[发明专利]一种耐蚀合金复合管的骑坐式支管焊接工艺

说明书

本发明提供了一种耐蚀合金复合管的骑坐式支管焊接工艺，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：坡口加工：在待焊接的耐蚀合金复合管上制备第一孔，第一孔沿径向开设且贯穿基材层和耐蚀合金层，在支管上制备坡口；进行焊接：焊接前先通预定时间保护气，进行堆焊使堆焊完全层覆盖第一孔和基材层构成第一孔的部分，形成与支管相当的孔径；进行填充焊，使填充层将堆焊层与支管固定连接；其中，支管包括纯材支管和复合支管，复合支管具有与耐蚀合金复合管相同的结构和材质，堆焊层和填充层与耐蚀合金层材质相同。本发明具有能够有效避免内腐蚀性介质与基材层接触、提高管道的寿命及运输的安全性，且提高焊接成功率等优点。

技术领域

本发明涉及一种耐蚀合金复合管的骑坐式支管焊接工艺，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，耐腐蚀层和基材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。在使用过程中，需要将耐蚀合金管和支管焊接以便进行汇合或分流，但连接处容易出现焊接结构设计不合理、焊接接口处容易被腐蚀的问题，产生油气运输安全隐患。

因此，针对耐蚀合金管与支管的连接，需要提供一种结构合理的焊接结构和焊接工艺，以提高安全性。

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用于耐蚀合金复合管与支管焊接的接头结构。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骑坐式支管焊接工艺，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：在待焊接的耐蚀合金复合管上制备第一孔，所述第一孔沿径向开设且贯穿所述基材层和耐蚀合金层，在支管的待焊接端制备坡口；进行焊接：焊接前先通预定时间保护气，进行堆焊，使堆焊层覆盖所述第一孔并能够完全包覆基材层构成第一孔的部分，且形成具有与所述支管相当的孔径；进行填充焊，使所述填充层将所述堆焊层与所述支管固定连接；其中，所述支管包括纯材支管和复合支管，所述复合支管具有与所述耐蚀合金复合管相同的结构和材质，所述纯材直管的材质为耐蚀合金，所述堆焊层和所述填充层与所述耐蚀合金层材质相同；所述保护气为含氢混合保护气体，所述含氢混合保护气体由按体积比计1.0～4.0％的H₂和余量的Ar混合而成或者由1.0～4.0％的H₂、2％～5％N₂和余量的Ar混合而成。

在本发明的一个示例性实施例中，所述复合支管的待焊接端的坡口可包括圆柱状凸起部和圆台状凸起部，其中，所述圆柱状凸起部由耐蚀合金层远离基材层的部分形成，所述圆台状凸起由基材层和耐蚀合金层靠近基材层的部分形成。

在本发明的一个示例性实施例中，所述填充层将复合支管的圆柱状凸起部、圆台状凸起部以及邻近圆台状凸起部的部分均与堆焊层固定连接。