四道焊接完成的雙金屬冶金復(fù)合管的制作方法
【專利摘要】一種四道焊接完成的雙金屬冶金復(fù)合管，復(fù)合管包括合金層、碳鋼層和焊縫，所述焊縫兩側(cè)的所述合金層與所述碳鋼層之間銑削有V型坡口，所述碳鋼層銑削有X型坡口，所述碳鋼層X型坡口的中心焊接首先采用預(yù)焊，所述X型坡口的內(nèi)側(cè)焊接有內(nèi)焊層，所述X型坡口的外側(cè)焊接有外焊層；所述內(nèi)焊層靠近所述雙金屬冶金復(fù)合管內(nèi)部的一側(cè)上，并且在所述焊縫兩側(cè)的所述合金層之間焊接有合金層封焊層；所述合金層封焊層密封所述V型坡口，并且與所述內(nèi)焊層和所述焊縫兩側(cè)的所述碳鋼層之間冶金結(jié)合；4道焊接工序能夠完成冶金復(fù)合管焊縫，無(wú)需增加碳鋼和合金層之間過(guò)渡焊，從而避免過(guò)度焊帶來(lái)的不利因素。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及及輸送管道【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種四道焊接完成的雙金屬冶金復(fù) 合管及其工藝方法。 四道焊接完成的雙金屬冶金復(fù)合管

【背景技術(shù)】
[0002] 在服役環(huán)境苛刻下，輸送具有高腐蝕性介質(zhì)或高濃度腐蝕介質(zhì)時(shí)，采用一般碳鋼 不能滿足設(shè)計(jì)年限要求，而采用不銹鋼、鎳基合金或者雙相鋼等純材，費(fèi)用和造價(jià)非常昂 貴。所以，對(duì)于輸送高腐蝕性介質(zhì)，采用雙金屬?gòu)?fù)合管能滿足管道耐腐蝕性、高壽命和低成 本。雙金屬?gòu)?fù)合管主要包括機(jī)械式復(fù)合管和冶金式復(fù)合管。本專利主要針對(duì)一種采用四道 焊接完成的雙金屬冶金復(fù)合管。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種新型的四道焊接完成的雙金屬冶金復(fù)合管及其工藝 方法，解決上述問題。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0005] -種四道焊接完成的雙金屬冶金復(fù)合管，包括合金層、碳鋼層和焊縫，所述焊縫兩 側(cè)的所述合金層與所述碳鋼層之間銑削有V型坡口，所述碳鋼層銑削有X型坡口，所述X型 坡口的中心焊接有內(nèi)部預(yù)焊層，所述X型坡口的內(nèi)側(cè)焊接有內(nèi)焊層，所述X型坡口的外側(cè)焊 接有外焊層；
[0006] 所述內(nèi)焊層靠近所述雙金屬冶金復(fù)合管內(nèi)部的一側(cè)上，并且在所述焊縫兩側(cè)的所 述合金層之間焊接有合金層封焊層；所述合金層封焊層密封所述V型坡口，并且與所述內(nèi) 焊層和所述焊縫兩側(cè)的所述碳鋼層之間冶金結(jié)合。
[0007] 所述X型坡口的中心焊接有采用熔化極氣體保護(hù)焊連續(xù)自動(dòng)預(yù)焊并經(jīng)過(guò)自然冷 卻形成的所述內(nèi)部預(yù)焊層，所述X型坡口的內(nèi)側(cè)焊接有采用2絲一 5絲的多絲埋弧自動(dòng)焊 方法形成的所述內(nèi)焊層，所述X型坡口的外側(cè)也焊接有采用2絲一 5絲的多絲埋弧自動(dòng)焊 方法形成的外焊層；
[0008] 所述內(nèi)焊層靠近所述雙金屬冶金復(fù)合管內(nèi)部的一側(cè)上，并且在所述焊縫線兩側(cè)的 所述合金層之間焊接有采用電渣焊方法形成的所述合金層封焊層。
[0009] 所述合金層V型坡口的兩側(cè)傾角范圍為15° -35° ;開口寬度范圍為25mm - 40mm ；
[0010] 所述X型坡口的兩側(cè)傾角范圍為20° -35° ;兩側(cè)的開口間隙寬度范圍為0mm - 1mm ;純邊寬度范圍0· 5謹(jǐn)一2. 5謹(jǐn)；
[0011] 所述內(nèi)部預(yù)焊層的焊縫寬度范圍1mm - 5mm ;
[0012] 所述內(nèi)焊層的焊縫寬度范圍為15mm - 25mm ;
[0013] 所述外焊層的焊縫寬度范圍為15mm - 25mm ;
[0014] 所述碳鋼層厚度范圍為5mm - 30mm ;
[0015] 所述合金層厚度范圍為0. 5mm - 5mm。
[0016] 一種四道焊接完成的雙金屬冶金復(fù)合管的工藝方法，包括步驟如下：
[0017] 第一步，用于制造所述雙金屬冶金復(fù)合管的冶金復(fù)合板，沿鋼板長(zhǎng)度方向在板邊 每側(cè)銑削X型一 V型坡口，在合金層長(zhǎng)度方向上每側(cè)銑削單面V型坡口，并確保合金金屬去 除干凈；在碳鋼層長(zhǎng)度方向上每側(cè)銑削單面銑削X型坡口；
[0018] 第二步，卷制成圓筒形狀并合縫；
[0019] 第三步，預(yù)焊，采用熔化極氣體保護(hù)焊對(duì)X型合縫處的中心進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)預(yù)焊，并 自然冷卻；
[0020] 第四步，內(nèi)焊，從所述雙金屬冶金復(fù)合管的內(nèi)表面，采用2絲至5絲的多絲埋弧自 動(dòng)焊方法完成內(nèi)焊縫焊接；
[0021] 第五步，外焊，從所述雙金屬冶金復(fù)合管的外表面，采用2絲至5絲的多絲埋弧自 動(dòng)焊方法完成外焊縫焊接；
[0022] 第六步，封焊，從所述雙金屬冶金復(fù)合管的內(nèi)表面，伸入焊槍，采用電渣焊方法完 成合金層焊縫密封焊接，實(shí)現(xiàn)內(nèi)表面合金層相連接，并與碳鋼管內(nèi)焊縫冶金結(jié)合。
[0023] 還包括第七步，經(jīng)過(guò)全管體機(jī)械擴(kuò)徑，內(nèi)層鈍化處理，以及相應(yīng)產(chǎn)品規(guī)范要求的無(wú) 損檢驗(yàn)和外觀檢驗(yàn)工序，生成為四道焊工藝制造的雙金屬冶金復(fù)合管。
[0024] 第二步中，卷制成圓筒形狀并合縫之前，先經(jīng)過(guò)JC0工藝，或者U0工藝，或者三輥 成型制管工藝卷筒成型。
[0025] JC0工藝，U0工藝，為一種象形的成型卷管工藝，行業(yè)內(nèi)都理解。
[0026] 冶金式雙金屬?gòu)?fù)合板，即碳鋼為基體鋼板（實(shí)現(xiàn)承載功能）同合金層（實(shí)現(xiàn)耐腐 蝕功能）通過(guò)一定的工藝（機(jī)械熱軋或爆炸復(fù)合等工藝），在雙金屬界面之間形成冶金式結(jié) 合。采用碳鋼焊材和合金匹配焊材，通過(guò)四道焊接工藝，實(shí)現(xiàn)碳鋼連接碳鋼，合金連接合金， 無(wú)需碳鋼和合金之間過(guò)渡，從而提高效率，節(jié)約材料，保證焊縫質(zhì)量，焊接形成雙金屬冶金 復(fù)合管。
[0027] 本專利產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，具有一定市場(chǎng)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。焊接工藝簡(jiǎn)便、易 行、高效、省材，分別進(jìn)行碳鋼焊接和合金焊接，即4道焊接工序能夠完成冶金復(fù)合管焊縫， 無(wú)需增加碳鋼和合金層之間過(guò)渡焊，從而避免過(guò)度焊帶來(lái)的不利因素，如增加工序、過(guò)渡焊 熱影響區(qū)晶粒粗大、焊縫韌性下降等；而且主要焊材只需2種，即碳鋼焊材和合金帶狀焊接 材料，無(wú)需過(guò)渡焊材，可以節(jié)約焊材和施焊時(shí)間，提高生產(chǎn)和制管效率。
[0028] 本專利公開了一種采用四道焊接工序完成的雙金屬冶金復(fù)合管制造方法。將冶金 復(fù)合雙金屬板，經(jīng)過(guò)合金層坡口銑削，基板碳鋼坡口銑削，成型（JC0E或U0或三輥方法）工 序后，再經(jīng)過(guò)基管碳鋼管預(yù)焊，基管碳鋼管內(nèi)焊，基管碳鋼管外焊，內(nèi)層封焊等四道焊接工 序，最后全管體機(jī)械擴(kuò)徑、內(nèi)層鈍化處理、檢驗(yàn)，制造而成冶金復(fù)合雙金屬管。
[0029] 本發(fā)明的有益效果可以總結(jié)如下：
[0030] 本專利產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，具有一定市場(chǎng)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。焊接工藝簡(jiǎn)便、易行、 高效、省材，分別進(jìn)行碳鋼焊接和合金焊接，即4道焊接工序能夠完成冶金復(fù)合管焊縫，無(wú) 需增加碳鋼和合金層之間過(guò)渡焊，從而避免過(guò)度焊帶來(lái)的不利因素，如增加工序、過(guò)渡焊熱 影響區(qū)晶粒粗大、焊縫韌性下降等；而且主要焊材只需2種，即碳鋼焊材和合金帶狀焊接材 料，無(wú)需過(guò)渡焊材，可以節(jié)約焊材和施焊時(shí)間，提高生產(chǎn)和制管效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1為冶金式雙金屬?gòu)?fù)合板（縱向焊縫）單邊坡口示意圖；
[0032] 圖2為雙金屬冶金復(fù)合管（縱向焊縫）坡口示意圖；
[0033] 圖3為雙金屬冶金復(fù)合管（縱向焊縫）第一道焊接（預(yù)焊）焊后示意圖；
[0034] 圖4為雙金屬冶金復(fù)合管（縱向焊縫）第二道焊接（內(nèi)焊）焊后示意圖；
[0035] 圖5為雙金屬冶金復(fù)合管（縱向焊縫）第三道焊接（外焊）焊后示意圖；
[0036] 圖6為雙金屬冶金復(fù)合管（縱向焊縫）第四道焊接（合金層封焊）焊后示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037] 為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以 解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0038] 如圖1至圖6所示的一種四道焊接完成的雙金屬冶金復(fù)合管，包括合金層2、碳鋼 層1和焊縫3,所述焊縫3兩側(cè)的所述合金層2與所述碳鋼層1之間銑削有V型坡口，所述 碳鋼層1銑削有X型坡口，所述X型坡口的中心焊接有內(nèi)部預(yù)焊層4,所述X型坡口的內(nèi)側(cè) 焊接有內(nèi)焊層5,所述X型坡口的外側(cè)焊接有外焊層6 ;所述內(nèi)焊層5靠近所述雙金屬冶金 復(fù)合管內(nèi)部的一側(cè)上，并且在所述焊縫3兩側(cè)的所述合金層2之間焊接有合金層封焊層7 ; 所述合金層封焊層7密封所述V型坡口，并且與所述內(nèi)焊層5和所述焊縫3兩側(cè)的所述碳 鋼層1之間冶金結(jié)合。
[0039] 在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，所述X型坡口的中心焊接有采用熔化極氣體保護(hù)焊連續(xù) 自動(dòng)預(yù)焊并經(jīng)過(guò)自然冷卻形成的所述內(nèi)部預(yù)焊層4,所述X型坡口的內(nèi)側(cè)焊接有采用2絲一 5絲的多絲埋弧自動(dòng)焊方法形成的所述內(nèi)焊層5,所述X型坡口的外側(cè)也焊接有采用2絲一 5絲的多絲埋弧自動(dòng)焊方法形成的外焊層6 ;所述內(nèi)焊層5靠近所述雙金屬冶金復(fù)合管內(nèi)部 的一側(cè)上，并且在所述焊縫3線兩側(cè)的所述合金層2之間焊接有采用電渣焊方法形成的所 述合金層封焊層7。
[0040] 在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，所述合金層2V型坡口的兩側(cè)傾角范圍為15° -35° ;開 口寬度范圍為25mm -40mm;所述X型坡口的兩側(cè)傾角范圍為20° -35° ;兩側(cè)的開口間 隙寬度范圍為〇mm - 1mm ;鈍邊寬度范圍〇. 5mm - 2. 5mm ;所述內(nèi)部預(yù)焊層4的焊縫3寬度 范圍1mm - 5mm ;所述內(nèi)焊層5的焊縫3寬度范圍為15mm - 25mm ;所述外焊層6的焊縫3 寬度范圍為15mm - 25mm ;所述碳鋼層1厚度范圍為5mm - 30mm ;所述合金層2厚度范圍為 0. 5mm - 5mm〇
[0041] 一種四道焊接完成的雙金屬冶金復(fù)合管的工藝方法，包括步驟如下：
[0042] 第一步，用于制造所述雙金屬冶金復(fù)合管的冶金復(fù)合板，沿鋼板長(zhǎng)度方向在板邊 每側(cè)銑削X型一 V型坡口，在合金層2長(zhǎng)度方向上每側(cè)銑削單面V型坡口，并確保合金金屬 去除干凈；在碳鋼層1長(zhǎng)度方向上每側(cè)銑削單面銑削X型坡口；
[0043] 第二步，卷制成圓筒形狀并合縫；
[0044] 第三步，預(yù)焊，采用熔化極氣體保護(hù)焊對(duì)X型合縫處的中心進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)預(yù)焊，并 自然冷卻；
[0045] 第四步，內(nèi)焊，從所述雙金屬冶金復(fù)合管的內(nèi)表面，采用2絲至5絲的多絲埋弧自 動(dòng)焊方法完成內(nèi)焊縫3焊接；
[0046] 第五步，外焊，從所述雙金屬冶金復(fù)合管的外表面，采用2絲至5絲的多絲埋弧自 動(dòng)焊方法完成外焊縫3焊接；
[0047] 第六步，封焊，從所述雙金屬冶金復(fù)合管的內(nèi)表面，伸入焊槍，采用電渣焊方法完 成合金層2焊縫3密封焊接，實(shí)現(xiàn)內(nèi)表面合金層2相連接，并與碳鋼管內(nèi)焊縫3冶金結(jié)合。 [0048] 在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，所述四道焊接完成的雙金屬冶金復(fù)合管的工藝方法還包 括第七步，經(jīng)過(guò)全管體機(jī)械擴(kuò)徑，內(nèi)層鈍化處理，以及相應(yīng)產(chǎn)品規(guī)范要求的無(wú)損檢驗(yàn)和外觀 檢驗(yàn)工序，生成為四道焊工藝制造的雙金屬冶金復(fù)合管。
[0049] 在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，第二步中，卷制成圓筒形狀并合縫之前，先經(jīng)過(guò)JC0工 藝，或者U0工藝，或者三輥成型制管工藝卷筒成型。
[0050] 雙金屬冶金復(fù)合管制造工藝流程為：合金層2坡口銑削，基板碳鋼坡口銑削，成型 (JC0E或U0或三輥方法），基管碳鋼管預(yù)焊，基管碳鋼管內(nèi)焊，基管碳鋼管外焊，內(nèi)層封焊， 全管體機(jī)械擴(kuò)徑，內(nèi)層鈍化處理，檢驗(yàn)，標(biāo)識(shí)。
[0051] 冶金復(fù)合板首先沿鋼板長(zhǎng)度方向（鋼管縱向）在板邊銑削X型一 V型坡口，在合金 層2與碳鋼層1之間銑削V型坡口，確保合金金屬去除干凈，碳鋼層1銑削X型坡口，如圖1 所示。經(jīng)過(guò)JC0工藝，U0工藝，或者三輥成型等制管工藝成型后，卷制成圓筒形狀合縫，如圖 2所示；第一道焊接，預(yù)焊，即采用熔化極氣體保護(hù)焊連續(xù)自動(dòng)預(yù)焊，自然冷卻，預(yù)焊后如圖 3所示；第二道焊接，內(nèi)焊，即從雙金屬冶金復(fù)合管內(nèi)表面，采用多絲（2 - 5絲）埋弧自動(dòng)焊 方法完成內(nèi)焊縫3焊接，內(nèi)焊后如圖4所示；第三道焊接，外焊，即從雙金屬冶金復(fù)合管外表 面，采用多絲（2 - 5絲）埋弧自動(dòng)焊方法完成外焊縫3焊接，外焊后如圖5所示；第四道焊 接，封焊，即從雙金屬冶金復(fù)合管內(nèi)表面，伸入焊槍，采用電漁焊（Electro Slag Welding, ESW)方法完成合金層2焊縫3密封焊接，實(shí)現(xiàn)內(nèi)表面合金層2相連接，并與碳鋼管內(nèi)焊縫3 冶金連接，如圖6所示。隨后經(jīng)過(guò)全管體機(jī)械擴(kuò)徑，內(nèi)層鈍化處理，以及相應(yīng)產(chǎn)品規(guī)范要求 的無(wú)損檢驗(yàn)和外觀檢驗(yàn)等工序，即為四道焊工藝制造的雙金屬冶金復(fù)合管。
[0052] 以上通過(guò)具體的和優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)的描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明 白，本發(fā)明并不局限于以上所述實(shí)施例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種四道焊接完成的雙金屬冶金復(fù)合管，其特征在于：包括合金層、碳鋼層和焊縫， 所述焊縫兩側(cè)的所述合金層與所述碳鋼層之間銑削有V型坡口，所述碳鋼層銑削有X型坡 口，所述X型坡口的中心焊接有內(nèi)部預(yù)焊層，所述X型坡口的內(nèi)側(cè)焊接有內(nèi)焊層，所述X型 坡口的外側(cè)焊接有外焊層； 所述內(nèi)焊層靠近所述雙金屬冶金復(fù)合管內(nèi)部的一側(cè)上，并且在所述焊縫兩側(cè)的所述合 金層之間焊接有合金層封焊層；所述合金層封焊層密封所述V型坡口，并且與所述內(nèi)焊層 和所述焊縫兩側(cè)的所述碳鋼層之間冶金結(jié)合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四道焊接完成的雙金屬冶金復(fù)合管，其特征在于：所述X型 坡口的中心焊接有采用熔化極氣體保護(hù)焊連續(xù)自動(dòng)預(yù)焊并經(jīng)過(guò)自然冷卻形成的所述內(nèi)部 預(yù)焊層，所述X型坡口的內(nèi)側(cè)焊接有采用2絲一 5絲的多絲埋弧自動(dòng)焊方法形成的所述內(nèi) 焊層，所述X型坡口的外側(cè)也焊接有采用2絲一5絲的多絲埋弧自動(dòng)焊方法形成的外焊層； 所述內(nèi)焊層靠近所述雙金屬冶金復(fù)合管內(nèi)部的一側(cè)上，并且在所述焊縫線兩側(cè)的所述 合金層之間焊接有采用電渣焊方法形成的所述合金層封焊層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四道焊接完成的雙金屬冶金復(fù)合管，其特征在于： 所述合金層V型坡口的兩側(cè)傾角范圍為15° -35 開口寬度范圍為25mm -40mm; 所述X型坡口的兩側(cè)傾角范圍為20° -35 兩側(cè)的開口間隙寬度范圍為0mm-1mm; 鈍邊寬度范圍〇· 5mm - 2. 5mm ; 所述內(nèi)部預(yù)焊層的焊縫寬度范圍1mm - 5mm ; 所述內(nèi)焊層的焊縫寬度范圍為15mm - 25mm ; 所述外焊層的焊縫寬度范圍為15mm - 25mm ; 所述碳鋼層厚度范圍為5mm - 30mm ; 所述合金層厚度范圍為0. 5mm - 5mm。
【文檔編號(hào)】B23K25/00GK203875461SQ201420272329
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】楊專釗, 楊溪, 王高峰, 惠非, 趙晗君, 馮慧, 許詩(shī)寧 申請(qǐng)人:北京隆盛泰科石油管科技有限公司