[發明專利]一種堆焊預制內補口雙金屬管道的雙金屬焊接施工工藝方法

有效

• 申請號: 201910911220.2
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN112548276B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 李風;王亭沂;陳健飛;冷傳基;張瑾;穆學杰;田黎明
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術檢測中心;勝利油田檢測評價研究有限公司
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/04;B23K9/18
• 代理公司: 北京中慧創科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11721
• 代理人: 由元

本發明屬于堆焊預制內補口雙金屬管道的焊接領域，尤其是一種堆焊預制內補口雙金屬管道的雙金屬焊接施工工藝方法，采用雙U型對接坡口、通過熔化焊使預制內補口層鈍邊熔合形成根焊焊層，實現耐蝕合金預制內補口層的可靠連接、通過對堆焊熔合區金屬的熔化流平形成過渡焊層，實現向低碳鋼焊層的過渡、通過低碳鋼焊材在焊縫中的填充蓋面完成焊縫焊接；利用該方法完成的雙金屬焊縫解決了低碳鋼焊材無法焊接不銹鋼母材的技術難題，避免了預制內補口耐蝕合金層熔入低碳鋼成分引起電化學腐蝕的風險，保證了焊縫的物理和化學性能；該工藝對于耐蝕合金預制內補口內防腐管道的推廣應用、提高管道壽命具有重要作用。

技術領域

本發明涉及堆焊預制內補口雙金屬管道的焊接技術領域，尤其涉及一種堆焊預制內補口雙金屬管道的雙金屬焊接施工工藝方法。

背景技術

在腐蝕介質管道輸送中，需要對管道內壁進行防腐蝕處理，以提高管道壽命，但管道對接焊接熱輸入使焊口內壁的防腐涂層受到破壞，通常需要在管端內壁通過耐蝕合金堆焊和耐蝕合金焊縫來實現內防腐層的連續；目前國內對耐蝕合金堆焊預制內補口管道的焊接通常采用內襯不銹鋼復合管的焊接方法：即通過不銹鋼焊材來焊接，在實際焊接施工時，由于掌握雙金屬復合管不銹鋼焊接技能的焊工較少，以及普通坡口型式在焊接時難以避免母材低碳鋼成分在焊縫中的熔入，容易造成內焊縫存在低碳鋼夾雜，當輸送導電介質時會因為雙金屬電位差而引起電化學反應，降低焊縫的耐腐蝕性能，這種情況在根焊焊層被“燒穿”的時候尤其嚴重，且難以避免；

還有一種是采用雙金屬分層焊接的方法，即：首先采用不銹鋼焊材將耐蝕合金層焊接熔合，然后在根焊焊層上采用低碳鋼焊材焊接低碳鋼母材，最后形成雙金屬焊縫；這種方法在射線檢測時表現為“未焊透”，其原因在于兩種金屬熔點和材質以及物理、化學性能的差異，使低碳鋼焊材無法焊接不銹鋼母材(或不銹鋼根焊焊層)，且在進行力學性能試驗時也無法達到合格標準。

目前還沒有一種雙金屬過渡焊接材料，即能夠與耐蝕合金堆焊層熔合形成焊層，又能夠使普通低碳鋼焊材與該焊層熔合形成焊層，因此難以解決雙金屬焊縫無法熔透的難題，所以，內焊層為不銹鋼材料，外焊層為低碳鋼材料，且相互間熔合良好的雙金屬焊縫在實踐中無法實現。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在雙金屬焊縫無法熔透的缺點，而提出的一種堆焊預制內補口雙金屬管道的雙金屬焊接施工工藝方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種堆焊預制內補口雙金屬管道的雙金屬焊接施工工藝方法，通過在耐蝕合金堆焊預制內補口鋼管管端加工上、下雙U型坡口如(圖1)所示，其中底層坡口的鈍邊處全部由堆焊耐蝕合金構成，坡口面由堆焊熔合區金屬構成，該坡口面的金屬合金成分因堆焊引起的“稀釋”而包含一定比例的低碳鋼成分，該比例隨“熔深”而發生變化(以下簡稱堆焊稀釋合金)；而上U型坡口面則全部由低碳鋼母材構成；

在焊接施工時，采用脈沖氬氣電弧將無間隙對接的鈍邊熔化形成由耐蝕合金堆焊層構成單面焊雙面成型的根焊焊層，通過耐蝕合金焊縫和預制耐蝕合金內補口層以及預制的內防腐涂層連接，實現了內防腐層的連續如(圖2)所示；

然后再通過氬氣電弧經鎢極擺動將下U型坡口面熔化流平且與根焊焊層熔合在一起形成過渡焊層如(圖3)所示，過渡層的合金成分中含有一定比例的耐蝕合金成分，能夠與耐蝕合金層有效熔合；也含有一定比例的低碳鋼成分，可以與低碳鋼熔敷金屬可靠熔合；

最后通過低碳鋼焊條電弧焊或其他焊接方法在過渡層上進行填充、蓋面焊層的焊接，完成耐蝕合金堆焊預制內補口管道的對接焊接；

該工藝方法完成的焊縫性能可以達到相關標準的規定；

這是一種無需填充耐蝕合金焊材，焊縫由雙金屬構成的耐蝕合金預制內補口管道的焊接工藝方法；

當采用全位置自動焊接時，上述焊接過程可以一次完成；