一种适用于抗硫工艺管道焊接的埋弧自动焊焊接工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及管道焊接技术领域，具体地涉及一种适用于抗硫工艺管道焊接的埋弧 自动焊焊接工艺。
【背景技术】
[0002] 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。其中油气田有害介质主要以H2S、C02为主，对井下套管和油气装置管道等危害很 大。在酸性环境中材料抗腐蚀性能受化学成分、制造方法等多方面因素影响，这就对的设 备、材料材质的选型和焊接、施工工艺的选用及控制提出更高的要求。焊接接头作为管道中 最为薄弱、最易引发事故的部位，苛刻的性能要求是保证工程质量的重要因素，掌握满足酸 性环境腐蚀要求的金属材料焊接工艺技术，确保金属材料焊接后抗腐蚀能力，是确保工程 建设质量的关键。
[0003] 酸性介质条件下管道的焊接，传统方法是采用手工钨极氩弧焊根焊+焊条电弧焊 填充、盖面的焊接方法，其焊接效率低，劳动强度大，施工成本高。
【发明内容】
[0004] 鉴于以上问题，本发明的目的在于针对硫化氢腐蚀特性，研发适用于抗硫管材预 制施工的埋弧自动焊焊接工艺，确保焊接接头满足抗硫化氢应力腐蚀(SSC)和抗氢致开裂 (HIC)性能要求的同时实现高效的管道焊接，提高施工效率，减少工程施工成本，技术方案 包括以下具体内容： 一种适用于抗硫工艺管道焊接的埋弧自动焊焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤： A:抗硫钢管下料:采用冷切割下料； B:端面坡口制作及组对:采用带钝边V型坡口； C:管道焊接前预热； D:根焊及热焊：焊接材料满足以下要求:C < 0.20%;Mn: 1.00%~1.50%; S < 0.006%; P仝 0.012%； Ε:填充焊及盖面焊：采用埋弧自动焊方法且焊接材料满足以下要求：C < 0.20%; Μη: 1 ·00%~1 · 50%;S < 0·006%;Ρ < 0·012%;填充焊的层间温度控制在100~200°C; F:焊缝热处理:采用电热法进行焊缝热处理，使用智能温控系统控制热处理参数如下： (a).室温~300°C时升温速度不限；（b) .300°0635°C时升温速度不大于120°C/h; (c) .635土 15°C时保温lh; (d) .635°C~300°C时降温速度不大于100°C/h; (e) .300°C以下自然冷却。
[0005] 进一步地：在步骤B中，端面坡口的坡口角度65° ±5°，钝边0.5~1.5mm，组对间隙 2.5~3.5mm，组对错边量，不应大于壁厚的10%，且不超过1.6mm。
[0006] 进一步地:在步骤D中，根焊和热焊采用气体保护焊，保护气体为氩气和二氧化碳 的混合气体。
[0007] 进一步地:在步骤E中，埋弧自动焊的焊接参数:焊接电流:260~310A;焊接电压:28 ~34V;焊接速度：28~34 cm/min;焊接线能量：1 · 5~2 · 2KJ/mm〇
[0008] 进一步地:在步骤D中，根焊焊接采用RMD熔化极气体保护自动焊焊接方法。
[0009] 进一步地:在步骤D中，热焊焊接采用精确脉冲熔化极气体保护自动焊焊接。
[0010] 本发明的有益效果： 本发明基于工程建设要求，针对油气田管道的特点，创新开发了一种适用于抗硫工艺 管道焊接的埋弧自动焊焊接工艺。同传统的手工焊接方式相比，采用埋弧自动焊工艺进行 管道预制，焊接效率可提高2倍以上。
[0011] 本发明根据油气田管道的焊接特点，优选焊接工艺组合，采用RMD(熔敷金属控制 技术)熔化极气体保护自动焊进行根焊，保证管道单面焊双面成型，优化细丝（Φ 1.6mm)埋 弧自动焊焊接工艺参数，严格控制焊接线能量，确保了焊接接头质量。
[0012] 本发明针对抗硫管道的特点，严格规定焊接材料成分控制，对不利于焊接接头抗 腐蚀性能的(：111、5、？等元素成分进行了限制。同时，结合酸性介质管道焊接的特点，提出了 管道焊前预热、层间温度控制参数，对焊后热处理的升降温速度、恒温温度及恒温时间也进 行了严格控制。
[0013] 通过以上技术措施，实现了抗硫管道的高效焊接施工，打破了以往只能依靠手工 焊进行酸性介质管道焊接的方式，大大地提高了生产效率，实现了在酸性介质环境下的管 道自动焊模式，填补了国内空白。通过严格控制工艺过程，确保了焊接接头具有优良的综合 力学性能，各项指标满足酸性介质下管道施工设计标准，满足抗硫化氢应力腐蚀(SSC)和抗 氢致开裂(HIC)性能要求。
[0014]
【附图说明】： 图1工艺步骤图； 图2为管道组对坡口图； 图3为焊后热处理曲线图。
[0015]【具体实施方式】： 下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述： 图1示出了一种适用于抗硫工艺管道焊接的埋弧自动焊焊接工艺，包括以下步骤： A:抗硫钢管下料:采用机械切割下料，在本实施例中采用的是高速带锯机进行切割下 料，避免了用火焰切割产生的切口母材组织结构的变化;本实施例中我们选择的抗硫钢管， 符合以下要求（质量百分比）：P < 〇 · 02%; S < 0 · 01%; Nb < 0 · 005%; Ti < 0 · 025%; V < 0 · 02%。碳 当量（IIW) < 0.42%，钢管夏比（V)型缺口冲击试验，-10°C温度下每组三个试样的冲击功应 满足AKV2 27J(平均值），AKV2 21J(单个）;硬度测试单个读数的最大硬度值< 50HV10; 在本实施例中选择规格为Φ 273 X 18mm的20G抗硫钢管，其化学成分及机械性能下表 所示：
B:端面坡口制作并组对:采用带钝边V型坡口，在完成坡口制作后进行组对，组对间隙 2 · 5~3 · 5mm，组对错边量< 1 · 5mm，组对完成后采用RMD(熔敷金属控制技术)熔化极气体保护 半自动焊进行点焊固定，点焊数量为3~4点，均匀分布于管道圆周，点焊长度为15~25mm; C:管道焊接前预热:预热方式采用火焰加热或中频加热器加热，预热温度为100~150 °C;热应在焊口两侧及周向均匀进行，避免局部过热，预热宽度应为焊缝两侧各100mm; D:根焊及热焊:焊接材料选用H08MnHICG，直径Φ 1.2mm，焊剂为烧结焊剂SJ613HIC，焊 接材料满足以下要求（质量百分比）：C < 0.20%;Mn: 1.00%~1.50%; S < 0.006%; P < 0.012%;焊 剂使用前进行烘干，烘干温度350°C，保温lh; E:填充焊及盖面焊:填充焊、盖面焊接采用埋弧自动焊方法，填充焊的层间温度控制在 100~200°C;焊剂为烧结焊剂SJ613HIC，焊接材料选用埋弧焊丝H08MnHIC，直径Φ1.6ι?πι，焊 接材料满足以下要求（质量百分比）：C < 0.20%;Mn: 1.00%~1.50%; S < 0.006%; Ρ <