雙金屬復(fù)合管的施工焊接技術(shù)

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1、雙金屬復(fù)合管的施工焊接技術(shù)第28卷第6期2010年12月天然氣與石油NaturalGasAndOilVo1.2&No.6Dec.2010雙金屬復(fù)合管的施工焊接技術(shù)許愛華，院振剛，楊光，張靖，張鮑鵬,朱力揮仲國石油塔里木油出公司，新疆庫爾勒841000)摘要:結(jié)合西氣東輸主力氣源地新疆油氣田雙金屬復(fù)合管的成功應(yīng)用實例,介紹了雙金屬復(fù)合管的施工及焊接技術(shù)，該技術(shù)綜合采用了特殊的坡口形式，焊接工序，焊接方法,焊接材料等工藝方法，解決了焊接難題,提出了常見缺陷的消減措施，為后續(xù)復(fù)合管在酸性高壓腐蝕介質(zhì)條件下的推廣應(yīng)用及施工提供技術(shù)參考.關(guān)鍵詞:

2、雙金展;復(fù)合管;復(fù)合管焊接;復(fù)合管工藝評定文章編號:1006-5539(2010)06-0022-07文獻標識碼:B1項目背景在石油天然氣田開發(fā)中,各種酸性有害介質(zhì)的腐蝕問題是困擾許多油氣田開發(fā)的一項難題，四氣東輸工程主力氣源主要來自于新疆塔里木氣區(qū)的牙哈凝析氣田，克拉2氣田，英買力凝析氣田群，迪那2氣出等，而這些氣出都不同程度的含有CO,C1一等腐蝕介質(zhì)，傳統(tǒng)上解決這一難題的方法通常有兩種:一是為了降低建設(shè)成本，采用碳鋼或低合金鋼管加緩蝕劑，脫水等方式減緩腐蝕速率，這種方法容易造成意外腐蝕，維護工作量大，隱性成本較高;二是采用純不銹鋼

3、材料，這種方法投資大,目前只能依賴進口,如克拉2氣田集氣管線選用進口22Cr鋼管.近年來，國內(nèi)外逐漸采用雙金屬復(fù)合管替代傳統(tǒng)材料和不銹鋼，節(jié)約投資并提高了油氣田運營的安全穩(wěn)定性;牙哈凝析氣［□的改造屮率先采用了雙金屬復(fù)合管J,并在迪那2氣田的建設(shè)中得到了大規(guī)模的推廣應(yīng)用，填補了國內(nèi)復(fù)合管應(yīng)用于高壓酸性氣田的空白.牙哈氣田集輸工程和集中處理廠于2000年建成，是西氣東輸?shù)闹髁庠?，單井原料氣?C1一含量為115900mg/L,CO,含量為0.5%?1%，產(chǎn)生0.25MPa分壓，工程建設(shè)時選用的是20#鋼管，設(shè)計壓力為30MPa,從200

4、3年開始出現(xiàn)管道腐蝕穿孔，到2005年發(fā)生管道爆裂30多次，嚴重影響油氣田的正常運轉(zhuǎn),最后工程技術(shù)人員經(jīng)過論證，嘗試采用雙金屬復(fù)合管⑶6L+20#）代替20#13J,2008年檢修時，工程技術(shù)人員取復(fù)合管管段試樣，結(jié)果顯示表面光亮未見點蝕.辿那2氣田是目前國內(nèi)陸上最大的凝析氣田，于2009年6月30Et建成并順利投產(chǎn)，氣HI水屮cl一含量最高為59000m#L,存在點蝕和氯化物應(yīng)力腐蝕.CO含量0.35%,地面部分CO分壓為0.046MP%溫度達到29.46?64.95°C,處于CO和cl一腐蝕加劇的敏感區(qū)域內(nèi)，在20km集輸計量管道和

5、15km單井支線的建設(shè)屮,大規(guī)模采用了材質(zhì)為L245+316L的復(fù)合管，其316L襯層厚度為2mm,管道直徑為114111m和168mln,很好地解決了C1―co,造成的腐蝕穿孔問題，并節(jié)省了大量投資.2焊接難題雙金屬復(fù)合管以碳素鋼管或合金鋼管為基管，在其內(nèi)表面覆襯一定厚度（一般為2?3mm）的不銹鋼,鈦合金，銅，鋁等耐蝕合金屬制造的復(fù)合管，這種特殊的結(jié)構(gòu)形式，使其兼顧碳鋼的耐壓性和不銹鋼的耐蝕性以及相對不銹鋼價格低廉的特點，其突出的性價比和耐蝕性能,使它在石油及天然氣工業(yè)，供水工程，化學(xué)工業(yè)等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景.收稿日期:2010

6、-08-02作者簡介:許愛華（1981一），男，河南周口人，學(xué)士，主要從事油田基本建設(shè)和項冃管理工作.第28卷第6期許愛華,等:雙金屬復(fù)合管的施工焊接技術(shù)23但是該材料焊接有許多技術(shù)特點，工藝參數(shù)和現(xiàn)場措施對接頭的組織和性能有很大影響，由于生產(chǎn)工藝的限制，目前國內(nèi)主要采用”金屬管道爆燃加襯技術(shù)”或者液壓復(fù)合技術(shù)，其基層和襯層間的結(jié)合完全是機械結(jié)合，未達到冶金結(jié)合，基層和襯層間會有一定的縫隙，其特殊的結(jié)構(gòu)形式導(dǎo)致焊接時層間未熔合或夾渣,主要合金元素易燒損，熔池金屬塌陷形成焊瘤，焊縫背面氧化成型不良，焊縫周圍碳原子遷移影響防腐效果等焊接缺陷

7、，并且口前國內(nèi)無法生產(chǎn)復(fù)合管的彎頭，必然存在兩種鋼或多種鋼的焊接，因此解決復(fù)合管的焊接難題是其大規(guī)模推廣應(yīng)用的關(guān)鍵.工程技術(shù)人員與四川焊培中心技術(shù)人員經(jīng)過大量的科研試驗和技術(shù)攻關(guān)，充分地分析了異種金屬焊接上帶來的強度，塑性和韌性，以及主要合金元素?zé)龘p和稀釋,焊縫區(qū)域碳原了遷移等難題，摸索出一整套復(fù)合管的焊接技術(shù)?該技術(shù)創(chuàng)新的采用了特殊的坡口形式，先封焊后根焊的焊接工序，預(yù)焊定位塊保證對口間隙的焊接方法,藥芯焊絲材料，氣體保護等，解決了焊接技術(shù)難題,并提岀了常見缺陷的消減措施，為后續(xù)復(fù)合管的施工提供技術(shù)參考.3復(fù)合管坡口3.1坡口接頭形式

8、坡口的接頭形式對焊接工藝評定影響很大，由于國內(nèi)復(fù)合管釆用的牛產(chǎn)形式，無論是爆炸復(fù)合還是液壓復(fù)合，都屬于機械式復(fù)合，基層和襯層未達到原子或分子間的結(jié)合，它們之間有一定的間隙，如果采用常規(guī)的坡口形式（見圖1）焊