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国内海管一般采用碳钢海管, 尚未引入不锈钢复合管。 不锈钢复合管由于其结构特殊性, 对焊接保护及铺设方式要求较高。 如何使用铺管船完成不锈钢复合海管铺设工作, 成为项目执行的一个重点。 在项目准备及施工过程中, 采用了一系列先进工艺, 不断优化作业流程, 终形成一套较成熟的不锈钢复合海管铺设工艺, 完成了国内首条不锈钢复合海管铺设工作。不锈钢复合管焊接的关键问题是焊缝的抗腐蚀问题, 而焊缝是否抗腐蚀取决于封底焊缝的焊接质量。 由于不锈钢导热系数小, 焊接时高温停留时间不宜太长, 且与空气接触易氧化, 所以焊接复合层时应选择热输入量小的焊接方法。 同时, 由于复合管的焊接顺序为先焊复合层, 后焊基层, 所以,复合层的焊接质量是整个焊接过程中为重要的, 应考虑采用焊接质量高的焊接方法。 由于不锈钢复合钢管的两种材质具有不同化学成分和物理性能, 在焊接过程中, 很容易造成碳及合金元素的扩散, 引起焊接接头性能恶化,影响焊接质量。
不锈钢复合管组成形式主要有: 低碳钢+奥氏 体不锈钢管、低碳钢+马氏体(或铁素体) 不锈钢管、 低铬钼合金钢+奥氏体不锈钢管及低铬钼合金钢+马氏体(或铁素体) 不锈钢管。 不锈钢复合钢管是由两种不同的钢材通过技术手段结合在一起, 这两种材质的物理特性往往存在很大的差别,如常减压蒸馏装置中的 Q245R+316L、 Q345R+316L 复合钢, 基层为低碳钢材质 Q245R, 复层为奥氏体不锈钢 316L, 这两种材质的 物理性能相差很大, 表现为:奥氏体不锈钢 316L 线胀系数大, 且随温度升高而增加,比低碳钢 Q245R 高大约 40%; 奥氏体不锈钢 316L 热导率低, 约为低碳钢 Q245R 的 1/3。 在焊接不锈钢复合钢过渡层时, 由于热膨胀和冷收缩速度的差异, 导致过渡层出现热裂纹或结晶裂纹, 再加上焊接过程中基层材质对焊缝金属的成分稀释, 非常容易导致裂纹的产生。 这种特性对于基层为铬钼合金钢, 复层为奥氏体不锈钢的不锈钢复合钢管表现得尤为明显。
冷加工程度对奥氏体不锈钢的高温持久强度也有不良影响。一般工作温度越高或断裂寿命要求越高,允许的冷加工程度也越低。对于承受交变载荷的不锈钢钢管应用,冷加工会因伸长率和剩余伸长率降低使其开裂扩展速率上升而造成不利影响。综上所述,不锈钢焊管必须进行固溶和光亮处理,以保证不锈钢焊管达到耐腐蚀性能和防止奥氏体碳化物析出。 双金属复合管由两种不同金属材料构成,管层之间通过各种变形和连接技术形成紧密结合,从而使两种材料结合成一体而制成的一种新型金属复合管材。其一般设计原则是基材满足管道设计许用应力,复层抵抗腐蚀或磨损等。双金属复合管兼有基层和复层的所有优点,相对于整体合金管能有效降低成本,而且在对整体合金管具有应力腐蚀开裂敏感性的氯化物和(或) 酸性环境中复合管可以提高性和可靠性。随着工业技术的发展,环境介质的复杂化,以及竞争的加剧,许多行业对金属管材综合性能的要求越来越高,因而双金属复合管及其生产技术得到迅速发展。
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