一种双金属冶金复合直缝管及其制造方法技术

本发明专利技术公开了提供一种双金属冶金复合直缝焊管及其制造方法，步骤一，将基层钢板与内覆层钢板通过爆炸焊接的方式制成冶金复合板；步骤二，对所述复合板进行JCO成型制成复合管；步骤三，对所述复合管进行纵向焊缝的双Y型复合坡口加工；步骤四，对所述复合管坡口采用GMAW方式进行基层对中预焊，焊接材料为CHW‑60C；步骤五，对所述复合管坡口内外侧基层采用SAW方式进行焊接，焊接材料为JW‑9/995N；步骤六，对所述复合管坡口过渡层焊接采用GTAW进行焊接，焊接材料为GMS‑309MoL；步骤七，对所述复合管坡口内覆层焊接采用GTAW进行焊接，焊接材料为GMS‑316L，以解决现有海底管道耐腐蚀性差的问题。

A bimetal metallurgical composite straight seam pipe and its manufacturing method

The invention discloses a bimetal metallurgical composite longitudinal welded pipe and a manufacturing method thereof. The first step is to make a metallurgical composite plate by explosive welding between the base plate and the inner cladding plate; the second step is to make the composite pipe by JCO molding of the composite plate; the third step is to make the double Y longitudinal welded composite pipe. Step 4, the groove of the composite pipe is pre-welded by GMAW, and the welding material is CHW_60C; Step 5, the inner and outer base of the groove of the composite pipe is welded by SAW, and the welding material is JW_9/995N; Step 6, the transition layer of the groove of the composite pipe is welded by GT. AW welding, the welding material is GMS_309MoL; Step 7, the composite pipe groove inner cladding welding using GTAW welding, welding material is GMS_316L, to solve the existing problem of poor corrosion resistance of submarine pipelines.

【技术实现步骤摘要】
一种双金属冶金复合直缝管及其制造方法
本专利技术属于海底油气输送管道
，具体涉及一种双金属冶金复合直缝管及其制造方法。
技术介绍
在深海油气田开发中，水下生产系统无法对所产油气进行预先处理，含有CO2和/或H2S的高腐蚀性油气介质直接进入海底管道进行输送，而普通的碳钢管和低合金钢管无法满足耐蚀性要求，为实现海底油气输送管线的长期安全稳定运行，必须采用高性能管材。双金属复合管由于兼具碳钢管的高强度与不锈钢管良好的耐蚀性能，目前已成为国内外普遍认可的高性能特种管材。按照界面结合方式，双金属复合管可分为机械复合式和冶金复合式两种，其中后者两种材料间因实现了冶金结合，结合强度远高于机械复合管。而由于我国深海油气田开发较晚，对海底管道用双金属复合管的研究与开发较少，目前仅有西安向阳、上海海隆和珠江钢管有限公司生产的双金属复合管(机械结合复合管)在海底管线上进行了工程应用，如崖城13-4项目、番禺35-1/2项目、平黄HY1-1/2项目，在使用过程中发现其存在以下问题：①管端必须进行封焊或堆焊处理，并对焊层进行加工，使用和维护成本极高；②海底管道外防腐施工过程中需对钢管进行预热，基、内覆层间隙中的水分和空气受热蒸发膨胀，容易导致管道失稳、分层和鼓包；③无法通过冷、热加工制造弯头等配件；④内覆层不能参与管道总强度评估，材料利用率低。冶金复合管因其具有较高的界面结合强度和良好的冷、热加工性能，可在很大程度上解决上述问题。因此，综合考虑海底管道的服役环境、生产制造及整体施工情况，根据海上高腐蚀性油气输送介质对管道强度与耐蚀性的要求，开发适用于海底油气输送管道的双金属冶金复合管对海洋油气资源开发具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：针对深海高腐蚀性油气田开发对油气介质输送的要求，提供一种双金属冶金复合直缝焊管及其制造方法，以解决现有海底管道用双金属机械复合管所存在的不足。本专利技术的目的是通过以下技术方案来解决的：一种双金属冶金复合直缝焊管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，将基层钢板与内覆层钢板通过爆炸焊接的方式制成冶金复合板；步骤二，对所述复合板进行JCO成型制成复合管；步骤三，对所述复合管进行纵向焊缝的双Y型复合坡口加工；步骤四，对所述复合管坡口采用GMAW方式进行基层对中预焊，焊接材料为CHW-60C；步骤五，对所述复合管坡口内外侧基层采用SAW方式进行焊接，焊接材料为JW-9/995N；步骤六，对所述复合管坡口过渡层焊接采用GTAW进行焊接，焊接材料为GMS-309MoL；步骤七，对所述复合管坡口内覆层焊接采用GTAW进行焊接，焊接材料为GMS-316L。所述步骤三中所述双Y型坡口的坡口角度为80～90°，钝边深为3～5mm，基层碳钢一侧的坡口深度为7～9mm，内覆层一侧留有4.5mm的凸台。所述复合板以爆炸焊接的方式结合在一起，且内覆层与基层间为冶金结合，沿复合管轴向方向基、内覆层长度相等。所述基层钢板为碳钢，可为X60、X65、X70、X80和X100管线钢，基层厚度为12～52mm。所述内覆层为不锈钢或耐蚀合金，可为316L不锈钢、317L不锈钢、Inconel625合金及Inconel825合金等耐蚀合金材料，内覆层厚度为2～5mm。所述复合管包括基层和内覆层，所述基层通过纵向焊缝与内覆层连接。所述纵向焊缝为双Y型坡口。本专利技术有益效果：1.基、内覆层间采用爆炸焊工艺实现了冶金结合，结合强度较高，层间剪切强度可达300MPa以上。2.复合管无需再进行管端堆焊与封焊处理，无需二次加工，使用与维护成本较低。3.基、内覆层间无间隙，不会残留水分与空气，后续加工与铺设过程中可避免出现因水分与空气受热蒸发或膨胀而产生的分层与鼓包问题。4.可采用热煨弯制工艺直接由直管加工弯头，降低制造成本。5.内覆层能够参与管道总强度评估，材料利用率提高。附图说明图1为本专利技术的横截面示意图。图2为本专利技术的纵切面示意图。图3为本专利技术焊接成型时所采用的坡口形式及焊接顺序示意图。附图标注说明：1——基层钢板；2——内覆层钢板；3——纵向焊缝；4——对中预焊；5——内侧基层焊接；6——外侧基层焊接；7——过渡层焊接；8——内覆层焊接；9——双Y型坡口。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术的一个实施例的横截面与纵切面如图1和图2所示。由图1可见，该双金属复合管主要结构包括基层钢板1、内覆层钢板2与纵向焊缝3。其中，本专利技术提供如下步骤进行双金属冶金复合管纵缝焊接：一种双金属冶金复合直缝焊管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，将基层钢板1与内覆层钢板2通过爆炸焊接的方式制成冶金复合板；步骤二，对所述复合板进行JCO成型制成复合管；步骤三，对所述复合管进行纵向焊缝3的双Y型复合坡口9加工；步骤四，对所述复合管坡口9采用GMAW方式进行基层对中预焊4，焊接材料为CHW-60C；步骤五，对所述复合管坡口内外侧基层采用SAW方式进行焊接(5,6)，焊接材料为JW-9/995N；步骤六，对所述复合管坡口过渡层焊接7采用GTAW进行焊接，焊接材料为GMS-309MoL；步骤七，对所述复合管坡口内覆层8焊接采用GTAW进行焊接，焊接材料为GMS-316L。所述步骤三中所述双Y型坡口9的坡口角度为80～90°，钝边深为3～5mm，基层碳钢一侧的坡口深度为7～9mm，内覆层一侧留有4.5mm的凸台。所述复合板以爆炸焊接的方式结合在一起，且内覆层与基层间为冶金结合，沿复合管轴向方向基、内覆层长度相等。所述基层钢板1为碳钢，可为X60、X65、X70、X80和X100管线钢，基层钢板1厚度为12～52mm。所述内覆层钢板为不锈钢或耐蚀合金，可为316L不锈钢、317L不锈钢、Inconel625合金及Inconel825合金等耐蚀合金材料，内覆层厚度为2～5mm。所述复合管包括基层钢板1和内覆层钢板2，所述基层钢板1通过纵向焊缝3与内覆层钢板2连接。所述纵向焊缝3为双Y型坡口9。本实施例中，所述基层钢板1材料为X65管线钢，基层钢板1厚度为18mm；所述内覆层钢板2材料为316L奥氏体不锈钢，内覆层2厚度为3mm。本实施例中，所述复合钢板1由爆炸焊接复合工艺生产，基层钢板1与内覆层钢板2之间为冶金结合，由图2可见，沿复合管轴向方向基层钢板1与内覆层钢板2长度相等。本实施例中，所述复合管的纵焊缝坡口9为双Y形，坡口角度为80～90，钝边为4mm，基层碳钢一侧的坡口深度为8mm，内覆层一侧留有4.5mm的凸台。图3所示为本实施例所采用的坡口形式及焊接顺序。上所述复合管的基层碳钢1采用埋弧焊进行焊接，过渡层7和内覆层钢板2采用GTAW进行焊接，焊接成型工艺为：基层对中预焊4→内侧基层焊接5→外侧基层焊接6→过渡层焊接7→内覆层焊接8。本实施例中，所述对中预焊4采用GMAW焊，焊接材料为CHW-60C，焊接工艺参数如下表所示：基层碳钢对中预焊工艺参数本实施例中，所述内侧基层焊接5和外侧基层焊接6采用SAW焊，焊接材料为JW-9/995N，焊接工艺参数如下表所示：基层碳钢埋弧焊工艺参数本实施例中，所述过渡层焊接7采用GTAW焊，焊接材料为GMS-309MoL；内覆层焊接8采用GTAW焊，焊接材料为GMS-316L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双金属冶金复合直缝焊管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，将基层钢板与内覆层钢板通过爆炸焊接的方式制成冶金复合板；步骤二，对所述复合板进行JCO成型制成复合管；步骤三，对所述复合管进行纵向焊缝的双Y型复合坡口加工；步骤四，对所述复合管坡口采用GMAW方式进行基层对中预焊，焊接材料为CHW‑60C；步骤五，对所述复合管坡口内外侧基层采用SAW方式进行焊接，焊接材料为JW‑9/995N；步骤六，对所述复合管坡口过渡层焊接采用GTAW进行焊接，焊接材料为GMS‑309MoL；步骤七，对所述复合管坡口内覆层焊接采用GTAW进行焊接，焊接材料为GMS‑316L。

【技术特征摘要】
1.一种双金属冶金复合直缝焊管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，将基层钢板与内覆层钢板通过爆炸焊接的方式制成冶金复合板；步骤二，对所述复合板进行JCO成型制成复合管；步骤三，对所述复合管进行纵向焊缝的双Y型复合坡口加工；步骤四，对所述复合管坡口采用GMAW方式进行基层对中预焊，焊接材料为CHW-60C；步骤五，对所述复合管坡口内外侧基层采用SAW方式进行焊接，焊接材料为JW-9/995N；步骤六，对所述复合管坡口过渡层焊接采用GTAW进行焊接，焊接材料为GMS-309MoL；步骤七，对所述复合管坡口内覆层焊接采用GTAW进行焊接，焊接材料为GMS-316L。2.根据权利要求1所述的一种双金属冶金复合直缝焊管的制造方法，其特征在于：所述步骤三中所述双Y型坡口的坡口角度为80～90°，钝边深为3～5mm，基层碳钢一侧的坡口深度为7～9mm，内覆层一侧留有4.5mm的凸台。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小川，王典灿，曹静，王志刚，陈国炳，候静，相政乐，陈培新，武占文，曾明勇，陆娟，夏万福，薛小军，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司，四川惊雷科技股份有限公司，海油发展珠海管道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11