用于深海应用的激光焊接管道

在法国的心脏地带VenareyLes Laumes的生产工厂内，VallourecUmbilicals演示了如何使用激光焊接生产具有较高机械特性的管道，以减少壁厚。使用ROFIN公司提供的ROFIN DC 080型8千瓦CO2激光器和PWS管型材焊接系统，这家工厂每分钟生产约10米长的激光焊接管道。

管道不仅为了美观

Vallourec是世界领先的制造高品质金属管道的生产商，产品主要被用在石油和天然气行业。仅仅几年时间，他们已经在石油行业开发出一个新的分支，即一个被称为“海底脐带”专门的应用领域，比如水底管道，也就是供给线、线缆或光纤等各类介质的通道。海底脐带是水下装置的一个重要组成部分，可以输送流体、供给电力，或作为海上平台和它们控制站之间的信息传输通道。被部署在水深几千米处，很明显这些供应管道必须非常耐用，但是人们却对其实际制成工艺知之甚少。2011年，该集团成立了子公司Vallourec Umbilicals，专门负责生产能够穿行于脐带内部的特殊管道。

由于它们必须满足极高的要求，通过脐带的管道通常是无缝生产的。其制造成本包括50％的材料成本和50％的生产成本。采用激光焊接技术，材料以及生产成本都得到了下降，同时技术性能也得到了提高。

选择正确的焊接材料至关重要

第一个挑战是正确选择材料。这种被铺设在海水中的管道材料必须具有极高的耐腐蚀性。防锈双相钢，比如有着等份奥氏体和铁素体的不锈钢，耐腐蚀性和强度都很高。其特殊的合金组合物（25％铬，7％镍，4-5％钼和0.3％的氮气），即所谓的超级双相钢，具有适应近海环境腐蚀介质的最佳特性。焊接加工中需要特别注意飞溅与气孔的问题，以确保管道的焊接质量。

从卷料到成品

这些特殊不锈钢管的极高要求也反映在生产线的复杂性上。Vallourec Umbilicals的研发负责人Guy Durand详细解说了每一个生产步骤，他们的研发团队在这个项目里付出了极大的精力。

在第一个生产步骤中，连续加工中的材料直接来自卷料，各个独立的卷料由WIG焊接结合在一起。通过刮削工序的边缘准备后，不锈钢带料经过辊轧成型，到达激光焊接区域。为了达到所需的焊接质量，后续焊接加工时激光束需要被准确定位在焊缝中间。ROFIN激光焊接系统，包括一个8千瓦CO2激光器及PWS管型材焊接系统，还有一个用于检测焊缝位置的传感器，即所谓的焊接传感器。得益于焊接传感器，即使是焊缝位置和焊接位置之间出现很微小的偏差，都可以被检测并校正，从而在任何时候都保持激光束的精确定位，由此实现最高水平的加工可靠性。