試析雙金屬復(fù)合管(304/20)安裝施工技術(shù)

楊忠魏（陜西建工安裝集團(tuán)有限公司，陜西西安710043）

試析雙金屬復(fù)合管(304/20)安裝施工技術(shù)

楊忠魏（陜西建工安裝集團(tuán)有限公司，陜西西安710043）

雙金屬復(fù)合管是我國航天科技集團(tuán)應(yīng)用金屬爆燃加襯專利技術(shù)生產(chǎn)得到的新型防腐管道。這一技術(shù)融合當(dāng)前常用的兩種防腐技術(shù)，即表面覆蓋技術(shù)以及耐蝕合金技術(shù)，發(fā)揮兩種技術(shù)之間的互補(bǔ)效果。應(yīng)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(yī)院特殊用管等，同時(shí)能夠用來制作雙金屬復(fù)合管產(chǎn)品。本文簡要論述雙金屬復(fù)合管，并在此基礎(chǔ)上探討常用的安裝施工技術(shù)。

雙金屬復(fù)合管；安裝；難點(diǎn)；施工；技術(shù)

雙金屬復(fù)合管的耐腐蝕性強(qiáng)、承壓高并且低造價(jià)，在管材領(lǐng)域已經(jīng)站穩(wěn)腳跟取得迅速的發(fā)展，并且其具體應(yīng)用的環(huán)節(jié)還在持續(xù)拓展。

1 雙金屬復(fù)合管簡介

雙金屬復(fù)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(jī)械力學(xué)性能優(yōu)秀，最終實(shí)現(xiàn)理想的組合。雙金屬復(fù)合管有以下性能特點(diǎn)：①無毒衛(wèi)生，生產(chǎn)制造過程當(dāng)中不會(huì)產(chǎn)生廢氣，使用過程當(dāng)中也不會(huì)造成水質(zhì)的二次污染，滿足整幅的飲用水標(biāo)準(zhǔn)，可以說是綠色環(huán)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(jié)垢，根據(jù)輸送介質(zhì)的不同可以選擇相應(yīng)的內(nèi)襯合金管，能夠避免出現(xiàn)腐蝕問題，并且不會(huì)滋生細(xì)菌，防止管道發(fā)生結(jié)垢堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。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(nèi)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(jī)械性能理想，有著優(yōu)異的抗拉伸以及抗沖擊性。

雙金復(fù)合管施工難點(diǎn)方面，雙金屬復(fù)合管耐腐蝕性能突出并且性價(jià)比超高，在化學(xué)、天然氣工業(yè)、供水以及石油等行業(yè)都體現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。優(yōu)勢(shì)在于其結(jié)構(gòu)形式比較特殊。雙金屬復(fù)合管可使用合金鋼管或者是碳素鋼管當(dāng)作基管，在其內(nèi)部覆襯3mm左右的耐蝕金屬涂層，并且涂層的材質(zhì)主要是不銹鋼、鈦合金、鋁以及銅等。這種結(jié)構(gòu)確保雙金屬復(fù)合管可以同時(shí)擁有不銹鋼耐蝕性以及碳鋼耐壓性，價(jià)格比較低廉[3]。不過雙金屬復(fù)合管的接頭組織以及性能在實(shí)際應(yīng)用的過程當(dāng)中，容易遭到工藝參數(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)措施等因素的影響。就目前我國的生產(chǎn)工藝而言，只能選擇使用液壓復(fù)合技術(shù)或者是金屬管道加襯技術(shù)，采用機(jī)械方式結(jié)合基層以及襯層，兩者間容易存留一定縫隙，難以實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合。除此之外，國內(nèi)還無法順利生產(chǎn)復(fù)合管彎頭，因此需要進(jìn)行多種鋼焊接[4]。不過雙金屬復(fù)合管擁有的特殊結(jié)構(gòu)在焊接的時(shí)候可能會(huì)導(dǎo)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(guī)模推廣復(fù)合管，關(guān)鍵在于解決復(fù)合管焊接方面的技術(shù)難題。

2 雙金屬復(fù)合管安裝施工技術(shù)

2.1 復(fù)合管安裝施工

（1）坡口接頭形式。根據(jù)當(dāng)前國內(nèi)的生產(chǎn)水平，復(fù)合管襯層以及基層之間往往存在間隙，無法實(shí)現(xiàn)分子甚至是原子層面的結(jié)合，這就導(dǎo)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(xiàn)裂紋，焊接位置也容易出現(xiàn)滲碳的問題。經(jīng)過技術(shù)人員的探索研究，發(fā)現(xiàn)可以讓襯層突出3mm左右，采取這種安裝技術(shù)優(yōu)點(diǎn)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(xiàn)滲碳的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面是容易封焊焊道襯層，降低焊接組對(duì)錯(cuò)邊量。

（2）坡口加工方法。不銹鋼接頭以及復(fù)合管能夠根據(jù)具體的施工條件選擇使用便攜式的旋轉(zhuǎn)坡口刀進(jìn)行加工，同時(shí)也可以選擇車床加工的方式，這樣的機(jī)械加工方式可以滿足接頭質(zhì)量以及尺寸方面的要求[6]。考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)的具體狀況，結(jié)合地區(qū)的地理?xiàng)l件以及返修要求，在安裝過程當(dāng)中可以選擇使用便攜式的旋轉(zhuǎn)坡口機(jī)完成接頭的加工，這種方法的操作簡便并且設(shè)備簡單，加工的過程僅僅將設(shè)備支腿固定于管口，一端探進(jìn)管口的內(nèi)部之后連通電源，并且無需轉(zhuǎn)動(dòng)管子，僅僅旋轉(zhuǎn)刀頭就能夠加工得到需要的坡口，克服車床費(fèi)工費(fèi)時(shí)以及受地理?xiàng)l件限制嚴(yán)重的缺點(diǎn)。

2.2 焊接復(fù)合管

（1）焊接工序。確定焊接工序的時(shí)候，復(fù)合管以及復(fù)合板之間有著很大的區(qū)別。在復(fù)合板焊接過程當(dāng)中，通常需要焊接基層的位置，然后焊接過渡層。復(fù)合管焊接受管子結(jié)構(gòu)影響，需要先對(duì)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(dāng)中，襯層往往為3mm厚，并且管材為橢圓型，組對(duì)的難度較高。此外焊接技術(shù)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(zhuǎn)變?yōu)橄确夂负蟾?，并且在焊接過程當(dāng)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(shí)踐顯示封焊之后的焊接接頭，降低組對(duì)錯(cuò)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(dǎo)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(fā)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(dāng)中可以選取天泰公司的TIG焊絲，配合背面的氬氣保護(hù)，在封焊方法方面使用鎢極氬弧焊。該藥芯焊絲焊接的時(shí)候電弧柔軟，不會(huì)出現(xiàn)飛濺問題，并且可以在焊接時(shí)能夠阻斷復(fù)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(shí)芯焊絲電弧硬、成型差以及飛濺大的缺點(diǎn)，滿足復(fù)合管工藝的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。焊接過程當(dāng)中通過氬氣保護(hù)焊縫的背面，焊縫實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示性能指標(biāo)可以滿足要求，同時(shí)氯化物的腐蝕結(jié)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(fù)合管的結(jié)構(gòu)形式，其中襯層對(duì)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(duì)而言屬于較為完美的一種打底焊接技術(shù)，還可以適應(yīng)多種坡口打底焊接。主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在能夠通過單面焊接實(shí)現(xiàn)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(huì)出現(xiàn)熔渣，從而便于清潔管內(nèi)。在結(jié)束底焊工序后，就能夠繼續(xù)焊接普通鋼。為改進(jìn)焊接的速度，需要解決焊道寬引發(fā)的速度下降問題。

綜上所述，雙金屬復(fù)合管因?yàn)樽陨淼哪臀g功能比較強(qiáng)，同時(shí)性價(jià)比較高，在天然氣工程、供水工程、化工工業(yè)以及石油工業(yè)當(dāng)中都有著比較好的前景。雙金屬復(fù)合管會(huì)取代不銹鋼以及碳鋼，因此需要熟悉復(fù)合管施工焊接技術(shù)。只有持續(xù)改善技術(shù)水平才可以不斷增強(qiáng)我國這方面的施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

[1]劉 勇，候遠(yuǎn)盛，王 義，等．雙金屬復(fù)合管道在牙哈凝析氣田的應(yīng)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(jī)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(fù)合管塑性成形技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[J]．化工設(shè)備與管道，2014，11（5）：97～98．

[4]李發(fā)根，魏 斌，邵曉東，蔡 銳．雙金屬復(fù)合管技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析[J]．腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2014，10（1）：69～70．

[5]楊平生，俞 進(jìn)，柯 勇，等．雙金屬復(fù)合鋼管界面及焊縫的微觀結(jié)構(gòu)[J]．南昌大學(xué)學(xué)報(bào)（理科版），2014，29（6）：603～609．

[6]劉建彬，韓靜濤，鮑善勤，等．熱處理對(duì)雙金屬復(fù)合管X60／2205組織及力學(xué)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(jī)電一體化工藝設(shè)備安裝技術(shù)工作。