钢钛管道的结构性能特点及焊接性能分析

　　一、钢钛复合管道的结构及性能特点：

　　该款钢钛管道由耐蚀合金层与基体管两部分组成，管层之间通过各种变形和连接技术使两种材料结合成一体。工程应用中，耐蚀合金层依据目标油气田的介质环境、使用寿命等进行选择，以满足耐蚀性能的需求;基体管根据输送介质的压力确定，以保持复合后的管体能满足油气输送压力和强度的需要。

　　复合管集耐蚀合金层的耐蚀性能与基体管的力学性能于一体，兼具耐蚀层和基体层的优点，可充分发挥两种材料的性能特点。相对于纯耐蚀合金管，不仅能降低成本，而且在酸性环境中具有越佳的安全性和稳定性。

　　二、钛合金复合管的焊接性分析：

　　该钢钛管道的基层材料为Q245R钢，用于保持管道的强度，覆层材料为NO8825钛基合金，用于保持管道的耐蚀性能。为了确保O245R+NO8825双金属复合管的焊接质量，基层和覆层应分别焊接。基层Q245R钢的焊接性良好，但覆层NO8825钛基合金属于奥氏体不锈钢，其焊接性较差。

　　焊接O245R+NO8825双金属复合管时，若选用的工艺措施不当，易产生过烧、热裂纹、气孔、晶间腐蚀等P。对于Q245R+NO8825复合管，其Ni和Fe的二元共晶物中有较多低熔点的金属共晶物和非金属共晶物。由于非金属共晶物（如S和P）熔点比金属共晶物（Ni和Fe）低很多，在焊缝结晶时低熔点共晶物的液态膜残留在晶界区，同时钛及钛合金与碳钢相比，线胀系数较大，焊接时易产生较大的应力，焊缝结晶时低熔点共晶物的液态膜在收缩应力作用下易产生开裂。此外，该钢钛管道中钛基合金的固相与液相温度间距较小，液态金属流动性较低，在结晶过程中，熔池中的气体来不及溢出，易留在焊缝中形成气孔。有些钛基合金具有两个敏化温度区间，在焊接过程中，处在敏化温度区间的晶界发生Cr和Mo等碳化物的沉淀，引起晶界区的贫Cr和贫Mo现象。因此焊接该钢钛管道时应采用小线能量，降低道间温度，加快焊缝冷却速度，焊前清理掉焊丝、母材坡口处的油、污物，严格控制母材、焊材中的S、P含量，从而防范热裂纹、气孔等缺陷的产生。