双金属复合管焊接技术分析

双金属复合管的焊接接头结构复杂,焊接难度较大。通过对双金属复合管端面处理工艺和对接焊接工艺分析,提出了端部堆焊工艺较端部封焊工艺易于焊接但不够经济的现状,指出对于薄壁小直径双金属复合管道的焊接宜采用合金焊丝对接焊工艺,而对于厚壁大直径双金属复合管道则宜采用过渡焊方法焊接。另外,还分析了当前的焊接评定标准,强调了制定适宜复合管的焊接工艺评定标准的必要性。     

双金属复合管焊接工艺研究

为了介绍双金属复合管采用钨极氩弧焊和焊条电弧焊组合焊接方法,以及采用镍基填充材料各焊层的焊接工艺参数及操作要点,以L245N/316L钢级Φ168.3 mm×（11+2） mm双金属复合管为例,详细介绍了双金属复合管的焊接工艺,包括焊接工艺参数、封焊及组对、焊接方式以及焊后检验返修等。并发现通过焊前检查、焊接操作过程的控制、焊后的清理等工序,可以有效防止焊接缺陷的产生,保证了双金属复合管的焊接质量。     

双金属复合管焊接技术探讨

针对双金属复合管焊接时易产生层间未熔合或夹渣、主要合金元素烧损、熔池金属塌陷形成焊瘤、背面氧化成形不良、焊缝周围碳原子迁移影响防腐效果等焊接缺陷,结合双金属复合管的结构特点及国内外焊接技术应用现状,分析了双金属复合管的焊接原则、管端设计、焊接方法、焊接材料选取、坡口设计以及工艺控制要点,并对其焊接相关技术发展趋势进行了探讨。最后指出双金属复合管在进一步发展其高效焊接及检测技术的同时,应建立适合于双金属复合管结构特点的耐蚀性能评价体系。     

双金属复合管焊接工艺研究

为对比全部采用Ni625焊丝焊接与分层焊接(采用Ni625焊丝打底、316L焊丝过渡及J507焊条填充盖面焊接)2种工艺的冶金复合管焊接接头性能,采用电化学测试和电子探针对焊接接头内壁耐蚀性和主要元素分布进行分析,对焊接接头的力学性能进行了测试。研究结果表明,2种焊接工艺均可以得到力学性能优良的焊接接头;分层焊接工艺中过渡层的合金明显被稀释,而不锈钢层合金含量变化不大,这说明过渡层对打底层起到了很好的保护作用;2种工艺焊接接头内壁比20#钢的耐蚀性能良好,并且2种工艺焊接接头内壁耐蚀性相差不大。最后指出分层焊接工艺可以取代全部采用Ni625焊丝焊接工艺进行复合管焊接。     

内衬316L双金属复合管环焊焊缝失效原因分析

针对双金属机械复合管对接环焊缝的刺漏问题,对某油田现场服役的内衬316L双金属复合管问题管段进行取样,并从焊缝横截面各区域微观组织、化学成分、抗晶间腐蚀性能等方面进行了研究。研究结果表明,对接环焊缝打底焊道的热影响区晶粒粗大,对接环焊缝打底焊道熔合线附近区域主要耐腐蚀合金元素被稀释是双金属机械复合管对接环焊缝发生刺漏的主要原因。最后给出了预防刺漏发生的措施,即通过降低打底焊热输入量,提高管端尺寸精度,增加过渡层厚度且减小第一层填充焊热输入量的方法可有效预防刺漏问题的发生。     

双金属复合管的施工焊接技术

结合西气东输主力气源地新疆油气田双金属复合管的成功应用实例,介绍了双金属复合管的施工及焊接技术,该技术综合采用了特殊的坡口形式、焊接工序、焊接方法、焊接材料等工艺方法,解决了焊接难题,提出了常见缺陷的消减措施,为后续复合管在酸性高压腐蚀介质条件下的推广应用及施工提供技术参考。     

双金属复合管焊接工艺工程实践

各种酸性有害介质的腐蚀是困扰许多油气田开发的一项难题,近年来,国内外逐渐采用双金属复合管替代传统低碳钢管、低合金钢管和不锈钢管。新疆克拉苏气田克深5区块试采集气干线管道工程,管道长度33.08 km,施工中采用镍基焊材较好地解决了各种酸性有害介质造成的管道焊道的腐蚀穿孔问题。介绍了双金属复合管管道工程焊接工艺评定、工程焊接工艺参数、管内充氩装置、焊接操作要领、工程焊接注意事项、双金属复合管常见焊接缺陷及防止措施、工程实际焊接效果等内容。工程实践表明,自2015年6月开工至2016年3月,共完成焊口1 637道,焊接一次合格率为94.65%;全线施工焊接的15处金口,22处连头,均一次焊接合格。     

机械式双金属复合管焊接过程数值模拟

针对目前国内外双金属复合管焊缝失效较多的情况,通过有限元分析软件ANSYS,运用其热源加载、移动及生死单元技术实现了焊接过程的模拟,从而探索焊接残余应力对焊缝失效的影响。运用间接法,先模拟出焊接时焊缝的温度场,再将温度场加载至单元计算应力场,得出焊缝的应力分布曲线。分析发现,焊缝区最大应力为拉应力,最大应力值虽未超过材料的屈服极限,不是焊缝失效的直接原因,但对焊缝腐蚀有诱导作用。通过有限元技术对复合管对接焊时的应力分布进行了数值仿真分析。其结果对对接焊接的工艺设计有一定的理论指导作用。     

双金属复合管现场焊接施工的质量控制分析

以新疆克拉苏气田克深5区块试采集气干线管道工程为背景,介绍了双金属复合管焊接应用实例,包括焊接工艺的选择、焊接工艺参数的确定、焊缝的力学性能等。分析了现场施工注意事项,并提出了现场焊接操作工序的质量控制可行性建议等内容。通过工程实践检验,自2015年6月开工至2016年10月完工,完成各种管径焊缝共计2 357道,合格率为98.65%,焊接质量得到了有效验证,为后续双金属复合管在酸性腐蚀介质条件下的施工及应用提供技术参考。     

在役双金属复合管道失效机制及控制措施分析

双金属复合管被认为是解决高腐蚀性气田地面集输管线腐蚀问题的一种相对安全和经济的办法,但目前国内应用过程中发生了多起失效案例。针对近年来316L内衬机械复合管发生环焊缝开裂、环焊缝腐蚀和衬层塌陷三类典型失效问题,分析失效原因,梳理失效风险,剖析了失效风险控制面临的挑战问题和提出可行性的解决措施。分析指出,316L内衬机械复合管存在双层结构和结合强度低的固有特性,衬层塌陷失效风险不可避免,使用的主要对接焊接工艺不够成熟,焊接失效隐患将会长期存在。进一步明确了可行的316L内衬机械复合管失效风险控制技术,基于肯特打分的半定量风险评估与开挖检查,可作为主要失效控制手段之一,同时内部涡流检测和漏磁检测技术集成已能够检出大面积的金属损伤,为双金属复合管开展内检、排查失效风险提供了可能。     

双金属复合管离心浇铸缺陷原因探析

为了提高离心浇铸双金属复合管产品质量,采用Φ114.3 mm×(16.0+3.0) mm碳钢/镍基双金属复合管管坯为研究对象,针对双金属复合管离心浇铸生产中产生的管坯壁厚不均匀、基层裂纹等缺陷,从理化性能、离心浇铸转速、离心浇铸温度等方面进行了分析。分析结果表明,离心浇铸转速较低是造成管坯离心浇铸质量问题的主要原因。根据研究结果,将离心浇铸转速由原来的700 r/min提高至900 r/min后再次进行生产,产品理化性能、外观及几何尺寸、无损检测结果均符合要求。     

镍合金复合管弯头的焊接

为了解决大直径、厚壁镍合金复合管焊接性差的问题,以Φ 600 mm×（36+3） mm镍合金复合管（Q245R+N08825）弯头为研究对象,通过优选焊接方法、坡口形式和焊接顺序,确定了合理的焊接工艺和参数。对该焊接工艺所焊接头进行了化学成分和力学性能检测。结果表明,该焊接接头的力学性能符合标准规范要求,抗氢致开裂和应力腐蚀开裂性能良好,说明该焊接工艺技术所焊接头能满足高含硫气田的使用条件。     

金属复合管生产技术综述

对金属复合管的生产技术进行了比较全面的介绍，指出不论是传统的轧制、挤压、堆焊等方法，还是新型的离心铸造、热剂焊或电磁压接方法，都各有优缺点，应根据覆层材料和服役环境等具体情况选择合适的制造方法。     

双面螺旋埋弧焊外焊裂纹产生原因及预防

通过对厚壁双面螺旋埋弧焊管生产中外焊裂纹产生原因的分析以及生产实践摸索,指出最佳成形系数应在1.4～1.6之间,,并提出了控制焊缝成形系数的一些具体措施,对生产实践有一定的指导意义.     

螺旋焊管内焊双丝焊装置的设计与应用

根据螺旋焊管内焊双丝焊工艺的特殊性,研制了一套内焊双丝焊装置,该装置由焊丝对缝跟踪机构、焊臂支撑导向机构、送丝系统、调节机构及导电焊炬等组成。装置结构紧凑,调整方便,工作稳定可靠,可应用于直径大于559mm厚壁钢管内焊双丝焊接。     

铝合金螺旋焊管双面双弧TIG焊接技术

为了得到较高焊接质量的铝合金螺旋焊管,提高焊接效率,采用新型双面双弧脉冲波控TIG焊接技术对6 mm、7 mm、8 mm、10 mm高强耐蚀铝合金板材进行了焊接试验,并对所焊试样的焊接接头进行了射线和金相检测。检测结果表明,采用双面双弧脉冲波控TIG焊接工艺,焊缝成形美观,无气孔、夹渣、焊瘤、咬边等缺陷;焊缝内部质量、金相组织符合标准规范要求。     

螺旋埋弧焊管内焊双丝焊工艺参数的优化

随着石油及天然气输送管道建设高峰的到来，螺旋焊管朝着大口径、厚壁及高强度的方向发展。为提高生产效率，内焊双丝焊工艺得到普遍应用。与内焊单丝焊相比，双丝焊的优势主要表现为：减少了单丝焊中常见的咬边等外观缺陷，焊缝质量好；提高了焊接速度，适应钢管的高速焊接。但内焊双丝焊对气孔和夹渣比较敏感，容易因前后丝错位而产生焊偏现象。通过对内焊双丝焊工艺参数的优化，可以扬长避短。实现螺旋埋弧焊管的高速高质焊接。     

焊管CO2气体保护焊单面焊双面成型焊接工艺

着重介绍了焊管CO2气体保护焊单面焊双面成型的焊接工艺、焊接规范、施焊要点以及必要的试验数据等，所编制的焊接工艺切实可行，且经济可靠，为今后类似的焊管焊接提供了参考依据。