[發(fā)明專利]一種陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的連接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611070044.7
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106735728B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱巍巍;姜海峰;崔佳;劉耀東
• 申請（專利權(quán)）人: 長春工業(yè)大學
• 主分類號: B23K9/028
• 分類號: B23K9/028;B23K9/16;C04B37/00;C03C29/00;C03C3/066;C04B35/10
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

本發(fā)明公開了一種陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的連接方法，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先對復(fù)合鋼管進行“V”型坡口加工，坡口角度為70?90°；然后在焊口兩側(cè)的陶瓷內(nèi)襯層上預(yù)制玻璃焊料并進行預(yù)燒結(jié)；預(yù)燒結(jié)后兩段鋼管對接裝配，并保證裝配間隙在0.05?0.2mm，之后進行電弧焊接；打底焊采用氬弧焊，填充和蓋面采用焊條電弧焊，并且打底焊和填充焊的時間間隔應(yīng)小于1min；氬弧焊工藝參數(shù)為：焊接電流80～120A，焊接速度5?10cm/min；焊條電弧焊工藝參數(shù)為：焊接電流90～120A，焊接速度5?10cm/min。本發(fā)明將玻璃封接和電弧焊接復(fù)合在一起，能夠在焊接外側(cè)鋼管的同時，實現(xiàn)內(nèi)襯陶瓷層之間的可靠連接。

技術(shù)領(lǐng)域:

本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的連接方法。

背景技術(shù):

在石油工業(yè)中，管道的腐蝕嚴重影響油、氣、水集輸系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。由于石油天然氣中含有大量H₂S、CO₂、Cl^-等腐蝕介質(zhì)，因此運輸管道的內(nèi)腐蝕問題十分突出。腐蝕破壞所引起的惡性事故會造成巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的社會后果。

陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管采用自蔓延高溫合成-離心法制備(中國專利，申請?zhí)?1139227.4)，該復(fù)合鋼管由三層組成：外側(cè)金屬層、過渡層、氧化鋁陶瓷層。陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管具有優(yōu)異的耐腐蝕、耐結(jié)垢、耐機械沖擊等性能，可有效解決石油工業(yè)中運輸管道的內(nèi)防腐問題，具有巨大的經(jīng)濟、社會效益。

然而，要想將陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管應(yīng)用于石油工業(yè)中，必須解決其連接問題以及連接接頭位置的防腐問題。傳統(tǒng)的電弧焊接僅能實現(xiàn)外側(cè)金屬層之間的冶金連接，而難以實現(xiàn)內(nèi)襯陶瓷層之間的連接，這將導(dǎo)致腐蝕介質(zhì)流入焊縫腐蝕鋼管。任峰德等(中國專利，申請?zhí)?01210573115.0)采用激光焊接陶瓷內(nèi)襯層、激光熔覆陶瓷層、氬弧焊過渡金屬層以及電弧焊金屬層實現(xiàn)了陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的可靠連接。楊膠溪等(中國專利，申請?zhí)?01510448405.6)首先對過渡層及陶瓷層進行激光深熔焊接，使過渡層及陶瓷層達到熔化對接，然后添加一種自熔性Ni基耐蝕合金粉末進行激光填粉焊接，最終實現(xiàn)了復(fù)合鋼管的高強度連接。但以上兩種連接方式中激光焊接成本較高，且激光焊接設(shè)備復(fù)雜，運輸、安裝、調(diào)試均十分不便。

發(fā)明內(nèi)容:

本發(fā)明的目的在于提供一種陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的連接方法，該方法成本低，實施簡便，特別是便于施工現(xiàn)場操作。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：

一種陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的連接方法，所述陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管由外至內(nèi)依次為外側(cè)低碳鋼金屬層、純鐵過渡層和內(nèi)襯陶瓷層，其中內(nèi)襯陶瓷層的組成為：Al₂O₃為80-90wt.％，F(xiàn)eAl₂O₄為5-10wt.％，SiO₂為1-5wt.％，殘余單質(zhì)Fe為1-5wt.％；該陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的連接方法包括如下步驟：

(1)坡口加工：對陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管進行“V”型坡口加工，坡口角度為70-90°，鈍邊為陶瓷層厚度，如圖1；

(2)玻璃焊料的預(yù)制：第一種方式為：將玻璃焊料制備焊料漿料后涂覆于焊口對應(yīng)的陶瓷層內(nèi)壁上；第二種方式為：在玻璃焊料中加入石蠟后軋制成柔性片狀焊料，并將該片狀焊料放置于焊口對應(yīng)的陶瓷層內(nèi)壁上；

(3)預(yù)燒結(jié)：對預(yù)制好玻璃焊料的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管進行預(yù)燒結(jié)處理，加熱溫度為500-550℃，升溫速度為5-15℃/min，保溫時間為20-30min，冷卻方式為隨加熱裝置冷卻或在空氣中冷卻；

(4)接頭裝配：兩根預(yù)燒結(jié)好的陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管按對接方式進行裝配，錯邊量小于0.5mm，間隙寬度為0.05mm-0.2mm；