试析双金属复合管(304/20)安装施工技术

杨忠魏（陕西建工安装集团有限公司，陕西西安710043）

试析双金属复合管(304/20)安装施工技术

杨忠魏（陕西建工安装集团有限公司，陕西西安710043）

双金属复合管是我国航天科技集团应用金属爆燃加衬专利技术生产得到的新型防腐管道。这一技术融合当前常用的两种防腐技术，即表面覆盖技术以及耐蚀合金技术，发挥两种技术之间的互补效果。应用的范围包括地面输油管、石油注水管、民用供水管、汽车用管、化工用管，压缩空气管道、消防用管以及医院特殊用管等，同时能够用来制作双金属复合管产品。本文简要论述双金属复合管，并在此基础上探讨常用的安装施工技术。

双金属复合管；安装；难点；施工；技术

双金属复合管的耐腐蚀性强、承压高并且低造价，在管材领域已经站稳脚跟取得迅速的发展，并且其具体应用的环节还在持续拓展。

1 双金属复合管简介

双金属复合管的衬管使用耐蚀合金材料，从而有着理想的耐腐蚀效果；基管使用碳钢管或者其他的合金钢管，从而确保机械力学性能优秀，最终实现理想的组合。双金属复合管有以下性能特点：①无毒卫生，生产制造过程当中不会产生废气，使用过程当中也不会造成水质的二次污染，满足整幅的饮用水标准，可以说是绿色环保建材[1]。②耐压耐热，耐热温度范围是40～500℃，耐压则＞20MPa。③耐腐蚀并且不结垢，根据输送介质的不同可以选择相应的内衬合金管，能够避免出现腐蚀问题，并且不会滋生细菌，防止管道发生结垢堵塞的风险。④便于安装，能够使用焊接以及法兰连接，安全可靠并且操作简单，安全可靠。⑤管道噪音低并且阻力小，管道的内壁光滑，因此摩擦阻力低于其他的金属管道，所以噪音比较低[2]。⑥机械性能理想，有着优异的抗拉伸以及抗冲击性。

双金复合管施工难点方面，双金属复合管耐腐蚀性能突出并且性价比超高，在化学、天然气工业、供水以及石油等行业都体现出了广阔的应用前景。优势在于其结构形式比较特殊。双金属复合管可使用合金钢管或者是碳素钢管当作基管，在其内部覆衬3mm左右的耐蚀金属涂层，并且涂层的材质主要是不锈钢、钛合金、铝以及铜等。这种结构确保双金属复合管可以同时拥有不锈钢耐蚀性以及碳钢耐压性，价格比较低廉[3]。不过双金属复合管的接头组织以及性能在实际应用的过程当中，容易遭到工艺参数以及现场措施等因素的影响。就目前我国的生产工艺而言，只能选择使用液压复合技术或者是金属管道加衬技术，采用机械方式结合基层以及衬层，两者间容易存留一定缝隙，难以实现冶金结合。除此之外，国内还无法顺利生产复合管弯头，因此需要进行多种钢焊接[4]。不过双金属复合管拥有的特殊结构在焊接的时候可能会导致下列焊接缺陷，例如层间无法熔合、夹渣、焊缝附近碳原子迁移影响防腐效果、熔池金属塌陷、合金元素容易烧损以及焊缝背面氧化不良等。因此如果想要大规模推广复合管，关键在于解决复合管焊接方面的技术难题。

2 双金属复合管安装施工技术

2.1 复合管安装施工

（1）坡口接头形式。根据当前国内的生产水平，复合管衬层以及基层之间往往存在间隙，无法实现分子甚至是原子层面的结合，这就导致坡口接头的形式在一定程度上影响到焊接工艺的效果[5]。衬层以及基层间容易出现裂纹，焊接位置也容易出现渗碳的问题。经过技术人员的探索研究，发现可以让衬层突出3mm左右，采取这种安装技术优点主要如下：一方面是衬层突出可以延长碳钢到根焊焊缝之间的距离，削弱出现渗碳的风险。另一方面是容易封焊焊道衬层，降低焊接组对错边量。

（2）坡口加工方法。不锈钢接头以及复合管能够根据具体的施工条件选择使用便携式的旋转坡口刀进行加工，同时也可以选择车床加工的方式，这样的机械加工方式可以满足接头质量以及尺寸方面的要求[6]。考虑到施工现场的具体状况，结合地区的地理条件以及返修要求，在安装过程当中可以选择使用便携式的旋转坡口机完成接头的加工，这种方法的操作简便并且设备简单，加工的过程仅仅将设备支腿固定于管口，一端探进管口的内部之后连通电源，并且无需转动管子，仅仅旋转刀头就能够加工得到需要的坡口，克服车床费工费时以及受地理条件限制严重的缺点。

2.2 焊接复合管

（1）焊接工序。确定焊接工序的时候，复合管以及复合板之间有着很大的区别。在复合板焊接过程当中，通常需要焊接基层的位置，然后焊接过渡层。复合管焊接受管子结构影响，需要先对接衬层，然后焊接过渡层，最后才可以焊接基层。不过在焊接施工过程当中，衬层往往为3mm厚，并且管材为椭圆型，组对的难度较高。此外焊接技术存在着难以把控的问题，焊把位置以及焊接力度都不容易拿捏，容易烧穿衬层。因此可以将焊接的工序转变为先封焊后根焊，并且在焊接过程当中需要控制电流量，避免击穿不锈钢层，而是要熔化基层的金属，因此需要尽可能确保电弧中心接近基层的金属。实践显示封焊之后的焊接接头，降低组对错边量，避免衬层以及基层钢管之间的位移问题，并且解决衬层金属的热导率小、途径单一以及焊接热量传输慢等问题，防止焊缝过热引发的焊接困难以及焊后成型差。

（2）选择焊接材料。在施工过程当中可以选取天泰公司的TIG焊丝，配合背面的氩气保护，在封焊方法方面使用钨极氩弧焊。该药芯焊丝焊接的时候电弧柔软，不会出现飞溅问题，并且可以在焊接时能够阻断复合管不锈钢以及衬层间的夹层空气，减轻外部空气氧化影响，并且可以使焊道保持美观平坦的外观。这样一来就解决实芯焊丝电弧硬、成型差以及飞溅大的缺点，满足复合管工艺的评定标准。焊接过程当中通过氩气保护焊缝的背面，焊缝实验结果显示性能指标可以满足要求，同时氯化物的腐蚀结果合格。

（3）焊接方法。焊接方式选择方面，无论是选择封焊或者使用钨极氩弧焊方式，都需要考虑复合管的结构形式，其中衬层对接的难度较高，钨极氩弧焊可以顺利解决这方面的问题，虽然在焊接速度上比较慢，不过相对而言属于较为完美的一种打底焊接技术，还可以适应多种坡口打底焊接。主要优点表现在能够通过单面焊接实现双面成型，并且可以直接观察熔透以及焊接熔池的情况，熔合也较小，可以控制钢焊缝的成分与组织，背面也不会出现熔渣，从而便于清洁管内。在结束底焊工序后，就能够继续焊接普通钢。为改进焊接的速度，需要解决焊道宽引发的速度下降问题。

综上所述，双金属复合管因为自身的耐蚀功能比较强，同时性价比较高，在天然气工程、供水工程、化工工业以及石油工业当中都有着比较好的前景。双金属复合管会取代不锈钢以及碳钢，因此需要熟悉复合管施工焊接技术。只有持续改善技术水平才可以不断增强我国这方面的施工技术优势。

[1]刘 勇，候远盛，王 义，等．双金属复合管道在牙哈凝析气田的应用[J]．油气田地面工程，2014，12（9）：114～115．

[2]杨红春，杨小平，杨明忠，等．牙哈凝析气田腐蚀机理及防腐措施研究[J]．钻采工艺，2013，10（2）：117～119．

[3]陈海云，曹志锡．双金属复合管塑性成形技术的应用及发展[J]．化工设备与管道，2014，11（5）：97～98．

[4]李发根，魏 斌，邵晓东，蔡 锐．双金属复合管技术经济性分析[J]．腐蚀科学与防护技术，2014，10（1）：69～70．

[5]杨平生，俞 进，柯 勇，等．双金属复合钢管界面及焊缝的微观结构[J]．南昌大学学报（理科版），2014，29（6）：603～609．

[6]刘建彬，韩静涛，鲍善勤，等．热处理对双金属复合管X60／2205组织及力学性能的影响[J]．热加工工艺，2013，38（4）：125～127．

U175

A

2095-2066（2016）05-0151-02

2016-1-15

杨忠魏（1966-），男，工程师，大专，主要从事机电一体化工艺设备安装技术工作。