試析雙金屬復合管(304/20)安裝施工技術

楊忠魏（陜西建工安裝集團有限公司，陜西西安710043）

試析雙金屬復合管(304/20)安裝施工技術

楊忠魏（陜西建工安裝集團有限公司，陜西西安710043）

雙金屬復合管是我國航天科技集團應用金屬爆燃加襯專利技術生產得到的新型防腐管道。這一技術融合當前常用的兩種防腐技術，即表面覆蓋技術以及耐蝕合金技術，發揮兩種技術之間的互補效果。應用的范圍包括地面輸油管、石油注水管、民用供水管、汽車用管、化工用管，壓縮空氣管道、消防用管以及醫院特殊用管等，同時能夠用來制作雙金屬復合管產品。本文簡要論述雙金屬復合管，并在此基礎上探討常用的安裝施工技術。

雙金屬復合管；安裝；難點；施工；技術

雙金屬復合管的耐腐蝕性強、承壓高并且低造價，在管材領域已經站穩腳跟取得迅速的發展，并且其具體應用的環節還在持續拓展。

1 雙金屬復合管簡介

雙金屬復合管的襯管使用耐蝕合金材料，從而有著理想的耐腐蝕效果；基管使用碳鋼管或者其他的合金鋼管，從而確保機械力學性能優秀，最終實現理想的組合。雙金屬復合管有以下性能特點：①無毒衛生，生產制造過程當中不會產生廢氣，使用過程當中也不會造成水質的二次污染，滿足整幅的飲用水標準，可以說是綠色環保建材[1]。②耐壓耐熱，耐熱溫度范圍是40～500℃，耐壓則＞20MPa。③耐腐蝕并且不結垢，根據輸送介質的不同可以選擇相應的內襯合金管，能夠避免出現腐蝕問題，并且不會滋生細菌，防止管道發生結垢堵塞的風險。④便于安裝，能夠使用焊接以及法蘭連接，安全可靠并且操作簡單，安全可靠。⑤管道噪音低并且阻力小，管道的內壁光滑，因此摩擦阻力低于其他的金屬管道，所以噪音比較低[2]。⑥機械性能理想，有著優異的抗拉伸以及抗沖擊性。

雙金復合管施工難點方面，雙金屬復合管耐腐蝕性能突出并且性價比超高，在化學、天然氣工業、供水以及石油等行業都體現出了廣闊的應用前景。優勢在于其結構形式比較特殊。雙金屬復合管可使用合金鋼管或者是碳素鋼管當作基管，在其內部覆襯3mm左右的耐蝕金屬涂層，并且涂層的材質主要是不銹鋼、鈦合金、鋁以及銅等。這種結構確保雙金屬復合管可以同時擁有不銹鋼耐蝕性以及碳鋼耐壓性，價格比較低廉[3]。不過雙金屬復合管的接頭組織以及性能在實際應用的過程當中，容易遭到工藝參數以及現場措施等因素的影響。就目前我國的生產工藝而言，只能選擇使用液壓復合技術或者是金屬管道加襯技術，采用機械方式結合基層以及襯層，兩者間容易存留一定縫隙，難以實現冶金結合。除此之外，國內還無法順利生產復合管彎頭，因此需要進行多種鋼焊接[4]。不過雙金屬復合管擁有的特殊結構在焊接的時候可能會導致下列焊接缺陷，例如層間無法熔合、夾渣、焊縫附近碳原子遷移影響防腐效果、熔池金屬塌陷、合金元素容易燒損以及焊縫背面氧化不良等。因此如果想要大規模推廣復合管，關鍵在于解決復合管焊接方面的技術難題。

2 雙金屬復合管安裝施工技術

2.1 復合管安裝施工

（1）坡口接頭形式。根據當前國內的生產水平，復合管襯層以及基層之間往往存在間隙，無法實現分子甚至是原子層面的結合，這就導致坡口接頭的形式在一定程度上影響到焊接工藝的效果[5]。襯層以及基層間容易出現裂紋，焊接位置也容易出現滲碳的問題。經過技術人員的探索研究，發現可以讓襯層突出3mm左右，采取這種安裝技術優點主要如下：一方面是襯層突出可以延長碳鋼到根焊焊縫之間的距離，削弱出現滲碳的風險。另一方面是容易封焊焊道襯層，降低焊接組對錯邊量。

（2）坡口加工方法。不銹鋼接頭以及復合管能夠根據具體的施工條件選擇使用便攜式的旋轉坡口刀進行加工，同時也可以選擇車床加工的方式，這樣的機械加工方式可以滿足接頭質量以及尺寸方面的要求[6]。考慮到施工現場的具體狀況，結合地區的地理條件以及返修要求，在安裝過程當中可以選擇使用便攜式的旋轉坡口機完成接頭的加工，這種方法的操作簡便并且設備簡單，加工的過程僅僅將設備支腿固定于管口，一端探進管口的內部之后連通電源，并且無需轉動管子，僅僅旋轉刀頭就能夠加工得到需要的坡口，克服車床費工費時以及受地理條件限制嚴重的缺點。

2.2 焊接復合管

（1）焊接工序。確定焊接工序的時候，復合管以及復合板之間有著很大的區別。在復合板焊接過程當中，通常需要焊接基層的位置，然后焊接過渡層。復合管焊接受管子結構影響，需要先對接襯層，然后焊接過渡層，最后才可以焊接基層。不過在焊接施工過程當中，襯層往往為3mm厚，并且管材為橢圓型，組對的難度較高。此外焊接技術存在著難以把控的問題，焊把位置以及焊接力度都不容易拿捏，容易燒穿襯層。因此可以將焊接的工序轉變為先封焊后根焊，并且在焊接過程當中需要控制電流量，避免擊穿不銹鋼層，而是要熔化基層的金屬，因此需要盡可能確保電弧中心接近基層的金屬。實踐顯示封焊之后的焊接接頭，降低組對錯邊量，避免襯層以及基層鋼管之間的位移問題，并且解決襯層金屬的熱導率小、途徑單一以及焊接熱量傳輸慢等問題，防止焊縫過熱引發的焊接困難以及焊后成型差。

（2）選擇焊接材料。在施工過程當中可以選取天泰公司的TIG焊絲，配合背面的氬氣保護，在封焊方法方面使用鎢極氬弧焊。該藥芯焊絲焊接的時候電弧柔軟，不會出現飛濺問題，并且可以在焊接時能夠阻斷復合管不銹鋼以及襯層間的夾層空氣，減輕外部空氣氧化影響，并且可以使焊道保持美觀平坦的外觀。這樣一來就解決實芯焊絲電弧硬、成型差以及飛濺大的缺點，滿足復合管工藝的評定標準。焊接過程當中通過氬氣保護焊縫的背面，焊縫實驗結果顯示性能指標可以滿足要求，同時氯化物的腐蝕結果合格。

（3）焊接方法。焊接方式選擇方面，無論是選擇封焊或者使用鎢極氬弧焊方式，都需要考慮復合管的結構形式，其中襯層對接的難度較高，鎢極氬弧焊可以順利解決這方面的問題，雖然在焊接速度上比較慢，不過相對而言屬于較為完美的一種打底焊接技術，還可以適應多種坡口打底焊接。主要優點表現在能夠通過單面焊接實現雙面成型，并且可以直接觀察熔透以及焊接熔池的情況，熔合也較小，可以控制鋼焊縫的成分與組織，背面也不會出現熔渣，從而便于清潔管內。在結束底焊工序后，就能夠繼續焊接普通鋼。為改進焊接的速度，需要解決焊道寬引發的速度下降問題。

綜上所述，雙金屬復合管因為自身的耐蝕功能比較強，同時性價比較高，在天然氣工程、供水工程、化工工業以及石油工業當中都有著比較好的前景。雙金屬復合管會取代不銹鋼以及碳鋼，因此需要熟悉復合管施工焊接技術。只有持續改善技術水平才可以不斷增強我國這方面的施工技術優勢。

[1]劉 勇，候遠盛，王 義，等．雙金屬復合管道在牙哈凝析氣田的應用[J]．油氣田地面工程，2014，12（9）：114～115．

[2]楊紅春，楊小平，楊明忠，等．牙哈凝析氣田腐蝕機理及防腐措施研究[J]．鉆采工藝，2013，10（2）：117～119．

[3]陳海云，曹志錫．雙金屬復合管塑性成形技術的應用及發展[J]．化工設備與管道，2014，11（5）：97～98．

[4]李發根，魏 斌，邵曉東，蔡 銳．雙金屬復合管技術經濟性分析[J]．腐蝕科學與防護技術，2014，10（1）：69～70．

[5]楊平生，俞 進，柯 勇，等．雙金屬復合鋼管界面及焊縫的微觀結構[J]．南昌大學學報（理科版），2014，29（6）：603～609．

[6]劉建彬，韓靜濤，鮑善勤，等．熱處理對雙金屬復合管X60／2205組織及力學性能的影響[J]．熱加工工藝，2013，38（4）：125～127．

U175

A

2095-2066（2016）05-0151-02

2016-1-15

楊忠魏（1966-），男，工程師，大專，主要從事機電一體化工藝設備安裝技術工作。