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碳鋼/鎳基復(fù)合管生產(chǎn)工藝及焊接方法比較

時(shí)間:2019-06-13    作者:無(wú)錫不銹鋼板    瀏覽:0


碳鋼/鎳基復(fù)合管是以普通碳鋼作為基層,鎳基合金作為襯層的復(fù)合管。雖然這兩種材料的化學(xué)、物理、力學(xué)性能差異較大,但是采用先進(jìn)的相關(guān)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)兩者冶金熔合,從而制備出使用性能更好的高性能復(fù)合管。 

  高鎳耐蝕合金既具有良好的耐蝕性,又具有強(qiáng)度高,塑、韌性好,冷、熱變形優(yōu)的特點(diǎn),因而可廣泛用于石油、化工、濕法冶金、原子能、海洋開(kāi)發(fā)和航空工業(yè)。隨著工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展,尤其是在輸送腐蝕性介質(zhì)方面,可以替代多種純耐蝕合金產(chǎn)品,在很大范圍內(nèi)降低成本。除此之外,隨著油田現(xiàn)場(chǎng)施工條件的復(fù)雜和惡劣程度不斷增加,要求所使用的管體和管體對(duì)接焊縫必須適應(yīng)酸性腐蝕、電化學(xué)腐蝕等錯(cuò)綜復(fù)雜的腐蝕環(huán)境。因此,越來(lái)越多的碳鋼/鎳基復(fù)合管可以在油氣開(kāi)采中使用,但其小徑復(fù)合管焊縫的超聲波檢測(cè)技術(shù)仍然存在很多難點(diǎn)。鑒于此種情況,研究碳鋼/鎳基復(fù)合管的生產(chǎn)工藝及小徑復(fù)合管對(duì)接焊縫超聲波檢測(cè)技術(shù)非常有必要。 

  碳鋼/鎳基復(fù)合管的主要生產(chǎn)工藝流程分為4步:首先,碳鋼和鎳基合金的冶煉;其次,離心澆注;第三,熱擠壓;最后,冷軋。由于碳鋼/鎳基復(fù)合管碳鋼基層和鎳基合金襯層的作用不同,其相關(guān)技術(shù)要求差異比較大,理化性能差別大,給熱擠壓成形帶來(lái)了很大困難,所以對(duì)熱擠壓溫度和速度的控制顯得尤為重要。熱擠壓工藝的控制要點(diǎn)為:熱擠壓溫度應(yīng)控制在1150℃左右,擠壓速度盡量平穩(wěn)增加,而且不宜過(guò)快。 

  碳鋼/鎳基合金復(fù)合管的特點(diǎn)及焊接時(shí)容易產(chǎn)生的缺陷見(jiàn)表1,碳鋼/鎳基復(fù)合管常用焊接方法的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表2。 


表1  碳鋼/鎳基合金復(fù)合管的特點(diǎn)及焊接時(shí)容易產(chǎn)生的缺陷

焊接方法

  優(yōu)點(diǎn)

  缺點(diǎn)

  焊條電弧焊

  1)設(shè)備簡(jiǎn)單;

  2)操作靈活方便;

  3)能進(jìn)行全位置焊接,適合焊接多種材料。

  1)不適于焊接薄工件;

  2)生產(chǎn)效率低,勞動(dòng)強(qiáng)度大;

  3)對(duì)焊工技能依賴(lài)程度大。

  鎢極氬弧焊

  1)焊縫成形較美觀、質(zhì)量好;

  2)焊縫熱影響區(qū)窄,焊件變形??;

  3)鎢極電弧穩(wěn)定,可全位置焊接。

  1)受周?chē)鷼饬饔绊戄^大;

  2)熔敷速度小、熔深淺、生產(chǎn)效率低;

  3)成本較高。

  熔化極惰性

  氣體保護(hù)焊

  1)具有鎢極氬弧焊的優(yōu)點(diǎn);

  2)焊接速度較快,熔敷效率較高。

  1)焊槍較大,焊接纜線(xiàn)比較僵硬、不靈活;

  2)受周?chē)鷼饬饔绊戄^大;

  3)設(shè)備更復(fù)雜、成本較高。

  埋弧自動(dòng)焊

  1)生產(chǎn)效率高,易于自動(dòng)化生產(chǎn);

  2)對(duì)操作者操作技能依賴(lài)程度較??;

  3)焊縫成形美觀、質(zhì)量好、性能穩(wěn)定;

  4)節(jié)省材料和電能。

  1)不適合施工現(xiàn)場(chǎng)焊接;

  2)不適于焊接短焊縫、薄工件;

  3)設(shè)備復(fù)雜、成本高。


表2  碳鋼/鎳基復(fù)合管常用焊接方法的優(yōu)缺點(diǎn)

焊接特點(diǎn)

  焊接時(shí)容易產(chǎn)生的缺陷

  防治措施

  雙層金屬差異

  1)基層和襯層金屬的熱導(dǎo)率不同, 容易產(chǎn)生焊瘤缺陷;

  2)基層和襯層金屬的熱膨脹系數(shù)差別大,容易產(chǎn)生熱裂紋缺陷。

  1)選用小鈍邊和大角度的坡口形式,先焊接襯層金屬,再焊接基層金屬;

  2)用較小的熱輸入焊接。

  雙層金屬焊接

  1)焊縫容易產(chǎn)生結(jié)晶裂紋;

  2)熔合區(qū)容易產(chǎn)生脆化。

  1)嚴(yán)格控制藥皮和焊劑中的有害元素;

  2)焊前清理。

  鎳基合金焊接

  1)焊接易產(chǎn)生氣孔、熱裂紋缺陷;

  2)熔池較淺和流動(dòng)性差,易產(chǎn)生焊         縫成形缺陷等。

  1)嚴(yán)格控制藥皮和焊劑中的有害元素;

  2)采用與襯層鎳基合金材質(zhì)相同或者相近的焊絲進(jìn)行焊接;

  3)用較小的電流焊接襯層金屬。


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