[发明专利]一种石油天然气输送用冶金复合管的焊接方法

说明书

本发明提供了一种石油天然气输送用冶金复合管的焊接方法，所述焊接方法包括以下步骤：对冶金复合管焊接端进行坡口加工；对坡口进行组对，将与所述内衬层材质相同或相近的定位块置于组对的坡口之间，通过点焊将定位块与组对的坡口连接；对焊接端进行防氧化处理；控制第一焊接材料成分，从冶金复合管的内侧至外侧，对焊接端进行第一层焊接、第二层焊接以及第三层焊接，并在所述第二层焊接结束后将所述定位块移除；控制第二焊接材料成分，对焊接端进行第四层焊接、第五层焊接以及第六层焊接。本发明的焊接方法能够对强度高、塑性好、抗应力腐蚀和抗酸腐蚀性能强的石油天然气输送用冶金复合管进行快速、高效的焊接，工艺简单，操作简便。

技术领域

本发明属于石油天然气管道焊接技术领域，具体来讲，涉及一种石油天然气输送用冶金复合管的焊接方法。

背景技术

目前，随着能源需求的不断提高，新开发油气田气质条件十分复杂。某国外项目属于典型的“六高”油气田(高产量、高温、高压、高含H₂S、高含CO₂、高含氯离子)，介质的腐蚀性较强，运行风险较高。在传统的工程设计经验中，对于含H₂S、CO₂腐蚀性油气田，采、集气管线均采用碳钢钢管加上缓蚀剂方案来解决管道内腐蚀问题。但是该方案具备一定的局限性。虽然碳钢适应性强，一次性投入低，但出现事故概率较大，对于大产量气井风险较大。为提高工程可靠性和全寿命周期经济性，在国际上，与该工程类似项目，目前已基本采用镍元素含量高的耐蚀合金材料作为防腐蚀方案，该方案一次投入高，但为保证工程安全性，同时减少管道全寿命周期内维护费用。

但镍元素含量高的耐蚀合金材料一般为单相奥氏体合金，导热性差，线膨胀系数较大，熔池流动性差。在焊接时容易出现气孔、焊接热裂纹、未熔合、焊接变形、咬边等缺陷。同时，在焊接高温环境下，镍基合金易发生晶间贫铬现象，导致晶间腐蚀发生。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种针对运送含高H₂S、CO₂等腐蚀性物质的石油天然气管道的焊接方法，焊接合格率可以高达99％及以上。

为了实现上述目的，本发明的提供了一种石油天然气输送用冶金复合管的焊接方法，所述冶金复合管是由作为基层的碳钢层和作为覆层的内衬层构成，所述内衬层按质量百分比由以下组分组成：碳≤0.01％，镍38％～46％，铬19％～23％，钼2.5％～3.5％，锰≤1.0％，铜1.5％～3.0％，钛0.6％～1.2％，硫≤0.02％，磷≤0.02％，其余是铁以及不可避免的杂质，所述焊接方法可以包括以下步骤：对冶金复合管焊接端进行坡口加工，所述坡口包括V型段、突出段和位于V型段、突出段之间的弧形段，所述V型段位于所述冶金复合管基层，所述曲线段和突出段位于所述冶金复合管内衬层；进行坡口组对，将与所述内衬层材质相同或相近的定位块置于组对的坡口之间，通过点焊将定位块与组对的坡口连接；对焊接端进行防氧化处理；控制第一焊接材料成分，对所述突出段进行焊接，形成第一焊层；利用所述第一焊接材料，在第一焊层表面对所述弧形段进行焊接，形成第二焊层；利用所述第一焊接材料，在第二焊层表面进行焊接，形成第三焊层，所述第三焊层位于所述V型段；控制第二焊接材料成分，在第三焊层表面进行焊接，形成第四焊层、第五焊层和第六焊层，所述第四焊层、第五焊层和第六焊层均位于所述V型段，所述第六焊层的外表面高于所述冶金复合管外表面。

在本发明的石油天然气输送用冶金复合管焊接方法的一个示例性实施例中，所述坡口可以为U型坡口，所述U型坡口的根部半径可以为2.5mm～3.5mm，坡口面角度可以为15°～25°，根部间隙可以为2.5mm～3.5mm，钝边高度可以为1.6mm～2.4mm。