CN109834365A - 一种用于小口径内防腐管道对焊的加工方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于小口径内防腐管道对焊的加工方法，先对管坯端部进行墩粗处理，然后再进行穿管；对管道端部的内壁进行堆焊坡口加工，坡口起点为从外加厚起点对应的位置，坡口深度与外加厚的幅度一致；堆焊起弧点在坡口起点位置，堆焊层将坡口全部填充；对管道进行内防腐处理，涂覆防腐层；防腐层为有机涂层或耐蚀合金镀层；最后管道对接焊。本发明采用端部外加厚的方式保证了在堆焊坡口加工时，管道的整体强度不受影响；在堆焊完成后，保证了管道内壁的平滑过渡。在焊接的过程中有效避免了焊接高温对防腐层的破坏，并实现了管道内表面防腐层的连续性。

Description

一种用于小口径内防腐管道对焊的加工方法
技术领域
本发明涉及管道领域，更特别地说，涉及一种小口径内防腐管道的焊接连接方法。
背景技术
在油气田生产过程中，管道长期处于高温、高压、CO2/H2S、含Cl-地层水的环境中，腐蚀问题非常突出，传统碳钢管道也会面临越来越严重的考验。耐蚀合金虽然能有效地解决腐蚀问题，然而其成本较高，一次性投资额度也相对较大。管道内表面的涂镀层技术是一种十分经济、有效的防腐的措施。然而，油气地面管道均采用焊接连接的方式，为了保证管道内涂层的连续性和完整性，现场焊接后需对焊缝部位进行涂层补口处理。目前，大口径的管道内补口技术已十分成熟，但对于小口径管道的内补口技术尚不完善，施工质量也难以保证，尤其是能够满足管径在100mm以内的管道的内补口设备和方法基本处于空白。这些因素极大地限制了小口径涂镀层内防腐管道在油田的推广应用。
发明内容
针对上述问题，本发明目的在于提出了一种小口径内防腐管道的焊接连接方，克服了现有小口径内防腐管道焊接后补口难以实施的问题，使管道对接焊接接头耐蚀性能达到甚至超过内涂层管道，并实现了管道内表面防腐层的连续性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于小口径内防腐管道对焊的加工方法，包括以下步骤：
(1)管端外加厚：
先对管坯端部进行墩粗处理，然后再进行穿管，形成包含加厚部位和未加厚部位的管道；
(2)端部加工：
对管道端部的内壁进行坡口加工，坡口加工的起点处于加厚部位内，加厚部位经坡口加工后的壁厚大于或等于未加厚部位的壁厚；
(3)端部堆焊：
在坡口处进行堆焊，形成堆焊层，堆焊层将坡口全部填充；
(4)内防腐处理：
对管道内壁涂覆防腐层，防腐层为有机涂层或耐蚀合金镀层。
本发明进一步的改进在于，所述加厚部位的长度为100～200mm，最大加厚部位的加厚度为1～2mm。
本发明进一步的改进在于，防腐层与堆焊层搭接宽度为50～100mm。
本发明进一步的改进在于，进行步骤(3)前，采用动力角向砂轮机清除管道端部经机加工处理部位的毛刺，并用丙酮溶液清洗坡口500mm内的油污与杂质。
本发明进一步的改进在于，步骤(3)的端部堆焊的具体条件为：采用钨极氩弧焊，焊丝为ER NiCrMo-3；钨级与焊丝间距为3-5mm，电弧长度为2.5-3mm，钨极角度为30°-40°，预热温度需在起弧前测量达到规定温度，最小预热温度为80℃，预热长度为距离管端300mm。
本发明进一步的改进在于，步骤(3)中，堆焊完成后采用抛光机修磨堆焊层。
本发明进一步的改进在于，步骤(4)中，有机涂层为环氧树脂涂层、酚醛树脂涂层或聚氨酯涂层，有机涂层的涂覆工艺为无气喷涂或静电喷涂；耐蚀合金镀层为Ni-P镀层或Ni-W镀层，耐蚀合金镀层的涂覆工艺为化学镀或电镀。
本发明进一步的改进在于，还包括管道对接焊，具体包括以下步骤：
对两个管道的端部进行坡口加工，坡口型式为单面V型，钝边厚度为2-2.5mm，坡口角度为40°～60°，钝边间隙为2-3mm；
在坡口处进行对接焊，焊接方式为单丝多层焊；焊接材料为ER NiCrMo-3；保护气体为氩气，焊接方向为向上。
本发明进一步的改进在于，单丝多层焊包括根焊、过渡焊、填充焊以及盖面焊。
本发明进一步的改进在于，在坡口处进行对接焊时，焊接的参数为：根焊电压为9-11V，电流为60-70A，焊接速度为60-100mm/min，正面保护气流量为9-10L/min，负面保护气流量为6-10L/min，线能量为0.5-1.0KJ/mm；过渡焊电压为9-11V，电流为70-80A，焊接速度为100-160mm/min，正面保护气流量为8-9L/min，负面保护气流量为20L/min，线能量为0.5-1.0KJ/mm；填充焊电压为9-11V，电流为80-90A，焊接速度为60-140mm/min，正面保护气流量为9-11L/min，负面保护气流量为20L/min，线能量为0.5-1.5KJ/mm；盖面焊电压为9-11V，电流为80-90A，焊接速度为60-120mm/min，正面保护气流量为9-11L/min，负面保护气流量为20L/min，线能量为0.5-1.0KJ/mm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)采用端部外加厚的方式保证了在堆焊坡口加工时，管道的整体强度不受影响；在堆焊完成后，保证了管道内壁的平滑过渡。
(2)在焊接的过程中有效避免了焊接高温对防腐层的破坏，并实现了管道内表面防腐层的连续性；
(3)本发明中通过对管道管端外加厚，堆焊坡口加工，堆焊，防腐处理后对接焊，使管道对接焊接接头耐蚀性能达到甚至超过内涂层管道，并实现了管道内表面防腐层的连续性，解决了小口径内防腐管道焊缝现场补口的技术难题。
附图说明
图1为管道端部外加厚示意图。
图2为管道端部堆焊坡口示意图。
图3为管道端部堆焊层示意图。
图中，1为管道，2为堆焊坡口，3为堆焊层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
本发明的小口径防腐管道的管径在100mm以内。
参加图1-图3，本发明包括以下步骤：
(1)管端外加厚
本发明采用的小口径管道为端部外加厚无缝钢管，即在制管过程中，先对管坯端部进行墩粗处理，然后再进行穿管及后续加工，形成包含加厚部位和未加厚部位的管道。其中，加厚部位长度L为100～200mm，最大加厚部位的加厚度d为1～2mm。
(2)端部加工
对管道1端部的内壁进行堆焊坡口2加工，坡口加工的起点处于加厚部位内，加厚部位经坡口加工后的壁厚大于或等于未加厚部位的壁厚；坡口深度与外加厚的幅度一致，即坡口加工完成后，管道壁厚均匀一致。
(3)端部堆焊
焊前需采用动力角向砂轮机清除管道端部经机加工处理部位的毛刺，并用丙酮溶液清洗坡口500mm内的油污、杂质；
然后在坡口处进行堆焊，形成堆焊层，堆焊层将坡口全部填充；
其中，端部堆焊的具体条件为：采用钨极氩弧焊，焊丝为ER NiCrMo-3。钨级与焊丝间距为3-5mm，电弧长度为2.5-3mm，钨极角度为30°-40°。预热温度需在起弧前测量达到规定温度，最小预热温度为80℃，预热长度为距离管端300mm；
堆焊起弧点在坡口起点位置，堆焊层3应将坡口全部填充，保证管道内径均匀一致。堆焊完成后采用抛光机修磨堆焊层，使管道内壁平整、光滑。
(4)内防腐处理
对管道进行内防腐处理，在管道内壁涂覆防腐层，防腐层为有机涂层或耐蚀合金镀层。其中有机涂层为环氧树脂涂层、酚醛树脂涂层或聚氨酯涂层，涂覆工艺为无气喷涂或静电喷涂；耐蚀合金镀层为Ni-P镀层或Ni-W镀层，涂覆工艺分别为化学镀或电镀。防腐层与管端耐蚀合金堆焊层搭接宽度为50～100mm。
(5)管道对接焊
对两个管道的端部进行坡口加工，坡口型式为单面V型，钝边厚度为2-2.5mm，坡口角度为40°～60°，钝边间隙为2-3mm；
在坡口处进行对接焊，焊接方式为单丝多层焊。
焊前清理：清理坡口及其内外侧表面20mm范围内的油、漆、垢、毛刺和水分，焊接前焊缝左右150mm范围内预热至80℃。
层间清理：清理层间焊道表面的氧化皮，层间温度控制在100℃以下。
焊接方式：单丝多层焊，包括根焊、过渡焊、填充焊、盖面焊。
焊接材料：ER NiCrMo-3。
保护气体：氩气，纯度≥99.99％。
焊接方向：向上。
焊接参数：见表3。
表3对接焊工艺参数

Claims (10)

1.一种用于小口径内防腐管道对焊的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)管端外加厚：
先对管坯端部进行墩粗处理，然后再进行穿管，形成包含加厚部位和未加厚部位的管道；
(2)端部加工：
对管道端部的内壁进行坡口加工，坡口加工的起点处于加厚部位内，加厚部位经坡口加工后的壁厚大于或等于未加厚部位的壁厚；
(3)端部堆焊：
在坡口处进行堆焊，形成堆焊层，堆焊层将坡口全部填充；
(4)内防腐处理：
对管道内壁涂覆防腐层，防腐层为有机涂层或耐蚀合金镀层。
2.根据权利要求1所述的用于小口径内防腐管道对焊的加工方法，其特征在于，所述加厚部位的长度为100～200mm，最大加厚部位的加厚度为1～2mm。
3.根据权利要求1所述的用于小口径内防腐管道对焊的加工方法，其特征在于，防腐层与堆焊层搭接宽度为50～100mm。
4.根据权利要求1所述的的用于小口径内防腐管道对焊的加工方法，其特征在于，进行步骤(3)前，采用动力角向砂轮机清除管道端部经机加工处理部位的毛刺，并用丙酮溶液清洗坡口500mm内的油污与杂质。
5.根据权利要求1所述的用于小口径内防腐管道对焊的加工方法，其特征在于，步骤(3)的端部堆焊的具体条件为：采用钨极氩弧焊，焊丝为ER NiCrMo-3；钨级与焊丝间距为3-5mm，电弧长度为2.5-3mm，钨极角度为30°-40°，预热温度需在起弧前测量达到规定温度，最小预热温度为80℃，预热长度为距离管端300mm。
6.根据权利要求1所述的用于小口径内防腐管道对焊的加工方法，其特征在于，步骤(3)中，堆焊完成后采用抛光机修磨堆焊层。
7.根据权利要求1所述的用于小口径内防腐管道对焊的加工方法，其特征在于，步骤(4)中，有机涂层为环氧树脂涂层、酚醛树脂涂层或聚氨酯涂层，有机涂层的涂覆工艺为无气喷涂或静电喷涂；耐蚀合金镀层为Ni-P镀层或Ni-W镀层，耐蚀合金镀层的涂覆工艺为化学镀或电镀。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于小口径内防腐管道对焊的加工方法，其特征在于，还包括管道对接焊，具体包括以下步骤：
对两个管道的端部进行坡口加工，坡口型式为单面V型，钝边厚度为2-2.5mm，坡口角度为40°～60°，钝边间隙为2-3mm；
在坡口处进行对接焊，焊接方式为单丝多层焊；焊接材料为ER NiCrMo-3；保护气体为氩气，焊接方向为向上。
9.根据权利要求8所述的用于小口径内防腐管道对焊的加工方法，其特征在于，单丝多层焊包括根焊、过渡焊、填充焊以及盖面焊。
10.根据权利要求8所述的用于小口径内防腐管道对焊的加工方法，其特征在于，在坡口处进行对接焊时，焊接的参数为：根焊电压为9-11V，电流为60-70A，焊接速度为60-100mm/min，正面保护气流量为9-10L/min，负面保护气流量为6-10L/min，线能量为0.5-1.0KJ/mm；过渡焊电压为9-11V，电流为70-80A，焊接速度为100-160mm/min，正面保护气流量为8-9L/min，负面保护气流量为20L/min，线能量为0.5-1.0KJ/mm；填充焊电压为9-11V，电流为80-90A，焊接速度为60-140mm/min，正面保护气流量为9-11L/min，负面保护气流量为20L/min，线能量为0.5-1.5KJ/mm；盖面焊电压为9-11V，电流为80-90A，焊接速度为60-120mm/min，正面保护气流量为9-11L/min，负面保护气流量为20L/min，线能量为0.5-1.0KJ/mm。
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