海底输气复合管道焊接工艺.pdf

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1、第４４卷第５期船海工程Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．５２０１５年１０月ＳＨＩＰ＆ＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＯｃｔ．２０１５ＤＯＩ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１-７９５３．２０１５．０５．０２２海底输气复合管道焊接工艺芦红威，王喆（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津３００４６１）摘要：针对焊接时管线的焊缝和热影响区的化学成分不均匀性、组织偏析等缺陷，制定相应的试验方案。开发出新的焊接工艺，运用ＭＩＧ焊接方法、选取相应的焊丝和混合气体作为保护气体，确定最佳焊接参数。焊接接头的焊接工艺评定试验表明，以此工艺完成的复合管道焊接符合海底输气管道的理化及机械性能

2、要求。关键词：复合管道；焊接工艺；焊缝性能中图分类号：Ｕ６７１．８；Ｐ７５５．１文献标志码：Ａ文章编号：１６７１-７９５３（２０１５）０５-００７５-０５海底输气复合管道的焊接对管道的安全性具年代中期开发出来以后，在欧美、日本、韩国等发有决定性作用。由于焊接时管线钢经历着一系列达国家已经开始广泛利用，目前世界上生产不锈复杂的非平衡的物理化学过程，焊缝和热影响区钢复合管技术已经成熟。我国于９０年代初期引的化学成分不均匀性、组织偏析等缺陷，使焊接接进国外不锈钢复合管生产技术，并开始在国内以［９］头处的腐蚀抗力较低，从而造成管线焊接后焊接代替纯不锈钢结构管为目标推广

3、使用。部位不能满足海底输气管道的铺设及日常生产需１焊丝材料选择求，因此亟待采用更为优化的焊接工艺来改善目前海底复合输气管道的不安全状况。选择焊丝，不但要考虑焊接形式对焊接材料断裂、磨损与腐蚀是金属构件失效的三种主的要求，更重要的是要考虑焊丝熔融后和管材母要方式，在石油管道中每年由于腐蚀造成的经济体材料的熔合后的内部晶像组织结构，从而显现［１］损失十分巨大。在很低的海水温度下（如低于出最终需要的焊道的机械性能。尤其对于复合管０℃），深水管线几乎不会发生外部腐蚀，但是输道而言，又要同时考虑焊丝与两种不同机体的管送气体中含有大量的ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、Ｈ２Ｏ等对管道的材焊

4、接后的焊道机械性能，焊丝的选择则显得尤［２-８］内壁产生严重的腐蚀。为了减少这种由于腐为重要。Ｘ６５钢管材料，内衬３１６Ｌ钢，以及蚀造成的巨大经济损失，增加管道壁厚是简单可Ｉｎｃｏｌｏｙ６２５焊丝的化学成分检验结果及比较见表行的方法，然而增加管道壁厚却大大增加了管线１～４。造价。表1X65钢管化学成分（质量分数）％因此，采用复合技术将耐腐蚀性好的不锈钢ＣＳｉＭｎＰＳ其他ＣＥＩＩＷＰｃｍ复合在钢管的内壁，在腐蚀环境条件下，输气管道０．０４０．２８１．３８０．０１５０．０１５Ｎｂ，Ｖ０．３３０．１３内壁具有不锈钢的耐腐蚀性能，又拥有外层碳钢表2316L内衬管化学成

5、分（质量分数）％的刚度和强度，因而其应用前景、经济价值和潜在ＣＳｉＭｎＰＳＣｒＮｉＭｏ市场十分广阔。随着石油、化工等行业的不断发０．０３０．２６１．２６０．０１５０．０２１８．３３１２．２１２．１５展，对不锈钢复合管的需求量不断增加，使用范围表3Incoloy625焊丝化学成分（质量分数）％不断扩大。生产不锈钢复合管的专利技术，于８０ＣＳｉＭｎＰＳＣｒＮｉＭｏ０．０６４０．５８１．７６０．０１５０．０１２２１．６３６２．１８１２．４１从表１～４可以看出：收稿日期：２０１５－０７－３０１）Ｉｎｃｏｌｏｙ６２５合金与Ｘ６５钢的化学成分差修回日期：２０１５－０９－０

6、１别很大。在焊接时，合理选择两种合金过渡层的第一作者简介：芦红威（１９７５－），男，硕士，工程师研究方向：载运工具焊接材料非常重要。考虑到合金成分的稀释问E-mail：ｌｕｈｗ＠ｃｎｏｏｃ．ｃｏｍ．ｃｎ题，应尽量使用合金成分含量高的焊接材料，同时７５２０１５年船海工程芦红威，等：海底输气复合管道焊接工艺第５期第４４卷表4Incoloy625焊丝与X65物理性能比较电阻率／线膨胀系数导热率材料屈服强度／ＭＰａ抗拉强度／ＭＰａ断后伸长率／％－８－６－１－１×１０（Ω·ｍ）／×１０℃／［Ｗ·（ｍ·Ｋ）］Ｉｎｃｏｌｏｙ６２５≥２６０≥６２０≥５０１．１３１４．０１０．

7、９Ｘ６５≥４４８≥５３０≥１８１．７１１．８７７．５应尽量使用浅熔深的焊接方法和操作要领，避免热区的局部产生魏氏组织，对接头的力学性能不合金的进一步稀释。利，故焊接时应注意预热和保持一定的层间温度。２）Ｓ和Ｓｉ等杂质在Ｉｎｃｏｌｏｙ６２５合金的焊缝７）焊接复合钢管与焊接复合钢板的不同之金属中容易偏析。Ｓ和Ｎｉ形成Ｎｉ－ＮｉＳ低熔点共处就是受管径的限制。焊接复合钢管时，只能先晶，在焊缝金属凝固过程中，这种低熔点共晶在晶焊覆层，再焊过渡层，后焊基层。在焊接过程中，间形成一层液态薄膜，在焊接应力的作用下可能应采取有效的保护措施和焊接技术，以防止覆层形成晶间裂纹。焊接

8、过程中Ｓｉ和Ｏ等形成复杂金属根焊焊缝的