专利名称：双金属复合管的对焊方法
技术领域：
本发明涉及一种双金属复合管的对焊方法，用于腐蚀性石油天然气输送用双金属管的焊接。
背景技术：
在石油天然气开采过程中，经常要输送腐蚀性介质。随着对能源需求的增加，越来越多的高含硫或含二氧化碳的强腐蚀性含水原油或天然气被开采出来，对高耐蚀合金的需求也在增加。但是由于高耐蚀合金价格高昂，极大的影响油田用户的经济效益，用户为了降低短期内投资成本，一般不乐于采用高性能的耐蚀合金管材，导致管线腐蚀失效时有发生。 双金属复合管的出现大幅降低了高耐蚀管材成本，但是其现场焊接经常出现缺陷，成为限制其推广应用的关键因素。本发明的双金属管自动对焊方法，可快速方便的完成双金属管现场的对焊操作，减少焊缝缺陷，降低焊缝失效事故的发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双金属复合管的对焊方法，方便双金属管材的现场对焊焊接施工，加快施工速度，减少焊接缺陷的繁盛。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为一种双金属复合管的对焊方法，包括如下步骤(1)分别加工两段待对焊的双金属复合管的管端；(2)将两段所述双金属复合管分别连接电源两极，在所述双金属复合管的待焊接处的管内嵌套耐高温陶瓷环，所述耐高温陶瓷环的外表面设有凹槽，所述耐高温陶瓷环的径向上设有若干通气孔；(3)利用闪光对焊原理使所述双金属复合管的耐腐蚀内层管逐渐熔化，熔化的含杂质的耐腐蚀内层管熔融物向两边扩散；(4)随着所述耐腐蚀内层管的熔融过程逐渐进行，所述双金属复合管的基管材料也开始熔融，同时通过所述耐高温陶瓷环上的通气孔向焊缝内注入高压惰性气体，将带杂质的熔融的基管材料吹向所述双金属复合管外，将所述耐腐蚀内层管的熔融物吹到所述基管材料的对接区域及所述双金属复合管外；(5)根据所述双金属复合管的材料类型确定基管熔融的距离，当距离达到设计值后，停止注入高压惰性气体，再快速挤压两段双金属复合管，最终实现双金属复合管的对焊。上述方案中，所述步骤(1)中分别加工两段待对焊的双金属复合管的管端，具体包括如下步骤将所述双金属复合管的基管的待焊接管端加工0. 5 2°的倾斜角度，且将所述双金属复合管的耐腐蚀内层管的待焊接管端加工为比所述基管的待焊接管端长 0. 5 1. 5mm，并清理干净。上述方案中，所述步骤中所述双金属复合管的基管材料也开始熔融时，所述耐腐蚀内层管的熔融物注满所述双金属复合管内的耐高温陶瓷环的凹槽。上述方案中，所述步骤中的惰性气体为氩气。与现有技术方案相比，本发明采用的技术方案产生的有益效果如下本发明提供的对焊方法方便双金属复合管的现场对焊焊接施工，加快施工速度， 减少焊接缺陷的产生，可用于腐蚀性石油天然气输送用双金属管的焊接。
图1 图5为本发明实施例提供的双金属复合管的对焊方法的过程示意图。图6为本发明实施例中耐高温陶瓷环的结构示意图。图7为图6的剖视图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细描述。本发明实施例提供一种双金属复合管的对焊方法，具体包括如下步骤(1)图1是输送腐蚀介质的双金属复合管的结构示意图，包括基管10和耐腐蚀内层管20，在进行对接焊接前，应按图2加工双金属复合管的管端，其中基管10的倾斜角α 在0.5 2°，耐腐蚀内层管20比基管10长L为0.5 1.5mm，并清理干净；(2)双金属复合管对接焊接过程如图3-图5所示，首先双金属复合管1和双金属复合管2分别连接电源两极，双金属复合管的待焊接处的管内嵌套耐高温陶瓷环3，耐高温陶瓷环3外有一圈凹槽，高温陶瓷环3的径向上设有若干通气孔4，如图6和图7所示；(3)利用闪光对焊原理使较长的耐腐蚀内层管逐渐融化，初始含杂质的耐腐蚀内层熔融物5向两边扩散，如图3所示；(4)随着耐腐蚀内层管的熔融过程逐渐进行，双金属复合管的基管材料也开始熔融，此时耐高温陶瓷环3外表面的凹槽尺寸设计应保证已注满耐腐蚀材料，为了保证基管材料不向耐腐蚀内层部位扩散，由耐高温陶瓷环3中的通气孔4向焊缝内注高压惰性气体氩气，把带杂质的熔融的基管材料吹向双金属复合管外，耐腐蚀内层管熔融物也被吹到双金属复合管外和基管对接区域，如图4所示；(5)根据双金属复合管材料类型确定基管熔融的距离，达到设计值后，停止吹气， 快速挤压双金属复合管1和双金属复合管2的管端，最终形成如图5所示的焊缝示意图，其中fe是耐腐蚀内层材料焊缝，恥是耐腐蚀内层材料与基管材料融合的焊缝，由里向外耐腐蚀材料成分逐渐减少。使用本发明提供的方法可实现下述管材的对焊焊接。低合金钢基管-镍基防腐内层复合管对焊首先按图2所示进行管端加工，取L = 1.2mm, α =0.85°，两边管材连接闪光对焊焊接电源，双金属复合管1 一端嵌套耐高温陶瓷环夹持固定后，保证高温陶瓷环也嵌套进入另一段双金属复合管2，移动双金属复合管2 让两段双金属复合管的管端慢速靠近，使耐腐蚀内层开始融融进射火花，在耐高温陶瓷环外表面的凹槽基本充满镍基材料后、基管材料开始有火花产生前开始向焊缝内注入一定压力的氩气，把带杂质的基管融融物吹向管外。在基管融合长度到5mm时，停止氩气注入，施加压力快速移动双金属复合管2，使双金属复合管1和双金属复合管2对焊在一起即可。
低合金钢基管_22Cr双相不锈钢内层复合管对焊首先按图2所示进行管端加工， 取L =1.0mm，α =0.75°，两边管材连接闪光对焊焊接电源，双金属复合管1 一端嵌套耐高温陶瓷环夹持固定后，保证高温陶瓷环也嵌套进入另一段双金属复合管2，移动双金属复合管2让两段双金属复合管的管端慢速靠近，使耐腐蚀内层开始融融进射火花，在耐高温陶瓷环外表面的凹槽基本充满镍基材料后、基管材料开始有火花产生前开始向焊缝内注入一定压力的氩气，把带杂质的基管融融物吹向管外。在基管融合长度到4mm时，停止氩气注入，施加压力快速移动双金属复合管2，使双金属复合管1和双金属复合管2对焊在一起即可。本发明提供的对焊方法方便双金属复合管的现场对焊焊接施工，加快施工速度， 减少焊接缺陷的产生，可用于腐蚀性石油天然气输送用双金属管的焊接。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.双金属复合管的对焊方法，其特征在于，包括如下步骤(1)分别加工两段待对焊的双金属复合管的管端；(2)将两段所述双金属复合管分别连接电源两极，在所述双金属复合管的待焊接处的管内嵌套耐高温陶瓷环，所述耐高温陶瓷环的外表面设有凹槽，所述耐高温陶瓷环的径向上设有若干通气孔；(3)利用闪光对焊原理使所述双金属复合管的耐腐蚀内层逐渐熔化，熔化的含杂质的耐腐蚀内层熔融物向两边扩散；(4)随着所述耐腐蚀内层的熔融过程逐渐进行，所述双金属复合管的基管材料也开始熔融，同时通过所述耐高温陶瓷环上的通气孔向焊缝内注入高压惰性气体，将带杂质的熔融的基管材料吹向所述双金属复合管外，将所述耐腐蚀内层的熔融物吹到所述基管材料的对接区域及所述双金属复合管外；(5)根据所述双金属复合管的材料类型确定基管熔融的距离，当距离达到设计值后，停止注入高压惰性气体，再快速挤压两段双金属复合管，最终实现双金属复合管的对焊。
2.如权利要求1所述的双金属复合管的对焊方法，其特征在于，所述步骤(1)中分别加工两段待对焊的双金属复合管的管端，具体包括如下步骤将所述双金属复合管的基管的待焊接管端加工0. 5 2°的倾斜角度，且将所述双金属复合管的耐腐蚀内层管的待焊接管端加工为比所述基管的待焊接管端长0. 5 1. 5mm，并清理干净。
3.如权利要求1所述的双金属复合管的对焊方法，其特征在于，所述步骤(4)中所述双金属复合管的基管材料也开始熔融时，所述耐腐蚀内层管的熔融物注满所述双金属复合管内的耐高温陶瓷环的凹槽。
4.如权利要求1所述的双金属复合管的对焊方法，其特征在于，所述步骤(4)中的惰性气体为氩气。
全文摘要
本发明涉及一种双金属复合管的对焊方法。所述对焊方法，包括如下步骤将加工后的两段双金属复合管分别连接电源两极，在双金属复合管的待焊接处的管内嵌套耐高温陶瓷环；利用闪光对焊原理使双金属复合管的耐腐蚀内层管逐渐熔化，随后双金属复合管的基管材料也开始熔融，同时通过耐高温陶瓷环上的通气孔向焊缝内注入高压惰性气体，将基管材料和耐腐蚀内层管的熔融物吹向双金属复合管外；当基管熔融的距离达到设计值后，停止注入高压惰性气体，再快速挤压两段双金属复合管，实现双金属复合管的对焊。本发明提供的对焊方法方便双金属复合管的现场对焊焊接施工，加快施工速度，减少焊接缺陷的产生，可用于腐蚀性石油天然气输送用双金属管的焊接。
文档编号B23K101/06GK102554432SQ20121002377
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月3日 优先权日2012年2月3日
发明者冯春, 李磊, 王鹏, 申昭熙, 路彩虹 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气集团公司管材研究所