一种耐硫酸还原菌腐蚀钢用焊条制造技术

本发明专利技术公开了一种耐硫酸还原菌腐蚀钢用焊条，具有高强度且具有优异的耐CO2‑

【技术实现步骤摘要】
一种耐硫酸还原菌腐蚀钢用焊条


[0001]本专利技术属于焊接材料领域，特别涉及一种耐硫酸还原菌腐蚀钢用焊条。

技术介绍

[0002]随着油气田开采逐渐深入，开采工况条件日益苛刻，采出的油气往往伴随CO2和H2S腐蚀性气体。集输管线管主要用来连接油气井和油气综合处理装置之间的管道，输送的都是未经过脱水、脱盐和脱硫等预处理的油气，因而集输管线管的服役工况比较苛刻。近几年国内油气田由于CO2‑
H2S
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SRB共存环境导致的集输管线管破漏事故频发，给油气田带来很大的经济损失和环保压力。目前，单纯抗CO2/H2S腐蚀的抗腐蚀无缝管线管并不能有效解决CO2‑
H2S
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SRB共存环境所导致的穿孔问题，因此，油气田行业迫切希望能获得一种抗CO2‑
H2S
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SRB腐蚀的无缝管线管。
[0003]2018年中国石油大学和宝山钢铁股份有限公司，联合公开了名称为“一种抗CO2/H2S及硫酸盐还原菌腐蚀的无缝管线管及其制造方法”其化学成分为C：0.03～0.10％，Si：0.1～0.5％，Mn：0.10％～1.50％，P：0.02％以下，S：0.005％以下，Cr：1.0～4.0％，Ni：0.1～1.5％，Cu：0.15～2.0％，Mo：0.05～0.4％，Ti：0.01～0.05％，RE：0.05～0.1％，余量为Fe。通过合理的合金元素搭配，并辅以适当的热处理条件(加热到920～1000℃后，根据钢管壁厚，保温0.3～1h，再进行快速冷却+回火热处理)，可以得到具有强度高、耐CO2‑
H2S
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SRB腐蚀性能优异的无缝管线管。该无缝管线管可用于油气流体输送等领域。
[0004]但与母材的冶炼、轧制和热处理工艺不同，油气管线焊接因实际焊接工况的制约，无法进行如此高要求的热处理，且焊材焊接与母材冶炼不同，即使用与母材同质焊芯进行氩弧焊接，除焊接效率极低以外，焊接过程的复杂性、焊接接头的不均匀性将严重影响焊接接头的耐CO2‑
H2S
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SRB腐蚀性能，所以开发与耐CO2‑
H2S
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SRB腐蚀用钢相匹配的焊接材料显得尤为重要，优化焊接原态下焊材的耐CO2‑
H2S
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SRB腐蚀性的同时，确保焊材具有与母材相匹配的强度与韧性、优化其管道全位置焊接性，具有十分深远的社会与实践价值。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种耐硫酸还原菌腐蚀钢用焊条，采用高碱度低氢渣系和高品质超低P、S碳钢焊芯，具有优异的管道全位置焊接工艺性能，其熔敷金属具有高强度和优异的耐CO2‑
H2S
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SRB腐蚀性，与抗CO2‑
H2S
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SRB腐蚀钢管母材性能相匹配。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种耐硫酸还原菌腐蚀钢用焊条，由焊芯和药皮构成，焊芯为超低P、S碳钢H08E焊芯，药皮涂敷于焊芯外壁，药皮占焊条总重量系数的0.4～0.6，合金元素主要由药皮过渡；
[0007](a)以焊芯总重量为基准，按重量百分比计，所述焊芯的组分如下：C：≤0.08％；Si：≤0.20％；Mn：0.35～0.6％；P：≤0.008％；S：≤0.003％；P+S≤0.010％；Fe：余量；
[0008](b)药皮组成采用超低氢碱性渣系，以焊药总重量为基准，按重量百分比计，所述药皮的组分如下：碳酸钙：10～30％；碳酸钡：12～20％；萤石：4～16％；氟化钡：4～13％；氟
化锶：6～10％；冰晶石：3～5％；金红石：4～10％；钛白粉：1～3％；石英粉：3～8％；金属铬：4～6％；金属镍：1～3％；金属铜：5～8％；稀土硅铁：3
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8％；铝镁合金：0.5～2％；藻酸盐：0.5％～2.5％；余量为铁粉。
[0009]优选的，以重量百分比计，所述焊条的熔敷金属的组分包括：C：0.03～0.08％；Mn：0.3～1.2％；Si：0.15～0.50％；P：≤0.008％；S：≤0.003％；P+S≤0.010％；Ni：0.3～1.2％；Cr：1.5～4.0％；Cu：0.8～3.0％；RE≤300ppm。
[0010]优选的，所述焊芯的组分如下：C：0.054～0.063％；Si：0.08～0.17％；Mn：0.35～0.70％；P：≤0.008％；S：≤0.003％；P+S≤0.010％；Fe：余量。
[0011]本专利技术的高品质超低P、S碳钢焊芯，熔敷金属合金元素主要由药皮过渡，一方面碳钢焊芯相比于针对性冶炼耐蚀合金焊芯，具有显著的经济效益，另一方面超低P、S成分设计是保障优异接头性能的基础。
[0012]本专利技术采用高碱度超低氢渣系，一方面确保了优异的焊缝质量(较高的强韧性)，另一方面以冰晶石部分替代萤石，在确保除H的同时，利用其中的K
+
来降低F
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对电弧稳定性的破坏，提高焊接时的电弧稳定性，本申请焊条熔敷金属具有极低扩散氢，扩散氢含量H≤4ml/100g。
[0013]本专利技术中焊条药皮的作用主要是造气、造渣、脱氧和向焊缝过渡合金以及改善焊条的全位置焊接性等，以下具体分析本申请中药皮主要组分在焊条中各自发挥的作用。
[0014]焊条中碳酸盐的主要作用为造渣和造气，分解产生的CaO、BaO系碱性氧化物，能提高熔渣碱度，细化熔滴，并具有脱S、P的作用，提高焊缝金属的抗裂纹能力，还有调节熔渣熔点、粘度、表面和截面张力的作用。本专利技术中碳酸盐的含量控制在22～50％；
[0015]本专利技术中氟化物主要为萤石(CaF2)、氟化锶、氟化钡和冰晶石，可调节渣的熔点，对降低焊缝气孔，改善熔渣的物理性能，改善焊缝成型、脱渣等起关键作用，由于本专利技术焊条的焊缝金属的合金含量较高，液态金属的表面张力较大，流动性差，焊缝成形变差，焊缝中气体不易逸出，从萤石、冰晶石等得到的氟化物可以降低液态金属的表面张力，有调整熔融焊渣的黏性改善焊渣覆盖性的效果，使得焊缝成型美观，降低焊缝形成气孔的缺陷。本申请焊条中氟化物的含量为17～44％；
[0016]金红石的主要成分是TiO2，其主要作用是稳弧、造渣、能够调节熔渣的熔点、粘度、表面张力和流动性，改善焊缝成型、减小飞溅；且热脱渣性好，能使焊接电弧稳定，熔池平静，可细化过渡熔滴，使金属以细雾状过渡，方向焊接性好，改善美化焊缝成形，确保熔渣覆盖性，但过量使用会使药皮熔点偏高，形成较深套筒，也容易使机械性能下降，故本申请中其含量控制在4～10％；
[0017]从石英砂、和硅酸钾钠水玻璃等得到的硅氧化物能够调整熔融焊渣的黏性使得焊渣覆盖性良好，并且改善焊道外观及焊道形状。但硅氧化物的组分比例过高时，会使焊缝O含量过高，从而降低焊缝的力学性能，尤其是低温冲击韧性。因此焊药中的硅氧化物组分比例控制在较低的水平；
[0018]铁合金及其它金属粉的主要作用在于脱氧和过渡合金，保证焊缝中合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐硫酸还原菌腐蚀钢用焊条，由焊芯和药皮构成，焊芯为超低P、S碳钢H08E焊芯，药皮涂敷于焊芯外壁，其特征在于，药皮占焊条总重量系数的0.4～0.6，合金元素主要由药皮过渡；(a)以焊芯总重量为基准，按重量百分比计，所述焊芯的组分如下：C：≤0.08％；Si：≤0.20％；Mn：0.35～0.70％；P：≤0.008％；S：≤0.003％；P+S≤0.010％；Fe：余量；(b)药皮组成采用超低氢碱性渣系，以焊药总重量为基准，按重量百分比计，所述药皮的组分如下：碳酸钙：10～30％；碳酸钡：12～20％；萤石：4～16％；氟化钡：4～13％；氟化锶：6～10％；冰晶石：3～5％；金红石：4～10％；钛白粉：1～3％；石英粉：3～8％；金属铬：4～6％；金属镍：1～3％；金属铜：5～8％；稀土硅铁：3
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8％；铝镁合金：0.5～2％；藻酸盐：0.5％～2.5％；余量为铁粉。2.根据权利要求1所述的耐硫酸还原菌腐蚀钢用焊条，其特征在于，以重量百分比计，所述焊条的熔敷金属的组分包括：C：0.03～0.08...

【专利技术属性】
技术研发人员：周峙宏，程浩，王登峰，成双，
申请(专利权)人：昆山京群焊材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：