CN112431969B - 一种利用激光熔覆的耐腐蚀管道 - Google Patents

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Abstract

本发明属于输送管道技术领域，特别涉及一种利用激光熔覆的耐腐蚀管道，包括有钢管、内层和外层：所述钢管内表面焊接有内层，所述钢管外表面熔覆有外层；所述内层包括有连接钢圈；连接钢圈内表面从里至外依次熔覆有内层中间层、内层熔覆层；连接钢圈与钢管间隙配合等。本发明通过氮化硼、镍基合金粉末都均具有优异性能，使得所述管道外表面、内表面其再加工形成熔覆层，使得所述管道具有耐腐蚀性、强度、防爆等优异性能，在通过连接钢圈与钢管间隙配合，且连接钢圈通过两端焊接于钢管内表面，使得钢管能够直接熔铸一体成型，不必先加工再次卷圈的过程，能够保证管道的硬度，从而达到不影响管道硬度能够再加工的效果。

Description

一种利用激光熔覆的耐腐蚀管道
技术领域
本发明属于输送管道技术领域，特别涉及一种利用激光熔覆的耐腐蚀管道。
背景技术
管道是输送介质的重要部分，对于目前的输送管道中输送油、化学废水等都需要输送管道具有优异的耐腐蚀性、强度、防爆等功能，且一般的输送管道都是一体成型，直接熔铸，才能够保证管道的硬度，但是对于输送管道的内表面、外表面都需要再加工才能使得管道具有优异的性能，因此亟需研发一种不影响管道硬度能够再加工、具有优异性能的利用激光熔覆的耐腐蚀管道。
发明内容
（一）要解决的技术问题
为了克服现有技术中输送管道中输送油、化学废水等都需要输送管道具有优异的耐腐蚀性、强度、防爆等功能，且一般的输送管道都是一体成型，直接熔铸，才能够保证管道的硬度，但是对于输送管道的内表面、外表面都需要再加工才能使得管道具有优异的性能，因此本发明提供一种不影响管道硬度能够再加工、具有优异性能的利用激光熔覆的耐腐蚀管道。
（二）技术方案
本发明通过如下技术方案实现：本发明提出了一种利用激光熔覆的耐腐蚀管道，所述钢管内表面焊接有内层，所述钢管外表面熔覆有外层；
所述内层包括有连接钢圈；连接钢圈内表面从里至外依次熔覆有内层中间层、内层熔覆层；连接钢圈与钢管间隙配合，且连接钢圈通过两端焊接于钢管内表面；
所述外层包括有外层中间层和外层熔覆层；钢管外表面从里至外依次熔覆有外层中间层、外层熔覆层；
内层中间层、外层中间层的材质为镍基合金粉末材质；
内层熔覆层、外层熔覆层的材质为30%氮化硼粉末、70%镍基合金粉末材质混合制得的材质。
进一步的，所述连接钢圈、内层中间层、内层熔覆层、外层中间层和外层熔覆层的各层厚度为1.5-3mm。
一种利用激光熔覆的耐腐蚀管道，其特征在于：所述耐腐蚀管道的生产工艺为：
i.预处理：准备待处理的钢管，对待处理的钢管进行预处理，即对钢管内外表面进行杂质的清理；
ii. 外层熔覆：将预处理好的钢管进行预加热，加热至150-200℃，接着采用同步送粉法将镍基合金粉末均匀涂抹于钢管外表面，再利用激光熔覆工艺将镍基合金粉末熔覆于钢管外表面，形成外层中间层，快速冷却外层中间层至200-250℃，利用同步送粉将30%氮化硼粉末、70%镍基合金粉末的混合材质均匀涂抹于外层中间层外表面，再利用激光熔覆工艺将30%氮化硼粉末、70%镍基合金粉末的混合材质熔覆于外层中间层外表面形成外层熔覆层，待自然冷却；
iii. 内层制作：将钢材质长条进行预处理，即对钢材质长条外表面进行杂质清理，处理完毕后，接着，对钢材质长条进行预加热，加热至150-200℃，采用同步送粉法将镍基合金粉末均匀涂抹于钢材质长条一侧表面，再利用激光熔覆工艺将镍基合金粉末熔覆于钢材质长条一侧表面，形成内层中间层，快速冷却内层中间层至200-250℃，利用同步送粉将30%氮化硼粉末、70%镍基合金粉末的混合材质均匀涂抹于内层中间层，再利用激光熔覆工艺将30%氮化硼粉末、70%镍基合金粉末的混合材质熔覆于内层中间层形成内层熔覆层，待自然冷却后，利用卷圈机将钢材质长条进行卷圈，使得内层熔覆层向内，形成连接钢圈；
iv. 钢管成型：将连接钢圈插入钢管内，连接钢圈与钢管间隙配合，此时，焊接连接钢圈、钢管连接的两端，焊接完毕后，最后，再加工使得连接钢圈、钢管端部磨平，则所述耐腐蚀管道成型、
进一步的，所述外层中间层、内层中间层的激光熔覆工艺参数为：激光功率为1200-1800w，保护气流量为700L/h-900 L/h，扫描速度为2 mm/s-4 mm/s，光斑直径20mm。
进一步的，所述外层熔覆层、内层熔覆层的激光熔覆工艺参数为：激光功率为2600-2800w，保护气流量为700L/h-900 L/h，扫描速度为2 mm/s-4 mm/s，光斑直径20mm。
（三）有益效果
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明通过氮化硼、镍基合金粉末都均具有优异性能，使得所述管道外表面、内表面其再加工形成熔覆层，使得所述管道具有耐腐蚀性、强度、防爆等优异性能，在通过连接钢圈与钢管间隙配合，且连接钢圈通过两端焊接于钢管内表面，使得钢管能够直接熔铸一体成型，不必先加工再次卷圈的过程，能够保证管道的硬度，从而达到不影响管道硬度能够再加工的效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明所述耐腐蚀管道的结构示意图。
图2为本发明外层的结构示意图。
图3为本发明内层的结构示意图。
图4为本发明所述耐腐蚀管道的生产工艺流程图。
附图中的标记为：1-内层，11-连接钢圈，12-内层中间层，13-内层熔覆层，2-焊点，3-外层，31-外层中间层，32-外层熔覆层，4-钢管。
具体实施方式
本技术方案中：
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例:
i.预处理：准备待处理的钢管，对待处理的钢管进行预处理，即对钢管内外表面进行杂质的清理；
ii. 外层熔覆：将预处理好的钢管进行预加热，加热至150℃，接着采用同步送粉法将镍基合金粉末均匀涂抹于钢管外表面，再利用激光熔覆工艺将镍基合金粉末熔覆于钢管外表面，形成外层中间层，快速冷却外层中间层至200℃，利用同步送粉将30%氮化硼粉末、70%镍基合金粉末的混合材质均匀涂抹于外层中间层外表面，再利用激光熔覆工艺将30%氮化硼粉末、70%镍基合金粉末的混合材质熔覆于外层中间层外表面形成外层熔覆层，待自然冷却；外层中间层和外层熔覆层的各层厚度为1.5mm；
iii. 内层制作：将钢材质长条进行预处理，即对钢材质长条外表面进行杂质清理，处理完毕后，接着，对钢材质长条进行预加热，加热至150-200℃，采用同步送粉法将镍基合金粉末均匀涂抹于钢材质长条一侧表面，再利用激光熔覆工艺将镍基合金粉末熔覆于钢材质长条一侧表面，形成内层中间层，快速冷却内层中间层至200-250℃，利用同步送粉将30%氮化硼粉末、70%镍基合金粉末的混合材质均匀涂抹于内层中间层，再利用激光熔覆工艺将30%氮化硼粉末、70%镍基合金粉末的混合材质熔覆于内层中间层形成内层熔覆层，待自然冷却后，利用卷圈机将钢材质长条进行卷圈，使得内层熔覆层向内，形成连接钢圈；所述连接钢圈、内层中间层、内层熔覆层的各层厚度为1.5mm；
iv. 钢管成型：将连接钢圈插入钢管内，连接钢圈与钢管间隙配合，此时，焊接连接钢圈、钢管连接的两端，焊接完毕后，最后，再加工使得连接钢圈、钢管端部磨平，则所述耐腐蚀管道成型。
氮化硼在热浓碱中硼氮键被断开；1200℃以上开始在空气中氧化；熔点为3000℃，稍低于3000℃时开始升华；真空时约2700℃开始分解；微溶于热酸，不溶于冷水，相对密度2.25；压缩强度为170MPa。在氧化气氛下最高使用温度为900℃，而在非活性还原气氛下可达2800℃，但在常温下润滑性能较差；碳化硼的大部分性能比碳素材料更优；对于六方氮化硼：摩擦系数很低、高温稳定性很好、耐热震性很好、强度很高、导热系数很高、膨胀系数较低、电阻率很大、耐腐蚀、可透微波或透红外线；则氮化硼具有抗化学侵蚀性质，不被无机酸和水侵蚀的优点，同时，镍基合金粉末具有耐磨、防腐、防锈等优点，从而所述管道外表面、内表面再加工形成熔覆层，使得所述管道具有耐腐蚀性、强度、防爆等优异性能，在通过连接钢圈与钢管间隙配合，且连接钢圈通过两端焊接于钢管内表面，使得钢管能够直接熔铸一体成型，不必先加工再次卷圈的过程，能够保证管道的硬度，从而达到不影响管道硬度能够再加工。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包 括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内 。

Claims (5)

1.一种利用激光熔覆的耐腐蚀管道，其特征在于：包括有钢管、内层和外层：所述钢管内表面焊接有内层，所述钢管外表面熔覆有外层；
所述内层包括有连接钢圈；连接钢圈内表面从里至外依次熔覆有内层中间层、内层熔覆层；连接钢圈与钢管间隙配合，且连接钢圈通过两端焊接于钢管内表面；
所述外层包括有外层中间层和外层熔覆层；钢管外表面从里至外依次熔覆有外层中间层、外层熔覆层；
内层中间层、外层中间层的材质为镍基合金粉末材质；
内层熔覆层、外层熔覆层的材质为30%氮化硼粉末、70%镍基合金粉末材质混合制得的材质。
2.根据权利要求1所述的一种利用激光熔覆的耐腐蚀管道，其特征在于：所述连接钢圈、内层中间层、内层熔覆层、外层中间层和外层熔覆层的各层厚度为1.5-3mm。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种利用激光熔覆的耐腐蚀管道，其特征在于：所述耐腐蚀管道的生产工艺为：
预处理：准备待处理的钢管，对待处理的钢管进行预处理，即对钢管内外表面进行杂质的清理；
外层熔覆：将预处理好的钢管进行预加热，加热至150-200℃，接着采用同步送粉法将镍基合金粉末均匀涂抹于钢管外表面，再利用激光熔覆工艺将镍基合金粉末熔覆于钢管外表面，形成外层中间层，快速冷却外层中间层至200-250℃，利用同步送粉将30%氮化硼粉末、70%镍基合金粉末的混合材质均匀涂抹于外层中间层外表面，再利用激光熔覆工艺将30%氮化硼粉末、70%镍基合金粉末的混合材质熔覆于外层中间层外表面形成外层熔覆层，待自然冷却；
内层制作：将钢材质长条进行预处理，即对钢材质长条外表面进行杂质清理，处理完毕后，接着，对钢材质长条进行预加热，加热至150-200℃，采用同步送粉法将镍基合金粉末均匀涂抹于钢材质长条一侧表面，再利用激光熔覆工艺将镍基合金粉末熔覆于钢材质长条一侧表面，形成内层中间层，快速冷却内层中间层至200-250℃，利用同步送粉将30%氮化硼粉末、70%镍基合金粉末的混合材质均匀涂抹于内层中间层，再利用激光熔覆工艺将30%氮化硼粉末、70%镍基合金粉末的混合材质熔覆于内层中间层形成内层熔覆层，待自然冷却后，利用卷圈机将钢材质长条进行卷圈，使得内层熔覆层向内，形成连接钢圈；
钢管成型：将连接钢圈插入钢管内，连接钢圈与钢管间隙配合，此时，焊接连接钢圈、钢管连接的两端，焊接完毕后，最后，再加工使得连接钢圈、钢管端部磨平，则所述耐腐蚀管道成型。
4.根据权利要求1所述的一种利用激光熔覆的耐腐蚀管道，其特征在于：所述外层中间层、内层中间层的激光熔覆工艺参数为：激光功率为1200-1800w，保护气流量为700L/h-900L/h，扫描速度为2 mm/s-4 mm/s，光斑直径20mm。
5.根据权利要求1所述的一种利用激光熔覆的耐腐蚀管道，其特征在于：所述外层熔覆层、内层熔覆层的激光熔覆工艺参数为：激光功率为2600-2800w，保护气流量为700L/h-900L/h，扫描速度为2 mm/s-4 mm/s，光斑直径20mm。
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