Q245R／316L复合管管道焊接工艺

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（ ）焊缝 组 织 为 ｙ＋ 碳 钢热 影 响 区可分 为过 热 ２ ， 区、 正火 区和 不完 全 正 火 区 ， ３个 区域 的组 织 均 为 ｏ ＋ 【 Ｐ， 中过热 区组 织粗 大 ， 其 正火 区组织 细 小 ， 不锈 钢热 影
（ ０９ ６ ８ ３ ２ １０ ４ ９ 。 ２０ ０ ０ ８ ；０ ０ ３ １ ）
２１ ０ ２年 第 ６ 期
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２ ７
俘 慈 生产应用 ．
表 ７ 焊 接 接 头 拉 伸 试 验 结 果
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０ 墨 Ｉ ＿ 酗
区， 组织为铁 素体 ， 硬度低 。距离焊缝 中心越近 ， Ｃ的
用 不充 分使 得其 成 分 除 Ｃ元 素外 接 近 碳 钢 母 材 ， 于 由 Ｃ元 素 向焊缝 中 的迁移 造成 该 区 Ｃ含 量 降低 形 成 贫碳
３ ０ ２１ ０ ２年 第 ６期
作者简介 ： 周声结 ，９ ３年 出生， １６ 高级 工程 师。主要从 事 海上
油 、 田 开发 建 设 工作 ， 织 完 成 了投 资 额 超 ２ 气 组 ０亿
摘要
对 Ｑ ４ Ｒ 内衬 ３ ６ ２５ １ Ｌ复合管 进行 了 ＴＧ焊试验 ， Ｉ 利用光学显微镜 （ Ｍ） ２种不同工艺下 的复合管焊 接 Ｏ 对
接头 的微观组织进行 了分析 ， 并进行 了拉伸 及硬度 测试 。结 果表 明 ， 工艺 条件下 均得 到了成 形 良好 的焊接 接 ２种 头， 焊缝 组织 为 ．＋ 碳 钢热影响区可分为过热 区、 ｙ ， 正火 区和不 完全正 火 区， 三个 区域 的组 织均 为 ＋Ｐ， 中过 热 其 区组织粗大 ， 正火 区组织细小 ， 不锈钢热影响 区组织 为 ＋大量 。在试验参 数下 ， 、 新 旧工艺下的复合管焊接接 头 的平均抗拉强度分别 为 ４ ５ＭＰ ９ ａ和 ４ ３ ３ＭＰ ， ６ ． ａ 接头硬度分 布不均匀 。
［ ］ 许爱华 ，院振 刚 ， ６ 杨
光， 等．双金属 复合管 的施 工焊 接
碳 钢层 沿水 平方 向的硬 度分 布见 图 ６， 度 分 布不 硬
均 匀 ， 影 响 区 的 硬 度 最 高 ， 缝 的硬 度 低 于碳 钢 母 热 焊
技术 ［ ］ 天然气与石油 ， ０ ０ ２ （ ） ２ ２ ． Ｊ． ２ １ ， ８ ６ ： ２— ８
Ｑ２ ５ ／ １ Ｌ 复 合 管 管 道 焊 接 工 艺 ４ Ｒ ３６
中 海 石 油 （ 中 国 ）有 限 公 司 湛 江 分 公 司（２０ ７ ’ ５４５ ）
●
周声 结 王 文龙 田小娟
吕世 雄 徐 永强
哈 尔滨工 业 大学 先进 焊接 与连 接 国 家重点 实验 室（ ５ ０ １ １０ ０ ）
响区组 织为 ＋大量 。
距离／ ｍｍ （ ） 新 ］ 艺 ａ 一
（ ）２种 工艺 得到 的焊 接接 头均 有较 高 的强 度 ， ３ 新 工 艺下 接头 的强 度更 高 ， 接头 的硬 度分 布不 均匀 。
参
０
考
文
献
墨
［ ］ 钱 乐中．腐蚀性油气 输送用 内衬 双相不锈 钢复 合管 ［ ］ １ Ｊ． 焊 管 ， ｏ７ ３（ ） ３ ２ ０ ， ０ ３ ： Ｏ一３ ． ３ ［ ］ 杨胜 金 ，肖国豪 ．３ ６ ２ １Ｌ＋２ Ｇ不 锈 钢 复合 管 焊 接 技 术 ０ ［］ Ｊ ．焊接 ，０６ １ ： ８— １ ２０ （ ） ５ ６ ． ［］ 於 ３
响 区 内含 有 大量 的 ６铁 素 体 ， 着 ６相含 量 的增 加 ， 随 使
得焊 缝 的硬度 上升 。
０ ２ ４ ６ ８ １ ０ １ ２
距离／ｍ ａ ｒ
图 ６ 碳钢层水平方 向硬 度分 布
３ 结
论
０【 ｛ ＿ ｝
（ ）选 择 Ｈ ３ ６ １ Ｓ １ Ｌ焊 丝 ， ２种 不 同 工 艺 下 焊 接 在 Ｑ４ Ｒ３６ ２ ５ ／ １ Ｌ复合 管 ， 均得 到 了成形 良好 的焊 接 接头 。
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０
Ｏ
扩散 程度 减弱 ， Ｃ含 量逐 渐 降低 ， 硬度 逐渐 下 降 。
图 ５为水 平 方 向不 锈 钢 层 的硬 度 分 布 ， 点 处 表 原 示焊 缝 中心位 置 ， 见 ２种 工 艺 得 到 的 接 头 焊 缝 及 热 可 影 响区 的硬 度 均要 稍 高 于母 材 ， 是 由于 焊 缝 及 热 影 这
比较不 同焊 接工 艺下 复合 管 焊 接 接 头 的微 观 组 织 和力
学性能 ， 提出了适于复合管焊接 的新工艺 ， 为复合管在 实 际工 程 中的扩 大应 用奠 定基 础 。
１ 试 验材 料及 方 法
海底 油 气 输 送 Ｊ 。通 过 冷 拔 、 胀 形 等 方 法 生 产 的 热 复 合管 ， 基层 与衬 层 之间 为 机 械结 合 ， 由于 其 独 特 的结
构形 式 使复 合 管 在 焊 接 过 程 中容 易 出现 夹 渣 、 熔 合 未 等 一系 列焊 接缺 陷 Ｊ 同 时 由 于碳 钢 中 Ｃ元 素 对 焊 缝 ，
１ １ 试 验材 料 ．
试验 材 料为 ３ ６ １ Ｌ与 Ｑ ４ Ｒ复合 管 ， ２５ 规格 为 ７ ｍ ６ｍ ×（ ｌ ＋２ｍｍ） ７ｎｍ 。基 材 采 用 常 用 的 Ｑ ４ Ｒ 材 质 ， ２５ 复
关键词 ： 复合管 ＴＧ 焊 Ｉ 显微 组织 力 学 性 能
中 图分 类 号 ： Ｔ ５ ． Ｇ４ ７ ６
０ 前
言
焊 接接 头 的力学 性能 和抗 腐 蚀 性 能 是焊 接 过 程 中的重 点 和关键 所 在 。
随着能源供应需求 的增加 ， 海底石油、 天然气等 的 开 采量 日益 增 大 ， 常 需 要 跨 地 域 长 距 离 管 道 输 送 。 经
中国大 部分 油气 资源 含有 Ｃ Ｈ Ｓ Ｃ 一 酸性 腐 蚀 成 Ｏ ， ： ，１ 等 分 ¨ Ｊ为 确保 管 道 具 有 足 够 的 强 度 和 耐 腐 蚀 性 并 兼 ，
顾成 本 ， 内衬 不 锈 钢 复 合 钢 管 已被 越 来 越 广 泛 地 用 于
文 中针 对复 合 管 焊 接 过 程 中易 出现 的 问 题 ， 过 通
［ ］ 王能利 ，张希艳 ，潘希德 ， 多层 焊 对 Ａ Ｐ异种 钢复合 ７ 等． ／ 管 Ｓ Ａ 接头组 织及 性能 的影 响 ［ ］ Ｍ Ｗ Ｊ ．焊接 学报 ，０ ７ ２０ ，
２ （ ）： １—５ ． ８９ ５ ４
材 ， 随着 远 离 焊 缝 中心 ， 度 值 逐 渐 上 升 后 又 降 低 ， 且 硬 在 熔合 线 附 近 降 至 较低 水 平 ， 是 因为 靠 近 熔 合 线 处 这 的 焊缝 内存 在 一 熔 化 未 混 合 区 ， 区 因受 电磁 搅 拌 作 该
元 人 民 币 的 海上 油 、 田 开发 建设 项 目 ２个 。 气
整 个复 合管 焊接 过程 均 选 用 与不 锈 钢 母 材化 学 成 分相 近 的 ４１ ２ ｍ Ｓ １ Ｌ焊 丝 ， 丝 的 化 学 成 分 见 ，． ｍ Ｈ ３ ６ 焊
表 ３ 。
收 稿 日期 ： ０ ２—０ ２ ２ １ ２— ３
表 ２ 材 料 力 学性 能
基金项 目：国家 自然科 学基金 （ ０ ７ ０ ６ ５ ９４ ２ ； ５９ ４ ０ ，０ ０ ００） 哈尔 滨市 青年科 技 创新人 才基金 （ ０９ Ｆ ＸＧ ５ ； ２０ Ｒ Ｑ ０ ０） 中央高校 基础科 研业 务 费专项资金 （ Ｔ Ｓ Ｉ．２ １０ ７） 国家博 士后 科学 基 金 ＨＩ．Ｎ Ｒ Ｆ ０ ２０ ；
Ｏ １ ２ ３ ４ ５ ６
方， 秦建平 ．双金属管在 管道输送 中的应用 ［ ］ Ｊ ．材 斌 ， 晓东 ， ．高 腐蚀性 油气 田用双 金属 邵 等
料应用 ， ００２ （） ３ ３． ２０ ，９ １ ： ４— ６
距 离／ ｍ ａ ｒ （ ） 旧Ｔ 艺 ｂ
［ ］ 李 发根 ， ４ 魏
复合管［ ］ Ｊ ．油气储 运 ， ０ ０ ２ （ ） ３ ９—３２ ２１ ， ９ ５ ： ５ ６． ［ ］ 顾建忠．国外 双层 金属 复合钢管 的用途 和生 产方法 ［ ］ ５ Ｊ．
上 海 金 属 ，０ ０ ２ （ ） ６— ４ ２０ ， ２ ４ ：１ ２ ．
图 ５ 不锈钢层水平 方向硬度 分布
的稀 释 作用 ， 也将 影 响焊缝 的耐 腐 蚀 性 ， 限制 了 复合 管 在 实际 工程 中 的进 一 步 应 用 。 由此 可 见 ， 顾 复 合 管 兼
合层 为 ３６ １Ｌ奥 氏体不 锈 钢 ， 验 材料 化学 成分 见表 １ 试 ，
力学 性 能见 表 ２ 。
表 １ 材料 化学成分（ 量分数 ， ） 质 ％