本发明涉及到钢管焊接及埋弧焊领域，特别涉及到一种用于抗酸管材的埋弧焊工艺。
背景技术：
：目前，随着酸性油气田的开发，油气输送管线面临着较为苛刻的腐蚀环境，很多油气输送管道由于严重腐蚀而失效。随着钢管制造业的迅速发展，抗酸管得到长足发展。从早期的bms，发展到x65ms成为主流，以及发展到更高钢级的埋弧焊钢管。抗酸钢板和钢管的现行的标准主要有gb/t37599-2019《石油天然气输送管用抗酸性宽厚钢板》、gb/t9711-2017《石油天然气工业管线输送系统用钢管》以及apispecification5l46th<linepipe>。在管线钢管埋弧焊接时，其中较为常用的是h08mnmotib(现有专利中也使用h08c)和h08mnmo焊丝，焊剂是sj101g和sj102g。试验表明在x52m及以下钢级的抗酸管上原有焊丝和焊剂有时是可用的，在管线钢上采用的焊接工艺参数在抗酸管上也是适用的。抗酸钢目前没有专门的焊丝标准，可借用普通的埋弧焊标准gb/t5293-2018《埋弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求》和gb/t36034-2018《埋弧焊用高强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求》，其中常用的焊丝可满足日常管线钢的生产需要。中国石油集团石油管工程技术研究院的邵晓东在2010年《机械工程材料》第11期发表的《酸性环境用油气输送管线钢的研究进展》指出，在酸性环境中管线钢的腐蚀主要有氢致开裂(hic)和硫化物应力腐蚀开裂(sscc)。对hic较敏感的元素有碳、锰、硫、磷、钙、铜、钼，对sscc影响较大的元素有碳、锰、磷、钼、铬、钛和硼。焊缝抗酸原则和母材一样，通过对焊丝成分的控制来达到对焊缝成分的控制是非常必要的。专利申请公告号为cn109652738a名称为“一种深海抗酸管线钢及制管方法”的专利文献中，主要提到了钢材具体成分，采用埋弧焊工艺的焊接规范，并没有针对性的保护。专利申请公告号为cn108546884a名称为“一种抗酸管线钢及制管方法”也仅提到埋弧式焊接，但与本申请的技术方案关系不大。宝鸡石油钢管有限责任公司的毕宗岳在2007年《石油化工腐蚀与防护》第1期发表的《集输管线用x52级抗硫化氢腐蚀焊管的研制》文章中提出试验并优选了焊接材料和焊接工艺，但没有具体描述。国家石油天然气管材工程技术研究中心的黄晓辉在2016年《电焊机》第4期发表的《抗酸管线钢埋弧焊焊丝的开发研究》文章中提出研发了抗酸焊丝，适用于x65ms及以下钢级，对其化学成分进行了控制。目前，抗酸焊丝生产种类较少，一般集中由有实力的钢厂或焊丝厂开炉冶炼，同质化严重，由于加工困难，价格很贵。在x65ms材质以下的抗酸管使用的抗酸焊丝价格是普通管线钢价格的3倍，抗酸焊剂也差不多。某厂提供的焊丝和焊剂牌号为chw-sh和chf102sh，但根据其匹配介绍，焊缝强度只满足x52ms，因此需要向焊缝中添加更多有益的合金元素。在此焊接方案中，第一种是采用原厂的抗酸焊丝和焊剂，此方案可行，但不能构成专利技术，且强度偏低，价格最贵；第二种原抗酸厂焊丝混合管线钢焊丝和原厂焊剂，此方法可行但价格贵；第三种方案是采用原厂抗酸焊丝混合管线钢焊丝和管线钢焊剂，价格较为便宜，实践验证可行。为降低成产成本、保证产品质量，需要对抗酸钢x65ms及以下钢级进行焊接工艺优化设计，以满足用户技术条件和制管厂发展所需。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种尽量采用现有埋弧焊管生产设备和焊接材料，用于抗酸管材的埋弧焊工艺。本发明所需解决的技术问题是在不改造现有埋弧焊管生产设备的情况下，对抗酸钢x65ms材质及以下钢级的抗酸钢管进行焊接。本发明的设计思想是在不改造现有埋弧焊管生产设备的情况下，设计出用于x65ms材质及以下钢级抗酸管的埋弧焊工艺，使用现有的设备和焊材，对x65ms材质及以下钢级的抗酸钢管进行焊接。为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种用于抗酸管材的埋弧焊工艺，所述工艺的步骤如下：1、前期准备：(1)选用壁厚为6-40mm，材质为bms-x65ms的抗酸管；(2)焊接材料：预焊选用φ3mmmk·er50-g焊丝，内外焊埋弧焊选择焊丝φ4mmchw-sh和h08c，焊剂sj101g；2、参数设置：(1)焊接坡口尺寸：按现有技术中的普通管线钢管坡口设置；(2)焊接规范：采用现有技术中普通管线钢预焊和内外焊的焊接规范；3、焊接方式：先采用混合气体ar+co2保护预焊后，再进行一次埋弧多丝内焊和一次埋弧多丝外焊。与现有技术相比，本发明的积极效果为：1、该埋弧焊工艺在不改造现有埋弧焊管生产设备的情况下，对x65ms材质以下的抗酸钢管进行焊接；2、采用该工艺减少了焊材的购买投入，保证了普通管线钢管与抗酸钢管的交替生产切换迅速，降低了生产和焊接成本，提高了现有设备的使用率。具体实施方式下面结合实施例进一步对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。实施例一以x65msφ813mmx15.9mm抗酸埋弧焊管为例一、焊接方法和焊接材料的选取1、焊接方法：用混合气体ar+co2保护在外焊根部预焊后，再一道次内四丝埋弧焊，一道次外四丝埋弧焊；2、焊接材料：预焊选择φ3mmmk·er50-g焊丝及混合气体ar+co2，内外埋弧焊选择焊丝φ4mmchw-sh和h08c，一二丝为h08c，三四丝为chw-sh，焊剂sj101g，焊丝具体化学成分见表1。表1埋弧焊丝化学成分表(wt%)焊丝牌号cmnsispcrnih08c0.081.650.210.0050.0090.0240.005chw-sh0.091.470.120.0040.0050.120.13焊丝牌号cunbvtimoalbh08c0.0650.0200.0120.0700.3200.0100.006chw-sh0.0700.0050.0010.0100.0050.0100.001二、焊接参数：预焊混合气体ar+co2比例为4:1,流量80l/min，焊接坡口为x型坡口。钝边尺寸6.5±1.0mm，内外坡口角度45°±2°，外焊坡口深度5±0.5mm，内焊坡口深度4.4±0.5mm。焊接电流700±50a，电弧电压24±2v，焊接速度3.5±0.1m/min。埋弧焊内焊采用四丝埋弧焊，一丝焊接电流900±50a，电弧电压36±2v，二丝焊接电流750±50a，电弧电压38±2v，三丝焊接电流650±50a，电弧电压40±2v，四丝焊接电流500±50a，电弧电压42±2v，焊接速度1.6±0.1m/min。埋弧焊外焊采用四丝埋弧焊，一丝焊接电流1000±50a，电弧电压36±2v，二丝焊接电流750±50a，电弧电压38±2v，三丝焊接电流650±50a，电弧电压40±2v，四丝焊接电流500±50a，电弧电压42±2v，焊接速度1.6±0.1m/min。三、质量要求x65ms抗酸管各项焊接完成后，其焊接接头性能符合gb/t9711-2017和apispec5l46th规范技术要求，具体力学性能见表2。表2实例1焊缝力学性能表试样编号焊缝抗拉强度(mpa)正弯(弯轴直径95mm)反弯(弯轴直径95mm)焊缝冲击功(j,10x10x55mm,-20℃)/均值硬度(hv10)1605合格合格150147153/150190-210标准要求≥5356t6t0℃,≥27j≤250hic和sscc试验满足标准要求，试验管的hic性能检测实验按照nacetm0248-a实验溶液标准进行；sscc性能按astmg39标准进行四点弯曲试验，在nacetm0177的a溶液中进行4点弯曲试验，试验时间720小时，试样加载应力为实际屈服强度的80%。试验后在10倍放大倍率下观察，试件样品厚度方向无裂纹。具体性能见表3。表3实例1腐蚀试验结果表实施例二以bmsφ1016mmx12.7mm抗酸埋弧焊管为例一、焊接方法和焊接材料的选取1、焊接方法：用混合气体ar+co2保护在外焊根部预焊后，再一道次内三丝埋弧焊，一道次外三丝埋弧焊；2、焊接材料：预焊选择φ3mmmk·er50-g焊丝及混合气体ar+co2，内外埋弧焊选择焊丝φ4mmchw-sh和φ4/3mmh08c，一丝为chw-sh，二丝为φ4mmh08c,三丝为φ3mmh08c，焊剂sj101g；二、焊接参数，预焊混合气体ar+co2比例为4:1,流量60l/min，焊接坡口为x型坡口。钝边尺寸4.5±1.0mm，内外坡口角度45±2°，外焊坡口深度4.5±0.5mm，内焊坡口深度3.7±0.5mm。焊接电流750±50a，电弧电压24±2v，焊接速度3.8±0.1m/min。埋弧焊内焊采用三丝埋弧焊，一丝焊接电流750±50a，电弧电压36±2v，二丝焊接电流650±50a，电弧电压40±2v，三丝焊接电流550±50a，电弧电压42±2v，焊接速度1.6±0.1m/min。埋弧焊外焊采用三丝埋弧焊，一丝焊接电流850±50a，电弧电压36±2v，二丝焊接电流650±50a，电弧电压40±2v，三丝焊接电流550±50a，电弧电压42±2v，焊接速度1.6±0.1m/min。三、质量要求bms抗酸管各项焊接完成后，其焊接接头性能符合gb/t9711-2017和apispec5l46th规范技术要求。具体力学性能见表4。表4实例2焊缝力学性能表试样编号焊缝抗拉强度(mpa)正弯(弯轴直径100mm)反弯(弯轴直径100mm)焊缝冲击功(j,10x10x55mm,-20℃)/均值硬度(hv10)2495合格合格107,57，76/80171-197标准要求≥41510t10t-14℃,≥27j≤238hic和sscc试验满足标准要求。试验管的hic性能检测实验按照nacetm0248-a实验溶液标准进行；sscc性能按astmg39标准进行四点弯曲试验，在nacetm0177的a溶液中进行4点弯曲试验，试验时间720小时，试样加载应力为实际屈服强度的80%。试验后在10倍放大倍率下观察，试件样品厚度方向无裂纹。具体性能见表5。表5实例2腐蚀试验结果表本说明书中公开的所有特征，或公开的所有的数据和步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以根据所焊接的抗酸管材质和型号进行重新组合或调整。本说明书（包括权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。以上所述仅是本发明的非限定实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。当前第1页12