，所述X型坡口形成在耐蚀合金复合管的整个圆周方向，且沿其轴向截面呈第一X型坡口和与第一X型坡口对称的第二X型坡口，所述第一X型坡口包括上漏斗口、下漏斗口和过渡段，上漏斗口沿径向方向正置形成在基材层上，下漏斗口沿径向方向倒置形成在耐蚀合金层和基材层靠近耐蚀合金层的一部分上，过渡段连接上漏斗口和下漏斗口；焊接前先通一段时间保护气，随后对X坡口进行焊接。本发明具有有利于耐蚀合金复合管内焊接工艺的实施，节约填充材料用量等优点。

技术领域

本发明涉及一种耐蚀合金复合管的X型坡口焊接工艺，主要用在油气田内衬或内覆耐蚀合金(以下简称CRA)双金属复合管的焊接及无损检测技术领域。

背景技术

目前油气田开发项目中由于输送的石油、天然气内含较多腐蚀性介质，普通碳钢管无法满足防腐蚀性能要求，普通碳钢+缓蚀剂只是减缓了管道腐蚀的速率，纯不锈钢管因为造价过高无法大规模的推广。不锈钢内侧复合管充分利用碳钢在这一背景下，内衬或内覆耐蚀合金的双金属复合管凭借其价格低廉、综合力学性能好以及不锈钢抗腐蚀性能优异的特点，既满足严苛腐蚀工况的服役环境，又节约了大量贵重金属，从而降低成本、节约材料，其在石油化工、烟气脱硫、化工、环保等工业领域中展现出广泛的应用前景。

但由于双金属复合管特殊的构造，耐腐蚀陈层和基层的不同材料属性也给焊接成型方法带来了新的问题。例如，在焊接过程中，接头凝固过渡层的形成易导致焊缝金属中生成脆性相而使接头的塑韧性下降；接头界面合金元素碳的迁移使接头的力学性能和耐腐蚀性能下降等都是阻碍双金属复合管的焊接成型问题，导致焊接合格率低，返修率高。此外，坡口的结构、焊接前的预热、焊接过程中焊接速度、停保护气的时机、以及管口组对、保护气的成分等因素都会对焊缝质量造成影响。目前，在耐蚀合金复合管焊接中，主要采用“V”型坡口或者“U”型坡口。但是上述两种坡口形式在焊接过程中不利于耐蚀合金复合管内焊的焊接工艺的实施。而且，焊接时填充材料用量大，也不利于耐蚀合金复合管内焊的焊接工艺的实施。

综上，需要提供一种能够适用于耐蚀合金复合管焊接的坡口结构以及与该坡口结构相适应的焊接工艺方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。

例如，本发明的目的之一在于提供一种适用于耐蚀合金复合管焊接的坡口结构及焊接接头。又如，本发明的另一目的在于提供一种能够提高焊接成功率，降低返修率，提高焊接作业效率的焊接工艺。

为了实现上述目的，本发明提供了一种耐蚀合金复合管的X型坡口焊接工艺，所述耐蚀合金复合管具有耐蚀合金层和套装包覆在所述耐蚀合金层外的基材层，所述焊接工艺包括步骤：坡口加工：分别在两根待焊接的耐蚀合金复合管的连接端加工形成半X型坡口；形成X型坡口结构：将两根耐蚀合金复合管组对，使两个半X型坡口构成X型坡口，所述X型坡口结构形成在组对后的耐蚀合金复合管的整个圆周方向，且沿所述组对后的耐蚀合金复合管的轴向截面呈第一X型坡口和与第一X型坡口构成沿所述轴向对称的第二X型坡口，其中，所述第一X型坡口包括上漏斗口、下漏斗口和过渡段，所述上漏斗口沿径向方向正置形成在基材层上，所述下漏斗口沿径向方向倒置形成在耐蚀合金层和基材层靠近耐蚀合金层的一部分上，所述过渡段连接上漏斗口和下漏斗口；其中，所述组对采用内对口器组对或外对口器配合间隙桥块辅助组对；进行焊接：焊接前先通预定时间保护气，在管外采用与基材层材质相同焊条进行第一根焊层和填充焊层焊接；然后，在管内采用与耐蚀合金层材质相同的焊条进行第二根焊层、过渡层和耐蚀合金堆焊层焊接；其中，所述第一根焊层形成在部分或全部过渡段内，所述填充焊层形成在上漏斗口内，所述第二根焊层形成在剩下的部分过渡段内，所述过渡层形成在下漏斗口中靠近第二根焊位置且覆盖部分耐蚀合金层，所述耐蚀合金堆焊层形成在过渡层上。