[發明專利]一種雙金屬冶金復合直縫管及其制造方法

在審

• 申請號: 201710140767.8
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN108568462A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 陳小川;王典燦;曹靜;王志剛;陳國炳;候靜;相政樂;陳培新;武占文;曾明勇;陸娟;夏萬福;薛小軍
• 申請（專利權）人: 中海油能源發展股份有限公司;四川驚雷科技股份有限公司;海油發展珠海管道工程有限公司
• 主分類號: B21C37/08
• 分類號: B21C37/08;B23K33/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉玥

本發明公開了提供一種雙金屬冶金復合直縫焊管及其制造方法，步驟一，將基層鋼板與內覆層鋼板通過爆炸焊接的方式制成冶金復合板；步驟二，對所述復合板進行JCO成型制成復合管；步驟三，對所述復合管進行縱向焊縫的雙Y型復合坡口加工；步驟四，對所述復合管坡口采用GMAW方式進行基層對中預焊，焊接材料為CHW?60C；步驟五，對所述復合管坡口內外側基層采用SAW方式進行焊接，焊接材料為JW?9/995N；步驟六，對所述復合管坡口過渡層焊接采用GTAW進行焊接，焊接材料為GMS?309MoL；步驟七，對所述復合管坡口內覆層焊接采用GTAW進行焊接，焊接材料為GMS?316L，以解決現有海底管道耐腐蝕性差的問題。

技術領域

本發明屬于海底油氣輸送管道技術領域，具體涉及一種雙金屬冶金復合直縫管及其制造方法。

背景技術

在深海油氣田開發中，水下生產系統無法對所產油氣進行預先處理，含有CO₂和/或H₂S的高腐蝕性油氣介質直接進入海底管道進行輸送，而普通的碳鋼管和低合金鋼管無法滿足耐蝕性要求，為實現海底油氣輸送管線的長期安全穩定運行，必須采用高性能管材。

雙金屬復合管由于兼具碳鋼管的高強度與不銹鋼管良好的耐蝕性能，目前已成為國內外普遍認可的高性能特種管材。按照界面結合方式，雙金屬復合管可分為機械復合式和冶金復合式兩種，其中后者兩種材料間因實現了冶金結合，結合強度遠高于機械復合管。而由于我國深海油氣田開發較晚，對海底管道用雙金屬復合管的研究與開發較少，目前僅有西安向陽、上海海隆和珠江鋼管有限公司生產的雙金屬復合管(機械結合復合管)在海底管線上進行了工程應用，如崖城13-4項目、番禺35-1/2項目、平黃HY1-1/2項目，在使用過程中發現其存在以下問題：①管端必須進行封焊或堆焊處理，并對焊層進行加工，使用和維護成本極高；②海底管道外防腐施工過程中需對鋼管進行預熱，基、內覆層間隙中的水分和空氣受熱蒸發膨脹，容易導致管道失穩、分層和鼓包；③無法通過冷、熱加工制造彎頭等配件；④內覆層不能參與管道總強度評估，材料利用率低。

冶金復合管因其具有較高的界面結合強度和良好的冷、熱加工性能，可在很大程度上解決上述問題。因此，綜合考慮海底管道的服役環境、生產制造及整體施工情況，根據海上高腐蝕性油氣輸送介質對管道強度與耐蝕性的要求，開發適用于海底油氣輸送管道的雙金屬冶金復合管對海洋油氣資源開發具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題：針對深海高腐蝕性油氣田開發對油氣介質輸送的要求，提供一種雙金屬冶金復合直縫焊管及其制造方法，以解決現有海底管道用雙金屬機械復合管所存在的不足。

本發明的目的是通過以下技術方案來解決的：

一種雙金屬冶金復合直縫焊管的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，將基層鋼板與內覆層鋼板通過爆炸焊接的方式制成冶金復合板；

步驟二，對所述復合板進行JCO成型制成復合管；

步驟三，對所述復合管進行縱向焊縫的雙Y型復合坡口加工；

步驟四，對所述復合管坡口采用GMAW方式進行基層對中預焊，焊接材料為 CHW-60C；

步驟五，對所述復合管坡口內外側基層采用SAW方式進行焊接，焊接材料為 JW-9/995N；

步驟六，對所述復合管坡口過渡層焊接采用GTAW進行焊接，焊接材料為 GMS-309MoL；

步驟七，對所述復合管坡口內覆層焊接采用GTAW進行焊接，焊接材料為 GMS-316L。

所述步驟三中所述雙Y型坡口的坡口角度為80～90°，鈍邊深為3～5mm，基層碳鋼一側的坡口深度為7～9mm，內覆層一側留有4.5mm的凸臺。