CN107810357A - 用于生产管系布置的方法、管系布置和设置有这种管系布置的炉 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种用于生产管系布置的方法，其中，将第一管与第二管联结起来，所述第一管和第二管都是金属管。本公开还涉及一种管系布置，其包括：第一金属管，在其端部区域中设置有第一外螺纹；第二金属管，在其端部区域中设置有第二外螺纹；第一对接焊缝，其联结所述第一管和第二管的所述端部区域；以及套筒，其被设置在所述第一金属管和第二金属管的外侧，与所述第一管和第二管的所述外螺纹形成螺纹联接。本公开还涉及一种包括腔室的炉，该腔室设置有燃烧器装置，以用于产生热量。所述腔室设置有如下文中限定的管系布置，以用于将热气或蒸汽传导通过炉。
Description
技术领域
本公开涉及一种用于生产管系布置(tube arrangement)的方法，其中，将第一管与第二管联结起来，第一管和第二管两者都是金属管。
本发明还涉及一种管系布置，其包括：第一金属管，该第一金属管在其端部区域中设置有第一外螺纹；第二金属管，该第二金属管在其端部区域中设置有第二外螺纹；第一对接焊缝，该第一对接焊接联结第一管和第二管的所述端部区域；以及套筒，该套筒被设置在第一金属管和第二金属管的外侧上，并且与第一管和第二管的外螺纹形成螺纹联接。
本公开还涉及一种包括腔室的炉，该腔室设置有用于产生热量的燃烧器装置。所述腔室设置有如下文所限定的管系布置，以用于将热气或蒸汽传导通过该炉。
背景技术
用于在工业炉中执行工艺的内部管系布置(诸如，例如盘管、直的管或部分弯曲的管)可以由通过焊接联结在一起的多个单独的管长或管段构成。为了获得多个单独的管段之间的联结部的可靠的气密密封功能，通常优选的是焊接而不是螺纹联接作为用于使管连接起来的手段。只要通过焊接联结的管和所使用的焊接焊料合金由相同或近似相同的合金构成，则从一个管段到另一个管段的整个焊缝上的合金元素随着时间的经过将会有非常有限的扩散(几乎为零)。然而，可能存在将包括第一金属合金的第一金属管和包括第二金属合金的第二管联结起来的应用，在这种情况下，会发生合金元素的扩散，并且在焊缝中或在与焊缝直接相邻的任一管段区域中还可能形成至少一个脆性相。这将使得该脆性相形成所处的位置与在相同或近似相同的化学组分的合金之间的焊缝相比对冲击力抵抗较小并且机械上也较弱。因此，这种焊缝和/或相邻区域随着时间的经过可能成为管系布置中的弱点，并且可能可选地不能接受设计用以在管系布置的使用期间承载的机械负载。
在蒸汽裂化炉中的一个这样的位置的示例是蒸汽裂化炉的出口段，其中通过由所述管系布置传导的烃的裂化来产生乙烯。在这种炉的出口区域，典型地是在炉腔室的内部，用于炉腔室内部的管道的、由铁素体FeCrAl合金制成的第一管可以被连接到用于进一步将蒸汽或气体传导到炉外部的、由奥氏体铁镍铬(FeNiCr)合金制成的第二管。当这些材料通过焊接联结起来时，来自FeCrAl合金的Al将具有与来自FeCrNi合金的Ni相互作用的趋势，并在焊缝或其邻近区域中形成被称为γ'的镍铝化合物Ni3Al。
此外，如果FeCrNi合金还含有一定量的氮，则氮化铝(AlN)(其是硬的、脆性的且稳定的相)也可能出现在焊缝或其邻近区域中。因此，诸如FeCrAl合金和FeCrNi合金的材料之间的焊缝可能由于在使用时的一定时间内在所联结起来的管段之间的元素扩散以及所导致的形成这样的脆性相而显著弱化。
US 2008/0252074公开了一种联接，其中两个管通过焊接联结起来，并且其中设置有金属套筒，该金属套筒与管之间的联结部重叠并且通过螺纹联接与相应的管接合。因此，管的对置端部区域设置有相应的外螺纹，而套筒包括两个分开的内螺纹。每个内螺纹旨在与相应管的相应外螺纹接合。通过首先将套筒半部旋拧到第一管上，将第二管旋拧到套筒的剩余半部中，直到其端部与第一管的端部汇合为止，然后将管焊接在一起，实现了这种联接。这种焊接操作必须通过内孔焊接从管内部进行。内孔焊接是非常复杂的，这是因为难以将焊缝定位在正确的位置以及从管内部产生良好的焊缝。
GB 496293和US 1935041公开了一种联接。然而，这些文献中的联接不能提供使用所需的必要强度和稳定性。另外，所公开的联接将不能同时提供有效的气密性和负载承载性能。
在套筒通过旋拧定位在管上之前，两个管也可以从外侧进行焊接。然而，在这种情况下，两个管之间的任何不对准都将导致套筒无法通过旋拧进行定位。
因此，本公开的一方面是提出一种用于生产管系布置的替代方法。本公开还涉及一种能够实现较不复杂的联接过程的管系布置。
发明内容
本公开的方面通过一种用于生产管系布置的方法来实现，其中，将第一管与第二管联结起来，所述管是金属管，其中所述方法包括以下步骤：
a)为第一金属管的端部区域设置第一外螺纹；
b)为第二金属管的端部区域设置第二外螺纹；
c)为由金属制成的第一套筒部分设置第一内螺纹；
d)为由金属制成的第二金属套筒部分设置第二内螺纹；
e)通过将所述第一金属套筒部分旋拧到第一金属管的第一外螺纹上，将第一金属套筒部分定位在第一金属管上；
f)通过将所述第二金属套筒部分旋拧到第二金属管的第二外螺纹上，将第二金属套筒部分定位在第二金属管上；
g)将第一金属管和第二金属管的端部区域移动成彼此接触；
h)从外侧将第一金属管和第二金属管的端部区域对接焊接在一起；
i)通过将所述套筒部分中的至少一个套筒部分旋拧在该至少一个套筒部分的相关联的管的外螺纹上，使第一金属套筒部分和第二金属套筒部分合在一起；
j)从外侧将第一金属套筒部分和第二金属套筒部分的对置端部对接焊接在一起；
其中在步骤g)中，第一金属套筒部分和第二金属套筒部分被定位成使得能够从外侧接近第一金属管与第二金属管之间的联结部。
由此，如上文或下文中所限定的本发明的方法将提供通过对焊联结起来的两个金属管的可靠联接，其中，套筒桥接金属管之间的焊缝，其与两个金属管形成螺纹联接并形成负载承载构件，以减少由金属管之间的焊缝承载的负载。在步骤g)中，第一金属套筒部分和第二金属套筒部分在第一金属管和第二金属管的轴向方向上彼此分离，从而在它们之间暴露出第一金属管与第二金属管之间的联结部并且使得可从外侧接近所述联结部。
根据如上文或下文所限定的方法的一个实施例，在步骤a)之前或在步骤f)之前，第一金属管和第二金属管中的至少一个金属管经受处理，由此所述端部区域设置有比对应的管的相邻部分更大的壁厚和更大的外径。从而，可以避免金属管的螺纹部分变得在机械上比金属管的其余部分弱，否则变弱将是设置螺纹的结果。
根据上文或下文所限定的方法的一个实施例，设置有比金属管的相邻部分更大的直径和更大的壁厚的金属管的端部区域和相邻部分之间的外径差可以不大于螺纹的深度。这意味着内螺纹的深度可以不小于管壁的厚度，由此防止局部张力集中。因此，金属套筒部分的内螺纹的至少一部分可以被旋拧超过螺纹的端部，使得其与金属管的所述相邻部分重叠，并且使得金属套筒部分的对置端部被移除并且不再与金属管的端部重叠，从而暴露出所述端部并促进其焊接抵靠另一金属管的对置端部。
根据一个实施例，第一金属管和第二金属管都呈现上述特征。
根据如上文或下文中所限定的方法的一个实施例，该处理包括锻造(例如镦锻)所述端部区域，使得所述端部区域设置有比对应的金属管的相邻部分更大的外径和更大的壁厚。
根据如上文或下文所限定的方法的一个实施例，在步骤g)与h)之间，将保护构件定位在第一金属套筒部分和第二金属套筒部分与第一金属管和第二金属管之间，其中保护构件将第二对接焊缝与第一金属管和第二金属管分离并且与第一对接焊缝分离。从而，避免应由套筒承载的负载由第一对接焊缝承载。
根据如上文或下文所限定的方法的一个实施例，保护构件可以是陶瓷。陶瓷可以具有带、环的形状或适合于作为保护构件的任何其它形状，以防止连接套筒部分的焊缝与管或第一对接焊缝接触和相互作用。
根据如上文或下文中所限定的方法的一个实施例，第一金属管包括第一金属合金，并且第二金属管包括第二金属合金，其中第一金属合金和第二金属合金可以具有相同的组分或具有不同的合金组分。根据一个实施例，第一金属合金和第二金属合金具有不同的合金组分。根据一个实施例，第一金属管包括第一金属合金，并且第二金属管包括第二金属合金，其中第一金属合金和第二金属合金在材料化学上具有差别，这意味着合金元素在其中包含微观结构，即，将在联结第一金属管和第二金属管的第一对接焊缝中相互作用并形成至少一个脆性相，使得第一对接焊缝在机械上比相应的金属管弱。
根据如上文或下文中所限定的方法的一个实施例，第一金属合金可以是FeCrAl合金，由此意味着所述合金具有大于11wt％的铬含量，大于4wt％的铝含量以及余量的Fe。这种合金具有铁素体微观结构，并且还将在包含所述合金的物体的表面上形成氧化铝保护层。这种合金也可以含有大量的钼。第二金属合金可以是FeNiCr合金，由此意味着该合金具有大于11wt％的铬含量、在20-60wt％之间的镍含量以及余量的Fe。这种FeNiCr不锈钢合金(包括铁基合金和镍基合金)总是具有奥氏体微观结构并将在包含所述合金的物体的表面上形成氧化铬保护层。
根据如上文或下文中所限定的方法的一个实施例，第一金属合金是包含Fe、Cr、大于1wt％的Al和小于0.1wt％的Ni的不锈钢，并且第二金属合金是包含Fe、Cr、大于10wt％的Ni和小于0.5wt％的Al的不锈钢。
根据如上文或下文所限定的方法的一个实施例，在第一金属管和第二金属管中的第一对接焊缝或其邻近区域中可以由于不同的合金组分而存在镍铝化合物析出物，诸如Ni3Al(γ)。根据又一个实施例，第一金属合金以重量％计包含：至多0.08的C、至多0.7的Si、10-25的Cr、1-10的Al、1.5-5的Mo、至多0.4的Mn、余量的Fe和通常出现的杂质。
根据如上文或下文所限定的方法的一个实施例，在将第一金属套筒部分定位在第一金属管上并将第一金属管与第二金属管联结起来之前，至少第一金属管的第一外螺纹经受预氧化处理。在诸如通过烃的裂解来生产乙烯的炉中发生的那些条件下，含铝合金在其表面上可以经受氧化铁的形成。由于螺纹是结构中的特别敏感的部分，其必须不经受高温剧烈氧化，所以所述螺纹被预氧化，使得在其表面上形成氧化铝层，这将防止在所述表面上形成氧化铁。
根据一个实施例，至少第二金属套筒部分可以包括如上文所限定的第一金属合金，并且第二套筒的第二内螺纹在定位到第二金属管上之前经受预氧化处理。当对置的部分(在此情况中为第二金属管)由上述第二金属合金制成时，在第一金属合金的螺纹表面上具有氧化铁的风险甚至更大。因此，在该实施例中，至少第二金属套筒部分的第二内螺纹应该经受预氧化处理。根据一个实施例，设置在由第一金属合金制成的管或套筒部分上的上述内螺纹或外螺纹中的每一个都被预氧化。
根据一个实施例，第一套筒和第二金属套筒包括第一金属合金。根据一个实施例，第一金属套筒和第二金属套筒由相同的合金组分制成。无论合金组分是否相同，至少其中包含的合金元素使得它们在通过焊接联结起来时不会在焊缝中形成脆性相。由此，作为另一替代方案，第一金属套筒和第二金属套筒可以由具有对应的合金元素但其量不同的钢构成。根据另一个实施例，第一金属套筒和第二金属套筒的金属合金以重量％计包含：至多0.08的C、至多0.7的Si、10-25的Cr、1-10的Al、1.5-5的Mo、至多0.4的Mn、余量的Fe和通常出现的杂质。
本公开的方面还通过一种管系布置来实现，该管系布置包括：
i.第一金属管，第一金属管在其端部区域中设置有第一外螺纹；
ii.第二金属管，第二金属管在其端部区域中设置有第二外螺纹；
iii.第一对接焊缝，第一对接焊缝将第一金属管和第二金属管的所述端部区域联结起来；
iv.第一金属套筒部分，第一金属套筒部分设置有第一内螺纹并且定位在第一金属管的所述端部区域上；
v.第二金属套筒部分，第二金属套筒部分设置有第二内螺纹并且定位在第二金属管的所述端部区域上；
其中，第一金属套筒部分的内螺纹接合第一金属管的外螺纹，并且其中，第二金属套筒部分的第二内螺纹接合第二金属管的外螺纹，并且其中，第一金属套筒部分和第二金属套筒部分的对置端部通过第二对接焊缝联结起来。
根据一个实施例，在第二对接焊缝与第一金属管和第二金属管之间以及在第二对接焊缝与第一对接焊缝之间存在空间。该空间将防止第二对接焊缝与第一金属管和第二金属管接触和相互作用，或者防止与第一对接焊缝接触和相互作用。从而避免应由金属套筒承载的负载被第一对接焊缝承载。
根据一个实施例，可以在所述空间中设置陶瓷保护构件，这将防止第二对接焊缝与第一金属管和第二金属管接触和相互作用，并防止与第一对接焊缝接触和相互作用。物理保护构件可以是优选的，这是因为它减少了在第二对接焊缝与金属管之间或在第二对接焊缝与第一对接焊缝之间由于不正确焊接而意外接触和相互作用的风险。
根据一个实施例，第一金属管包括第一金属合金，第二金属管包括第二金属合金。根据一个实施例，第一金属合金和第二金属合金可以具有不同的合金组分。根据一个实施例，由于第一金属合金和第二金属合金具有不同的合金组分(这意味着其中的合金元素将由于不同的材料化学性质而相互作用并且形成脆性相)，所以在联结第一金属管和第二金属管的第一对接焊缝中存在至少一个脆性相，使得对接焊缝不如相应的金属管坚固，即在机械上较弱。
根据如上文或下文中所限定的方法的一个实施例，第一金属合金可以是FeCrAl合金，由此意味着，所述合金具有大于11wt％的铬含量、大于4wt％的铝含量以及余量的铁。这种合金具有铁素体微观结构，并且还将在包含所述合金的物体的表面上形成氧化铝保护层。这种合金也可以含有大量的钼。第二金属合金可以是FeNiCr合金，由此意味着，该合金具有大于11wt％的铬含量、在20-60wt％之间的镍含量并且余量为Fe。这种FeNiCr不锈钢合金(包括铁基和镍基合金)总是具有奥氏体微观结构并将在包含所述合金的物体的表面上形成氧化铬保护层。FeNiCr合金具有奥氏体微观结构。
根据如上文或下文中所限定的方法的一个实施例，第一金属合金是包含Fe、Cr、大于1wt％的Al和小于0.1wt％的Ni的不锈钢，并且第二金属合金是包含Fe、Cr、大于10wt％的Ni和小于0.5wt％的Al的不锈钢。
当这种不同材料制成的金属管被焊接时，在焊缝中容易形成镍铝化合物，使焊缝不太坚韧，从而使得提供另外的负载承载部件更为重要，该负载承载部件由通过所联结起来的套筒部分形成的所建议的套筒实现。根据一个实施例，第一对接焊缝包括镍铝化合物的析出物，并且第一对接焊缝的材料具有比第一金属合金和第二金属合金低的韧性。
根据一个实施例，至少第二金属套筒部分可以包括如上所限定的第一金属合金，并且第二套筒的第二内螺纹在定位到第二金属管上之前经受预氧化处理。当对置部分(在此情况中为第二金属管)由上述第二金属合金制成时，在第一金属合金的螺纹表面上具有氧化铁的风险甚至更大。因此，在该实施例中，至少第二金属套筒部分的第二内螺纹应该经受预氧化处理。根据一个实施例，设置在由第一金属合金制成的管或套筒部分上的上述内螺纹或外螺纹中的每一个螺纹都被预氧化。
根据一个实施例，第一套筒和第二金属套筒包括第一金属合金。根据一个实施例，第一金属套筒和第二金属套筒由相同的合金组分制成。无论合金组分是否相同，至少其中包含的合金元素使得它们在通过焊接联结起来时不会在焊缝中形成脆性相。由此，作为另一替代方案，第一金属套筒和第二金属套筒可以由具有对应的合金元素但其含量不同的钢构成。根据另一实施例，第一金属套筒和第二金属套筒的金属合金以重量％计包含：至多0.08的C、至多0.7的Si、10-25的Cr、1-10的Al、1.5-5的Mo、至多0.4的Mn、余量的铁和通常出现的杂质。
本公开的方面还通过一种具有腔室的炉来实现，该腔室设置有燃烧器装置，以用于产生热量，并且在腔室中设置有如上文或下文所限定的管系布置，以用于将热气或蒸汽传导通过炉。
根据一个实施方式，炉是这样的炉，在该炉中，通过由所述管系布置传导的烃的裂化而生产乙烯。
在下面的详细描述中将呈现本公开的进一步的特征和优点。
附图说明
现在将参考附图来呈现本公开的实施例，附图中：
图1是示出了本公开的管系布置的横截面，
图2是图1所示的管系布置的细节的放大图，
图3是在通过焊接将第一金属管和第二金属管联结起来之前的位置中的管系布置的立体图，
图4是布置有根据本公开的管系布置的炉的示意图。
具体实施方式
尽管本公开适用于其中为了补充或替代两个金属管之间的焊缝的负载承载功能而使用外套筒的所有应用，但本公开将针对其中管在用于裂化含烃原料(通常用于生产乙烯)的炉中使用的应用进行描述。因此应该理解的是，本公开主要不限于这样的应用。
图1示出了本公开的实施例的管系布置的横截面。管系布置包括：第一金属管1，该第一金属管在其端部区域3中设置有第一外螺纹2；第二金属管4，该第二金属管在其端部区域6中设置有第二外螺纹5；对接焊缝7，该对接焊缝联结第一金属管1的端部区域3和第二金属管4的端部区域6；第一金属套筒部分8，该第一金属套筒部分设置有第一内螺纹9并位于第一金属管1的所述端部区域3上，其中第一金属套筒部分8的第一内螺纹9接合第一金属管1的第一外螺纹2；第二金属套筒部分10，该第二金属套筒部分设置有第二内螺纹11并且位于第二金属管4的所述端部区域6上，其中第二金属套筒部分10的第二内螺纹11接合第二金属管4的第二外螺纹5，其中第一金属套筒部分8和第二金属套筒部分10的对置端部通过对接焊缝12联结起来。在本公开中，术语“套筒”旨在表示单件式管状螺纹连接。
第一金属管1的上述端部区域3和第二金属管4的上述端部区域6中的每个端部区域均设置有比与之相关联的第一金属管1和第二金属管4的相邻部分更大的外径和更大的壁厚。每个螺纹的底部环绕具有比相应的第一金属管1和第二金属管4的所述相邻部分的直径大的直径的圆。因此，第一金属套筒部分8的内径大于第一金属管1的所述相邻部分的外径，并且第二金属套筒部分10的内径大于第二金属管4的所述相邻部分的直径。第一金属管1的所述端部区域3的外径对应于第二金属管4的所述端部区域6的外径。
通过对接焊缝7联结起来的第一金属管1和第二金属管4的对置端部是斜切的，使得对接焊缝7为U形或V形的，其较宽端部向外指向。
通过对接焊缝12联结起来的第一金属套筒部分8和第二金属套筒部分10的对置端部是斜切的，使得对接焊缝12为U形或V形的，其较宽端部向外指向。
在第一金属套筒部分8和第二金属套筒部分10的对接焊缝与第一金属管1和第二金属管4或它们的对接焊缝7之间存在空间13。该空间将防止连接第一金属套筒部分8和第二金属套筒部分10的对接焊缝12与第一金属管1和第二金属管4接触和相互作用，并且防止对接焊缝12与连接所述金属管1、4的对接焊缝7接触和相互作用。在所述空间13中设置有陶瓷保护构件14，以防止连接第一金属套筒部分8和第二金属套筒部分10的对接焊缝12与第一金属管1和第二金属管4以及连接第一金属管和第二金属管的对接焊缝7接触和相互作用。
第一金属管1包括第一金属合金，并且第二金属管4包括第二金属合金，其中，由于第一金属合金和第二金属合金具有不同的合金组分并由此具有不同的材料化学性质，所以在联结第一金属管和第二金属管的对接焊缝7中存在至少一个脆性相，包含于其中的合金元素将在焊接时相互作用并形成所述相，由此使得对接焊缝7在机械上比相应的金属管1、4弱。在此，第一金属合金是FrCrAl合金，而第二金属合金是FeCrNi合金。由此，上述脆性相可以包括镍铝化合物。在这里呈现的示例性实施例中，第一金属合金以重量％计包含：至多0.08的C、至多0.7的Si、10-25的Cr、1-10的Al、1.5-5的Mo、至多0.4的Mn、余量的Fe和通常出现的杂质。
第一套筒8和第二套筒10由具有相同或至少对应的化学组分的钢制成。在这里呈现的示例性实施例中，第一套筒和第二套筒的金属合金是上述第一金属合金，其以重量％计包含：至多0.08的C、至多0.7的Si、10-25的Cr、1-10的Al、1.5-5的Mo、至多0.4的Mn、余量的Fe和通常出现的杂质。
第二金属套筒部分10的第二内螺纹11呈现氧化铝层(附图中不可见)。当对置的部分(在此情况中为第二金属管4)由上述第二金属合金制成并且第二金属套筒部分10由第一金属合金制成时，在第一金属合金的螺纹表面上具有氧化铁的风险甚至更大。因此，至少第二金属套筒部分10的至少第二内螺纹11应经受预氧化处理，并由此在其上获得氧化铝层。在这里呈现的示例性实施例中，第一金属套筒部分8的第一内螺纹9也呈现保护性氧化铝层。第一金属管1的第一外螺纹2也呈现保护性氧化铝层。
管系布置在第一金属管1与第二金属管4之间呈现由连接第一金属管1和第二金属管4的对接焊缝7限定的气密连接，而由第一金属套筒部分8和第二金属套筒部分10形成的套筒形成管系布置的负载承载部分，其减少了需要由连接第一金属管1和第二金属管4的对接焊缝7接受的机械负载。根据示例性实施例，与由连接第一金属管1和第二金属管4的对接焊缝所承载的负载相比，由通过对接焊缝12连接起来的第一金属套筒部分8和第二金属套筒部分10形成的负载承载部分被设计用以承载管系布置所经受的机械负载的更大部分。
提供上文所示的管系布置的示例性实施例包括以下步骤：
·为第一金属管1的端部区域3设置第一外螺纹2；
·为第二金属管(4)的端部区域6设置第二外螺纹5；
·为由金属制成的第一套筒部分8设置第一内螺纹(9)；
·为由金属制成的第二套筒部分10设置第二内螺纹11；
·通过将所述第一金属套筒部分8旋拧到第一金属管1的第一外螺纹2上，将第一金属套筒部分8定位在第一金属管1上；
·通过将第二金属套筒部分10旋拧到第二金属管4的第二外螺纹5上，将第二套筒部分10定位在第二金属管4上；
·将第一金属管1的端部区域3和第二金属管4的端部区域6移动成彼此接触；
·从外侧将第一金属管1的端部区域3和第二金属管4的端部区域6对接焊接在一起；
·通过将所述金属套筒部分8、10中的至少一个金属套筒部分旋拧在该至少一个金属套筒部分的相关联的管1、4的外螺纹2、5上，使第一金属套筒部分8和第二金属套筒部分10合在一起；
·从外侧将第一金属套筒部分8和第二金属套筒部分10的对置端部对接焊接在一起；
上述的螺纹2、5、9、11典型地通过加工设置有该螺纹的相应部件而产生。
建议对接焊接工艺包括TIG(钨惰性气体)焊接工艺(可能是手动操作)，并且将上述第一金属合金用作焊料材料。然而，其它合适的合金也可以用作焊料材料。焊料材料可以呈条状或丝状的形式。
在为第一金属管1的所述端部区域3和第二金属管4的所述端部区域6设置所述外螺纹2、5之前，金属管1、4经受处理，借助于该处理，其端部区域3、6设置有比对应的金属管1、4的相邻部分更大的外径和更大的壁厚。这种处理包括锻造步骤，也称为镦锻。
在通过对接焊接而联结第一金属套筒部分8和第二金属套筒部分10的对置端部之前，将陶瓷保护构件14定位在第一金属套筒部分8和第二金属套筒部分10与第一金属管1和第二金属管4之间，处于这样的位置处，在该位置中，将防止第一金属套筒部分8和第二金属套筒部分10的对接焊缝12与第一金属管1和第二金属管4以及将它们连接的对接焊缝7接触和相互作用。
第二金属套筒部分10的第二内螺纹11在第二金属套筒部分10被定位在第二金属管上并且第二金属管4与第一金属管1联结起来之前经受预氧化处理。预氧化处理包括将第二金属套筒部分10加热到大约1100℃的温度，持续大约8小时的时段。
在这里呈现的示例性实施例中，第一金属套筒部分8的第一内螺纹9和第一金属管1的第一外螺纹2也通过对应的热处理而设置有氧化铝层。
图4示出了具有腔室15的炉，在腔室中设置有燃烧器装置16，以用于产生热量，并且在腔室中设置有如上述限定的管系布置，以用于将热气或蒸汽传导通过炉。在这个具体的实施例中，该炉是这样的炉，在该炉中，通过由所述管系布置传导的烃的裂化而生产乙烯。
在炉的腔室15内部，管系布置(这里是通过对接焊缝20、21)被连接到管道19，其由管道19形成。建议将上述第一金属合金用作所述管道19的材料。在腔室15的出口17的区域处，在腔室15内部设置有上述限定的管系布置，其中，管系布置的第二金属管4通过所述出口17延伸出所述腔室15。在腔室15的入口18处，在腔室15内部设置有另一如上述限定的管系布置。这一管系布置的第二金属管4通过入口18延伸出腔室。
Claims (15)
1.一种用于生产管系布置的方法，其中，将第一管(1)与第二管(4)联结起来，所述管(1，4)是金属管，其中，所述方法包括以下步骤：
a)为所述第一金属管(1)的端部区域(3)设置第一外螺纹(2)；
b)为所述第二金属管(4)的端部区域(6)设置第二外螺纹(5)；
c)为由金属制成的第一套筒部分(8)设置第一内螺纹(9)；
d)为由金属制成的第二套筒部分(10)设置第二内螺纹(11)；
e)通过将所述第一金属套筒部分(8)旋拧到所述第一金属管(1)的所述第一外螺纹(2)上，将所述第一金属套筒部分(8)定位在所述第一金属管(1)上；
f)通过将所述第二金属套筒部分(10)旋拧到所述第二金属管(4)的所述第二外螺纹(5)上，将所述第二金属套筒部分(10)定位在所述第二金属管(4)上；
g)将所述第一金属管和所述第二金属管(1，4)的所述端部区域(3，6)移动成彼此接触；
h)从外侧将所述第一金属管和所述第二金属管(1，4)的所述端部区域(3，6)对接焊接在一起；
i)通过将所述金属套筒部分(8，10)中的至少一个金属套筒部分旋拧在该至少一个金属套筒部分的相关联的管(1，4)的所述外螺纹(2，5)上，使所述第一金属套筒部分和所述第二金属套筒部分(8，10)合在一起；
j)从外侧将所述第一金属套筒部分和所述第二金属套筒部分(8，10)的对置端部对接焊接在一起；
其中，在步骤g)中，所述第一金属套筒部分和所述第二金属套筒部分(8，10)被定位成使得能够从外侧所述第一金属管和所述第二金属管(1，4)之间的联结部。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤a)之前或在步骤f)之前，所述第一金属管和所述第二金属管(1，4)中的至少一个金属管经受处理，由此所述端部区域(3，6)设置有比对应的管(1，4)的相邻部分更大的外径和更大的壁厚。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述处理包括锻造所述端部区域(3，6)，使得所述端部区域(3，6)设置有比对应的管(1，4)的相邻部分更大的外径和更大的壁厚。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，在步骤g)与步骤h)之间，将保护构件(14)定位在所述第一金属套筒部分和所述第二金属套筒部分(8，10)与所述第一金属管和所述第二金属管(1，4)之间，其中，所述保护构件(14)将第二对接焊缝(12)与所述第一金属管和所述第二金属管(1，4)分离并且与第一对接焊缝(7)分离。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述保护构件(14)是陶瓷。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，所述第一金属管(1)包括第一金属合金，并且所述第二金属管(4)包括第二金属合金，其中，所述第一金属合金和所述第二金属合金具有不同的合金组分。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一金属合金是包含Fe、Cr和Al的铁素体钢，并且所述第二金属合金是包含Fe、Cr和Ni的奥氏体钢。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其中，所述第一金属套筒部分(8)和所述第二金属套筒部分(10)具有相同的合金组分。
9.一种管系布置，包括：
i.第一金属管(1)，所述第一金属管在其端部区域(3)中设置有第一外螺纹(2)；
ii.第二金属管(4)，所述第二金属管在其端部区域(6)中设置有第二外螺纹(5)；
iii.第一对接焊缝(7)，所述第一对接焊缝将所述第一金属管和所述第二金属管(1，4)的所述端部区域(3，6)联结起来；
iv.第一金属套筒部分(8)，所述第一金属套筒部分设置有第一内螺纹(9)并且被定位在所述第一金属管(1)的所述端部区域(3)上；
v.第二金属套筒部分(10)，所述第二金属套筒部分设置有第二内螺纹(11)并且被定位在所述第二金属管(4)的所述端部区域(6)上；
其中，所述第一金属套筒部分(8)的所述内螺纹(9)接合所述第一金属管(1)的所述外螺纹(2)，并且其中，所述第二金属套筒部分(10)的所述第二内螺纹(11)接合所述第二金属管(4)的所述外螺纹(5)，并且其中，所述第一金属套筒部分(8)和所述第二金属套筒部分(10)的对置端部通过第二对接焊缝(12)联结起来。
10.根据权利要求9所述的管系布置，其中，在所述第二对接焊缝(12)与所述第一金属管和所述第二金属管(1，4)之间以及在所述第二对接焊缝(12)与所述第一对接焊缝(7)之间存在空间(13)。
11.根据权利要求10所述的管系布置，其中，所述管系布置在所述空间(13)中设置有陶瓷保护构件(14)。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的管系布置，其中，所述第一金属管(1)包括第一金属合金，并且所述第二金属管(4)包括第二金属合金，并且其中，所述第一金属合金和所述第二金属合金具有不同的合金组分。
13.根据权利要求9至12中的任一项所述的管系布置，其中，所述第一金属套筒部分(8)和所述第二金属套筒部分(10)具有相同的合金组分。
14.一种炉，所述炉具有腔室(15)，在所述腔室中设置有燃烧器装置(16)，以用于产生热量，并且在所述腔室中设置有根据权利要求9至13中的任一项所述的管系布置，以用于将热气或者蒸汽传导通过所述炉。
15.根据权利要求14所述的炉，其中，所述炉是这样的炉，在该炉中，通过由所述管系布置传导的烃的裂化而生产乙烯。
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