[發(fā)明專(zhuān)利]保障海底管線鋼管接頭綜合性能的多絲埋弧焊焊接工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310363373.0
• 申請(qǐng)日: 2013-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103433604A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳延清;郭占山;張熹;劉宏;齊建;鞠建斌;張飛虎;牟淑坤;董現(xiàn)春;張楠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 首鋼總公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23K9/18
• 分類(lèi)號(hào): B23K9/18;B23K9/173;B23K33/00
• 代理公司: 北京華誼知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于管線鋼焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種保障海底管線鋼管接頭綜合性能的多絲埋弧焊焊接工藝，適用于28.8mmX65MS海底管線鋼的焊接。

背景技術(shù)

管線運(yùn)輸是長(zhǎng)距離輸送石油和天然氣最經(jīng)濟(jì)、合理的運(yùn)輸方式。海底管線管作為管線鋼管中的一種,主要是供酸性環(huán)境服役的海底管線、陸上地面集輸管線用鋼管。由于工作環(huán)境的特殊性，要求其具有高強(qiáng)度、高的低溫止裂韌性以及良好的焊接性．對(duì)特殊地區(qū)的管線鋼管還要求其具有抗H2S腐蝕及抗大應(yīng)變的能力。對(duì)鋼管接頭各項(xiàng)機(jī)械性能的要求更為嚴(yán)格，例如國(guó)外某條海底管線鋼選用28.8mm的X65MS管線鋼，要求鋼管接頭的抗拉強(qiáng)度≥530MPa，焊縫金屬、熔合線、焊接熱影響區(qū)-30℃沖擊吸收功均值≥45J，單值≥38J，焊接接頭各部位的維氏硬度HV10≤248。

此條管線鋼的管徑為Φ813mm，鋼管最大壁厚為28.8mm，厚徑比大為0.0354，屬于厚徑比大的埋弧焊管，不僅鋼管成型難度大，同時(shí)增加了制管焊接的難度。國(guó)內(nèi)制管廠用于制管的埋弧焊絲主要有焊接X(jué)70及以下級(jí)別管線鋼的H08C焊絲（H08MnMoTiB）和焊接X(jué)70管線鋼的BGH06H1，以及由H08C演變的其他埋弧焊絲。H08C焊絲匹配SJ101G焊劑焊縫金屬具有優(yōu)良的綜合性能，不僅具有較高的抗拉強(qiáng)度和良好的低溫韌性，而且還具有良好抗H2S腐蝕和氫致開(kāi)裂性能，因此用戶在制管過(guò)程中選用H08C焊絲匹配SJ101G焊接X(jué)65MS。在焊接評(píng)定過(guò)程中，鋼管接頭強(qiáng)度、冷彎、沖擊性能滿足工程的技術(shù)要求，但內(nèi)焊縫硬度超過(guò)了工程技術(shù)要求的248。為了降低內(nèi)焊縫的硬度，提高焊接熱輸入后，接頭硬度滿足了技術(shù)要求，但焊縫金屬和熔合線的沖擊韌性顯著下降，而且沖擊吸收功的離散度加大。

因此，通過(guò)優(yōu)化坡口角度和焊材的不同匹配提出了一種滿足厚徑比為0.0354海底管線對(duì)鋼管焊接接頭綜合性能有苛刻要求的多絲埋弧焊工藝，具有著重要的工程實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種保障海底管線鋼管接頭綜合性能的多絲埋弧焊焊接工藝，解決了28.8mmX65MS管線鋼在制管過(guò)程中焊縫金屬和熔合線沖擊功和接頭硬度不能滿足工程技術(shù)要求的問(wèn)題；而且經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、易行，有利于推廣。

由于海底管管工作環(huán)境的特殊性，要求其管線鋼用鋼不僅具有高強(qiáng)度、高的低溫止裂韌性以及良好的焊接性．對(duì)特殊地區(qū)的管線鋼還要求其具有抗H2S腐蝕及抗大應(yīng)變的能力。對(duì)鋼管接頭各項(xiàng)機(jī)械性能的要求更為嚴(yán)格，要求鋼管接頭的抗拉強(qiáng)度≥530MPa，焊縫金屬、熔合線、焊接熱影響區(qū)-30℃沖擊吸收功均值≥45J，單值≥38J，焊接接頭各部位的維氏硬度HV10≤248。本發(fā)明要解決的問(wèn)題是通過(guò)優(yōu)化坡口角度和焊材的不同匹配提出了一種經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、易行，滿足厚徑比為0.0354海底管線對(duì)鋼管焊接接頭綜合性能苛刻要求多絲埋弧焊工藝。具體工藝步驟如下：

(1)?采用熔化極氣體保護(hù)焊進(jìn)行預(yù)焊打底；匹配的焊接材料為JM-58，焊絲直徑為1.6mm；采用三絲埋弧自動(dòng)焊完成內(nèi)、外焊縫的焊接，焊絲選用H08C焊絲和H08E，焊絲直徑Φ4.0/Φ3.2mm，焊劑為SJ101G。H08C焊絲匹配SJ101G焊劑熔敷金屬的力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度≥620MPa，屈服強(qiáng)度≥575MPa，伸長(zhǎng)率≥27％，-20℃沖擊功≥111J，-40℃沖擊功≥64?J；

(2)?接頭處開(kāi)雙面對(duì)稱X型坡口，坡口角度在制管生產(chǎn)線允許的范圍內(nèi)盡可能的小，以提高母材的熔合比，通過(guò)母材對(duì)焊縫金屬稀釋來(lái)保障接頭的綜合性能，故坡口角度選用60°～70°，留8-10mm鈍邊；

(3)?施焊前采用機(jī)械處理方法將坡口表面清理干凈，去除油污和鐵銹；

(4)?內(nèi)焊縫焊絲的選用為1絲和2絲選用H08C焊絲，焊絲直徑為Φ4.0mm，3絲選用H08E焊絲，焊絲直徑為Φ3.2mm；外焊縫所有焊絲均選用H08C焊絲，1絲和2絲焊絲直徑為Φ4.0mm，3焊絲直徑為Φ3.2mm；

（5）施焊時(shí)內(nèi)焊縫焊接工藝參數(shù)為，1絲電流/電壓為：1150A/38-39V，2絲電流/電壓為：800A/39-40V，3絲電流/電壓為：650A/42-44V，焊接速度700～1000mm/min；施焊時(shí)外焊縫焊接工藝參數(shù)為，1絲電流/電壓為：1250A/38-39V，2絲電流/電壓為：850A/41-43V，3絲電流/電壓為：750A/43-45V，焊接速度800～1000mm/min。