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    行業(yè)資訊

    碳鋼/鎳基復合管生產(chǎn)工藝及焊接方法比較

    時間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0


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

      高鎳耐蝕合金既具有良好的耐蝕性,又具有強度高,塑、韌性好,冷、熱變形優(yōu)的特點,因而可廣泛用于石油、化工、濕法冶金、原子能、海洋開發(fā)和航空工業(yè)。隨著工業(yè)技術的迅猛發(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)場施工條件的復雜和惡劣程度不斷增加,要求所使用的管體和管體對接焊縫必須適應酸性腐蝕、電化學腐蝕等錯綜復雜的腐蝕環(huán)境。因此,越來越多的碳鋼/鎳基復合管可以在油氣開采中使用,但其小徑復合管焊縫的超聲波檢測技術仍然存在很多難點。鑒于此種情況,研究碳鋼/鎳基復合管的生產(chǎn)工藝及小徑復合管對接焊縫超聲波檢測技術非常有必要。 

      碳鋼/鎳基復合管的主要生產(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/鎳基復合管碳鋼基層和鎳基合金襯層的作用不同,其相關技術要求差異比較大,理化性能差別大,給熱擠壓成形帶來了很大困難,所以對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為:熱擠壓溫度應控制在1150℃左右,擠壓速度盡量平穩(wěn)增加,而且不宜過快。 

      碳鋼/鎳基合金復合管的特點及焊接時容易產(chǎn)生的缺陷見表1,碳鋼/鎳基復合管常用焊接方法的優(yōu)缺點見表2。 


    表1  碳鋼/鎳基合金復合管的特點及焊接時容易產(chǎn)生的缺陷

    焊接方法

      優(yōu)點

      缺點

      焊條電弧焊

      1)設備簡單;

      2)操作靈活方便;

      3)能進行全位置焊接,適合焊接多種材料。

      1)不適于焊接薄工件;

      2)生產(chǎn)效率低,勞動強度大;

      3)對焊工技能依賴程度大。

      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,焊件變形小;

      3)鎢極電弧穩(wěn)定,可全位置焊接。

      1)受周圍氣流影響較大;

      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

      氣體保護焊

      1)具有鎢極氬弧焊的優(yōu)點;

      2)焊接速度較快,熔敷效率較高。

      1)焊槍較大,焊接纜線比較僵硬、不靈活;

      2)受周圍氣流影響較大;

      3)設備更復雜、成本較高。

      埋弧自動焊

      1)生產(chǎn)效率高,易于自動化生產(chǎn);

      2)對操作者操作技能依賴程度較小;

      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)場焊接;

      2)不適于焊接短焊縫、薄工件;

      3)設備復雜、成本高。


    表2  碳鋼/鎳基復合管常用焊接方法的優(yōu)缺點

    焊接特點

      焊接時容易產(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)生結晶裂紋;

      2)熔合區(qū)容易產(chǎn)生脆化。

      1)嚴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)熔池較淺和流動性差,易產(chǎn)生焊         縫成形缺陷等。

      1)嚴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行焊接;

      3)用較小的電流焊接襯層金屬。


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