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1、双金属复合管的施工焊接技术第28卷第6期2010年12月天然气与石油NaturalGasAndOilVo1.2&No.6Dec.2010双金属复合管的施工焊接技术许爱华，院振刚，杨光，张靖，张鲍鹏,朱力挥仲国石油塔里木油出公司，新疆库尔勒841000)摘要:结合西气东输主力气源地新疆油气田双金属复合管的成功应用实例,介绍了双金属复合管的施工及焊接技术，该技术综合采用了特殊的坡口形式，焊接工序，焊接方法,焊接材料等工艺方法，解决了焊接难题,提出了常见缺陷的消减措施，为后续复合管在酸性高压腐蚀介质条件下的推广应用及施工提供技术参考.关键词:
2、双金展;复合管;复合管焊接;复合管工艺评定文章编号:1006-5539(2010)06-0022-07文献标识码:B1项目背景在石油天然气田开发中,各种酸性有害介质的腐蚀问题是困扰许多油气田开发的一项难题，四气东输工程主力气源主要来自于新疆塔里木气区的牙哈凝析气田，克拉2气田，英买力凝析气田群，迪那2气出等，而这些气出都不同程度的含有CO,C1一等腐蚀介质，传统上解决这一难题的方法通常有两种:一是为了降低建设成本，采用碳钢或低合金钢管加缓蚀剂，脱水等方式减缓腐蚀速率，这种方法容易造成意外腐蚀，维护工作量大，隐性成本较高;二是采用纯不锈钢
3、材料，这种方法投资大,目前只能依赖进口,如克拉2气田集气管线选用进口22Cr钢管.近年来，国内外逐渐采用双金属复合管替代传统材料和不锈钢，节约投资并提高了油气田运营的安全稳定性;牙哈凝析气［□的改造屮率先采用了双金属复合管J,并在迪那2气田的建设中得到了大规模的推广应用，填补了国内复合管应用于高压酸性气田的空白.牙哈气田集输工程和集中处理厂于2000年建成，是西气东输的主力气源，单井原料气屮,C1一含量为115900mg/L,CO,含量为0.5%〜1%，产生0.25MPa分压，工程建设时选用的是20#钢管，设计压力为30MPa,从200
4、3年开始出现管道腐蚀穿孔，到2005年发生管道爆裂30多次，严重影响油气田的正常运转,最后工程技术人员经过论证，尝试采用双金属复合管⑶6L+20#）代替20#13J,2008年检修时，工程技术人员取复合管管段试样，结果显示表面光亮未见点蚀.辿那2气田是目前国内陆上最大的凝析气田，于2009年6月30Et建成并顺利投产，气HI水屮cl一含量最高为59000m#L,存在点蚀和氯化物应力腐蚀.CO含量0.35%,地面部分CO分压为0.046MP%温度达到29.46〜64.95°C,处于CO和cl一腐蚀加剧的敏感区域内，在20km集输计量管道和
5、15km单井支线的建设屮,大规模采用了材质为L245+316L的复合管，其316L衬层厚度为2mm,管道直径为114111m和168mln,很好地解决了C1―co,造成的腐蚀穿孔问题，并节省了大量投资.2焊接难题双金属复合管以碳素钢管或合金钢管为基管，在其内表面覆衬一定厚度（一般为2〜3mm）的不锈钢,钛合金，铜，铝等耐蚀合金属制造的复合管，这种特殊的结构形式，使其兼顾碳钢的耐压性和不锈钢的耐蚀性以及相对不锈钢价格低廉的特点，其突出的性价比和耐蚀性能,使它在石油及天然气工业，供水工程，化学工业等行业具有广泛的应用前景.收稿日期:2010
6、-08-02作者简介:许爱华（1981一），男，河南周口人，学士，主要从事油田基本建设和项冃管理工作.第28卷第6期许爱华,等:双金属复合管的施工焊接技术23但是该材料焊接有许多技术特点，工艺参数和现场措施对接头的组织和性能有很大影响，由于生产工艺的限制，目前国内主要采用”金属管道爆燃加衬技术”或者液压复合技术，其基层和衬层间的结合完全是机械结合，未达到冶金结合，基层和衬层间会有一定的缝隙，其特殊的结构形式导致焊接时层间未熔合或夹渣,主要合金元素易烧损，熔池金属塌陷形成焊瘤，焊缝背面氧化成型不良，焊缝周围碳原子迁移影响防腐效果等焊接缺陷
7、，并且口前国内无法生产复合管的弯头，必然存在两种钢或多种钢的焊接，因此解决复合管的焊接难题是其大规模推广应用的关键.工程技术人员与四川焊培中心技术人员经过大量的科研试验和技术攻关，充分地分析了异种金属焊接上带来的强度，塑性和韧性，以及主要合金元素烧损和稀释,焊缝区域碳原了迁移等难题，摸索出一整套复合管的焊接技术•该技术创新的采用了特殊的坡口形式，先封焊后根焊的焊接工序，预焊定位块保证对口间隙的焊接方法,药芯焊丝材料，气体保护等，解决了焊接技术难题,并提岀了常见缺陷的消减措施，为后续复合管的施工提供技术参考.3复合管坡口3.1坡口接头形式
8、坡口的接头形式对焊接工艺评定影响很大，由于国内复合管釆用的牛产形式，无论是爆炸复合还是液压复合，都属于机械式复合，基层和衬层未达到原子或分子间的结合，它们之间有一定的间隙，如果采用常规的坡口形式（见图1）焊
