[发明专利]一种酸性环境碳钢管道焊接施工方法

说明书

本发明提供了一种酸性环境碳钢管道焊接施工方法，所述焊接施工方法包括以下步骤：控制碳钢管道成分，对碳钢管进行坡口加工；对坡口加工后的碳钢管进行组对，并对组对后的碳钢管焊口区域进行预热；利用第一焊材对预热后的焊口区域进行根焊；利用第二焊材对预热后的焊口区域进行热焊、填充焊和盖面焊；进行无损检测和焊后热处理，完成碳钢管道焊接。根据本发明方法能够解决酸性碳钢管道焊接后焊缝性能强度高、硬度高，导致焊缝易因SSC敏感而腐蚀开裂的问题；能够解决酸性碳钢管道焊接后焊缝组织中S、P、O含量较高，产生氧化物、硫化物等夹杂严重影响焊缝纯净度，导致焊缝韧性下降的问题。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，更具体地讲，涉及一种酸性环境碳钢管道焊 接施工方法。

背景技术

在石油、化工行业中，处理含硫化氢介质的生产装置，大多采用碳钢设 备，然而，碳钢设备容易受到硫化氢的腐蚀而遭到破坏，会导致被迫停产检 修的情况发生，对生产十分不利。一直以来，对用于石油天然气酸性环境碳 钢管道焊接的方法都没有统一的技术要求，国内也没有成熟的抗硫碳钢管道 焊接的相关案例。

因此，亟需一种从满足酸性环境焊缝抗腐蚀性能和理化性能的要求出发， 通过严格控制焊接材料、焊接工艺及焊后热处理等关键环节，以使酸性环境 下碳钢焊接质量得到保证，从而更好的满足石油天然气酸性气田的开发和管 道建设要求，提高管道使用寿命，减少维护、维修成本的焊接方法。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术 中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于解决酸性碳钢管道 焊接后焊缝性能强度高、硬度高，导致焊缝易因SSC敏感而腐蚀开裂的问题； 解决酸性碳钢管道焊接后焊缝中因氢鼓泡，造成焊缝氢脆而导致氢致开裂的 问题；解决酸性碳钢管道焊接后因局部应力集中或残余应力集中而产生局部 拉应力，在含硫化氢介质作用下诱发硫化物应力腐蚀开裂的问题；解决酸性 碳钢管道焊接后焊缝组织中S、P、O含量较高，产生氧化物、硫化物等夹杂严重影响焊缝纯净度，导致焊缝韧性下降的问题。

本发明的提供了一种酸性环境碳钢管道焊接施工方法，所述碳钢管的化 学成分可以按质量百分数计为：C≤0.16％，Si≤0.45％，Mn≤1.65％，P≤0.02％， S≤0.008％，Cu≤0.35％，Ni≤0.30％，Cr≤0.30％，Mo≤0.15％，V≤0.07％，Nb≤0.05％，Al≤0.060％，Ti≤0.04％，B≤0.0005％，Ca≤0.006％，N≤0.012％， 其余的是Fe和不可避免的杂质；所述焊接施工方法可以包括以下步骤：控制 碳钢管道成分，对碳钢管进行坡口加工；对坡口加工后的碳钢管进行组对， 并对组对后的碳钢管焊口区域进行预热；利用第一焊材对预热后的焊口区域 进行根焊；利用第二焊材对预热后的焊口区域进行热焊、填充焊和盖面焊； 进行无损检测和焊后热处理，完成碳钢管道焊接，其中，所述第一焊材的熔 敷金属化学成分按质量百分数计包括：C:0.06％～0.15％，Mn≤1.35％，Si： 0.45％～0.75％，S≤0.008％，P≤0.020％，Cr≤0.15％，Ni≤0.15％，Cu≤0.50％；所 述第二焊材的熔敷金属化学成分按质量百分数计包括：C≤0.15％，Mn≤ 1.35％，Si≤0.90％，S≤0.005％，P≤0.020％，Cr≤0.20％，Ni≤0.30％，Mo ≤0.30％，V≤0.080％。

在本发明的酸性环境碳钢管道焊接施工方法的一个示例性实施例中，所 述第一焊材的屈服强度可以为400MPa～484MPa，抗拉强度可以为 480MPa～570MPa；所述第二焊材的屈服强度可以为360MPa～460MPa，抗拉 强度可以为450MPa～550MPa。