[發(fā)明專利]一種高酸性氣田輸送管線焊接工藝

在審

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• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN105772971A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 周培山;王斌;崔成武;周翠;楊笠;李曉旭;盧金柱;楊振;白江虎
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02;B23K101/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 裴娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明創(chuàng)造涉及鋼管線焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高酸性氣 田輸送管線焊接工藝。

背景技術(shù)

隨著石油、天然氣需求的不斷增長，油、氣井的開采條件日趨惡 化、復雜，一些H₂S含量高的腐蝕環(huán)境嚴酷的油氣田相繼開發(fā)，促使 對適應這類酸性服役條件下的石油天然氣輸送用鋼管進行開發(fā)與生 產(chǎn)，因此，迫切需要對該類管線鋼的焊接工藝進行研究與完善。高含 硫氣田的勘探開發(fā)一直是天然氣工業(yè)面臨的重大難題之一，在我國廣 泛分布的天然氣資源中含硫氣田占相當大的比例。近30年來，中國天 然氣工業(yè)產(chǎn)量中，四川氣田產(chǎn)量最大，超過1.0×1011m³。然而，四 川大部分氣田都為含硫氣田，如在川東及川東北地區(qū)探明的天然氣中 高含H₂S、CO₂以及較高含量的硫醇等有機硫，因此，解決天然氣輸送 管線的腐蝕問題，是所有的設計者和建設者面臨的最大挑戰(zhàn)，同時又 是必須克服的難題。然而，油氣管道的應力腐蝕開裂往往起源于焊接 接頭區(qū)域，但在傳統(tǒng)上，應力腐蝕開裂的研究工作主要圍繞母材進行。 無論焊前預熱還是焊后熱處理均增加了現(xiàn)場焊接的難度，也增大了施 工成本。焊接技術(shù)的相對落后極大地阻礙了5Cr系抗CO₂腐蝕鋼應用。 管道焊縫的臨界應力腐蝕開裂應力比母材降低了近一半，證明焊縫比 母材的應力腐蝕開裂更為敏感，是油氣管道的薄弱環(huán)節(jié)。

發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容

本發(fā)明創(chuàng)造提出一種高酸性氣田輸送管線焊接工藝，焊接接頭具 有優(yōu)良的綜合性能和良好的沖擊韌性儲備，同時焊接接頭具有良好的 抗酸性腐蝕性能，使得管線鋼現(xiàn)場焊接施工條件得到改善，生產(chǎn)成本 降低。

本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種高酸性氣田輸送管線焊接工藝，

①對高酸性氣田輸送管線的焊接接頭進行打磨處理；

②對上述的焊接接頭進行點焊定位；

③對上述的焊接接頭預熱溫度和層間溫度進行控制；利用火焰加 熱，當層間溫度超標時，應讓其自然冷卻至規(guī)定值；

④對上述高酸性氣田輸送管線的焊接接頭進行鎢極氬弧焊根焊；

⑤進行熱焊道焊接，完成熱焊道焊接后，停止對位于管線內(nèi)部的 焊道背面的充氬保護；

⑥進行填充蓋面焊接；

⑦上述步驟完成后，對本高酸性氣田輸送管線進行檢驗。

進一步，步驟②之前，應將準備焊接的區(qū)域清理干凈，保證焊接 部位無油污、鐵銹、氧化層及其它污物。

進一步，對焊接部除銹時，需對管線鋼板邊兩側(cè)各80mm范圍內(nèi) 的母材進行除銹處理。

進一步，步驟②中點焊的焊縫長度在10-20mm之間。

進一步，步驟④中根焊層厚度≥3.0mm。

進一步，填充蓋面焊接焊接完成后進行退火處理，退火溫度≥ 600℃。

進一步，管線鋼板上的焊接坡口整體呈V型，坡口下半部開口 60°，上半部開口30°。

進一步，焊接時，采用低氫型堿性焊條。

采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果為：

本焊接工藝簡單，操作方便，焊接接頭具有優(yōu)良的綜合性能和良 好的沖擊韌性儲備，同時焊接接頭具有良好的抗酸性腐蝕性能，使得 管線鋼現(xiàn)場焊接施工條件得到改善，生產(chǎn)成本降低。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明創(chuàng)造實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案， 下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹， 顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明創(chuàng)造的一些實施例，對 于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明創(chuàng)造實施例中優(yōu)選的焊接工藝參數(shù)；

圖2為本發(fā)明創(chuàng)造實施例中焊后熱處理曲線；

圖3為本發(fā)明創(chuàng)造實施例中坡口形式示意圖；

圖4為本發(fā)明創(chuàng)造實施例中焊接材料的化學成分；

圖5為本發(fā)明創(chuàng)造實施例中焊接材料的力學性能參數(shù)。

其中：1-管線鋼板；2-焊接接頭；3-坡口。

具體實施方式