CN113785151A - 具有位于过渡区域中的金属涂层的金属管，特别是用于输送油和气体的管道 - Google Patents

具有位于过渡区域中的金属涂层的金属管，特别是用于输送油和气体的管道 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有位于过渡区域中的金属涂层的金属管，特别是用于输送油和气体的管道，一种由这类管道构成的系统，以及一种制造所述管道和所述由管道构成的系统的方法。过渡区域的金属涂层避免了在将两个管道通过焊接连接成管路之后对过渡区域的内表面的后续涂覆。

Description

具有位于过渡区域中的金属涂层的金属管，特别是用于输送 油和气体的管道
技术领域
本发明涉及一种具有位于过渡区域中的金属涂层的金属管，特别是用于输送油和气体的管道，一种由这类管道构成的系统，以及一种制造所述管道和所述由管道构成的系统的方法。
背景技术
金属管，特别是用于输送油和气体的管道，在铺设时在管接头处焊接在一起。为防止油或气体或其成分对管体的内表面造成腐蚀或磨损，通常在内表面涂上由塑料或金属材料制成的底漆涂层。由于两根金属管焊接在一起时的热影响，这种底漆涂层会在热影响区的区域内完全或部分地剥落或穿孔。因此，该区域不再受到抗腐蚀或抗磨损保护。
在管径足够大的情况下，可以在之后为这些区域重新设置这种底漆涂层。然而，这会降低铺设速度并导致系统成本和/或材料成本。在管径较小的情况下，在设计材料厚度和使用寿命时，这些位置处的磨损会被考虑在内，从而导致相应的更高的单位成本或更短的使用寿命。
发明目的
因此，本发明的目的是对内表面经涂覆的金属管进行进一步开发，使得在将两个这类管道焊接的过程中维持连贯的耐磨层，而无需后续涂覆。
发明内容
本发明用以达成上述目的的解决方案为一种具有权利要求1的特征的金属管、一种具有权利要求12的特征的由至少两个根据本发明的金属管构成的系统、一种具有权利要求14的特征的制造这种金属管的方法、以及一种根据权利要求26所述的制造由至少两个金属管构成的系统的方法。
金属管、特别是由钢材构成的管道的过渡区域，在管体的内表面上涂覆有优选可焊接的、具有抗腐蚀和/或抗磨损特性的金属材料。所述至少部分的底漆涂层在管体的内侧上至少部分地覆盖过渡区域的金属涂层。其中，所述过渡区域设置在金属管的接头处，并且以一定程度覆盖可能的焊缝的热影响区以及管体的附加区域，使得在通过焊接将两管连接时引入的热量不再会令管体的底漆涂层或金属涂层的底漆涂层受损。借此，即使在焊接连接无额外工作的情况下，也在管道的内表面上维持连贯的保护层。
过渡区域的金属涂层优选地由金属材料构成，优选地由可焊接的不锈钢材料构成，优选地由2.4856材料构成，特别是可焊接的金属材料，可以良好地施覆至常见的钢管上。例如，用作涂层的不生锈材料针对部分为硫酸的油或气体的化学腐蚀具有非常高的耐受性。
理想地，金属涂层在过渡区域中具有可变的、优选地朝向管接头增加的厚度。从流体的角度来看，优选地，在涂覆后在管道的内表面上没有边缘残留。通过可变的层厚能够减少这些边缘。
在过渡区域中，金属涂层具有0.1mm至2mm的平均厚度，优选具有0.1mm至1mm的平均厚度，进一步优选具有0.2mm至0.4mm的平均厚度。在这些厚度范围内，在管道具备常见使用寿命的情况下，实现了所用涂覆材料与保护效果之间的最佳值。
管接头优选地具有至少部分的金属涂层，优选地由与过渡区域的涂层相同的材料制成。这样可以有效地保护管接头免受磨损。通过用在理想情况下连贯的金属涂层将管接头围绕，改善管道材料和金属涂层之间的连接。
管接头的金属涂层具有可变的厚度。以这种方式，先前由管接头本身形成的可设想的齿部、表面走向也可以由经涂覆的管接头形成。
管接头的金属涂层具有0.1mm至5mm的平均厚度，优选具有0.1mm至1mm的平均厚度，进一步优选具有0.2mm至0.4mm的平均厚度。这些厚度代表了所需保护效果和材料使用之间的最佳值。
管体的长度优选地大于10m。从这个长度开始，对管道连接的后续涂覆通常不再可能或不具备经济性。此外优选地，管体具有大于150mm、优选大于250mm的内径。这些直径是管道建设中优选采用的直径。在此应用中，耐磨性尤为重要，铺设速度在投资成本中占主导地位。两者都通过金属管的根据本发明的实施方案得到改进。
理想情况下，过渡区域的和/或管接头的金属涂层的边缘被倒角。这意味着在焊接过程之前不再需要对边缘进行预加工。其中，金属涂层的边缘上的斜面优选形成V形或J形凹槽的一部分。这些凹槽是通过焊接连接两根管道时常见的形状。还可以使用热不稳定涂层保护斜面免受腐蚀，这样便无需在焊接前打磨斜面。这减少了在建筑工地建立管路时的工作步骤。
本发明用以达成上述目的的解决方案还在于一种具有权利要求12的特征的系统，其由至少两个根据权利要求1至11中任一项所述的金属管构成。金属管通过焊缝相互连接，并且在内表面上具有具备抗腐蚀和/或抗磨损特性的连贯涂层。这种系统实现在管路内表面上具有连贯的耐磨保护层的较长的管路。其中，焊接是一种已确立的工艺，尤其是在管道建设中，用于将各管道连接成管路。
金属管优选通过由金属涂层材料制成的焊缝相互焊接。特别是在管接头的内外表面上或边缘处通过焊接工艺进行连接时，保留内侧上的保护层。
本发明用以达成上述目的的解决方案还在于一种具有权利要求14的特征的制造如请求项1至11中任一项所述的金属管的方法。借助堆焊为管道的过渡区域涂覆具有抗腐蚀和/或抗磨损特性的金属材料，随后在管道的内表面上施覆底漆涂层、优选非金属涂层，其中所述底漆涂层覆盖管体的内表面并且部分覆盖过渡区域的金属涂层。在本发明的范围内，堆焊包括等离子喷涂、激光堆焊或使用电弧焊工艺施覆层的方法。
针对过渡区域的金属涂层优选使用金属材料，更优选使用可焊接的不生锈的材料，进一步优选使用2.4856材料。金属材料，特别是可焊接的金属材料，可以良好地施覆至常见的钢管上。用作涂层的不生锈材料针对例如部分为硫酸的油或气体的化学腐蚀具有非常高的耐受性。
在过渡区域内，在理想情况下施覆具有可变厚度、优选地具有朝向管接头增加的厚度的金属涂层。通过施覆具有朝向管接头增加的厚度的金属涂层，可以借助随后的涂覆产生没有边缘的连贯涂层。借此在输送油或气体的过程中减小管道中的压力损失。
优选地，在过渡区域中施覆具有0.1mm至2mm的平均厚度、优选具有0.1mm至1mm的平均厚度、进一步优选具有0.2mm至0.4mm的平均厚度的金属涂层。这些层厚可以使用已知方法可靠地施覆，并且代表材料使用和磨损保护之间的最佳值。
优选地，至少部分地为管接头涂覆金属涂层，优选涂覆与过渡区域的涂层相同的材料。在管道的安装和操作过程中，过渡区域的和管接头的优选连贯的涂层改善所述金属涂层的附着并且改善使用性能。
将具有可变厚度的金属涂层施覆至管接头上。借此维持或者能够产生取决于构造的表面轮廓。这简化了组装管路时的处理。
施覆管接头的具有0.1mm至2mm的平均厚度、优选具有0.1mm至1mm的平均厚度、进一步优选具有0.2mm至0.4mm的平均厚度的金属涂层。这些厚度代表了涂覆过程中的材料消耗和所需磨损保护之间的最佳值。
优选使用长度大于10m和/或内径大于150mm、更优选大于250mm的管体。从这些极限尺寸起，内表面的后续涂覆通常是不经济的。
优选在焊缝的区域内，对过渡区域的和/或管接头的金属涂层的边缘进行倒角，其中在理想情况下，在边缘中倒角形成V形或J形凹槽的一部分。这减少了在施工现场建立管路时所需的步骤。省去部分预加工工作，因为在连接两个管道时，焊缝通常放置在V形或J形凹槽中。
优选在尚未经涂覆的管道中在管端处在内侧上呈环状地施加堆焊，优选在管体的凹部中施加堆焊，并且堆焊具有抗腐蚀和/或抗磨损特性。随后从内部为管道设置底漆涂层材料，其中也以重叠方式为堆焊的一部分设置底漆涂层。
本发明用以达成上述目的的解决方案还在于一种具有权利要求26的特征的方法。将管接头相互焊接，优选地与金属涂层的材料焊接在一起。
本发明的说明书附有以下四个附图：
图1为带涂层的管道的剖视图
图2为带管接头涂层的管道的剖视图
图3为带位于凹部中的涂层的管道的剖视图
图4为在没有焊缝的情况下，两个相连的管道的剖视图
图5为在有焊缝的情况下，两个相连的管道的剖视图。
下面参考所提及的附图以实施例的形式详细描述本发明。在所有附图中，相同的技术元件由相同的附图标记表示。
图1为本发明的用于输送油或气体的金属管的剖视图。管体1例如由碳钢构成并且形成金属管的结构。设有金属涂层4的过渡区域2布置在管体1的端部。金属涂层4的厚度d朝着管接头3增加。在管体1的内表面6上施覆有底漆涂层5，在此例如为塑料层，其中塑料层5部分地覆盖金属涂层4。在此，金属涂层4中的偏移使得整个管道的内表面6几乎无边缘。
图2为具有过渡区域2的金属涂层4和管接头3的附加金属涂层4的管道的剖视图。其中，金属涂层4采用连贯的设计，从而在剖视图中产生L形。在过渡区域2中，金属涂层4被设计为朝向管接头3连续上升。管接头3的涂层具有恒定厚度d。金属涂层4的内边缘61被相应地倒角以形成局部V形槽8。
图3为具有位于管体1的凹部23中的过渡区域2的金属涂层4和管接头3的附加金属涂层4的管道的剖视图。其中，管接头的和过渡区域2的金属涂层4采用连贯的设计，从而在剖视图中产生L形。在过渡区域2中，底漆涂层5，在此例如为喷涂的金属涂层，部分地覆盖金属涂层。
图4为两个并排布置的本发明的管道的剖视图。两个管接头3相互接触，从而形成连贯的涂层。其中，金属涂层4的经倒角的边缘在内边缘和外边缘61、71上形成V形槽。此外，彼此相邻的管接头3各有一个互补的榫槽连接11，其中一部分经涂覆或由管接头3的金属涂层4形成。
图5为对应于图3的剖视图，包含位于内边缘或外边缘61、71的边缘上的两个V形槽8中的对应的焊缝10，其用于将两个管道连接成一个管路。
表格1：附图标记表
Figure BDA0003325483290000061

Claims (26)

1.一种金属管，特别是用于输送油和气体的管道，具有包含内外表面(6、7)的管体(1)和两个管接头(3)，其中在所述管体(1)的各端部上布置有各一过渡区域(2)，并且管体(1)的内表面(6)在所述两个过渡区域之间具有至少一个部分的底漆涂层(5)，
其特征在于，
-所述管体(1)的内表面(6)上的过渡区域(2)涂有具有抗腐蚀和/或抗磨损特性的可焊接的金属材料；以及
-所述管体(1)的内侧(6)上的至少部分的底漆涂层(5)部分地覆盖过渡区域(2)的金属涂层(4)。
2.根据权利要求1所述的金属管，
其特征在于，
所述过渡区域(2)的金属涂层(4)由金属材料、优选由可焊接的不生锈材料、更优选由2.4856材料构成。
3.根据上述权利要求中任一项所述的金属管，
其特征在于，
所述金属涂层(4)在所述过渡区域(2)中具有可变的厚度(d)，优选地具有朝向所述管接头(3)增加的厚度(d)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的金属管，
其特征在于，
所述过渡区域(2)中的金属涂层(4)具有0.1mm至2mm的平均厚度(d)，优选具有0.1mm至1mm的平均厚度(d)，进一步优选具有0.2mm至0.4mm的平均厚度(d)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的金属管，
其特征在于，
所述管接头(3)具有至少部分的金属涂层(4)，优选由与所述过渡区域(2)的金属涂层(4)相同的材料制成。
6.根据权利要求5所述的金属管，
其特征在于，
所述管接头(3)的金属涂层(4)具有可变的厚度(d)。
7.根据权利要求5或6中任一项所述的金属管，
其特征在于，
所述管接头(3)的金属涂层(4)具有0.1mm至2mm的平均厚度(d)，优选具有0.1mm至1mm的平均厚度(d)，进一步优选具有0.2mm至0.4mm的平均厚度(d)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的金属管，
其特征在于，
所述管体(1)的长度(L)大于10m。
9.根据上述权利要求中任一项所述的金属管，
其特征在于，
所述管体(1)的内径(D)大于150mm，优选大于250mm。
10.根据上述权利要求中任一项所述的金属管，
其特征在于，
所述过渡区域(2)的和/或所述管接头(3)的金属涂层(4)的边缘(61、71)被倒角。
11.根据权利要求10所述的金属管，
其特征在于，
所述金属涂层(4)的边缘(61、71)上的斜面形成V形或J形凹槽(8、9)的一部分。
12.一种由至少两个根据权利要求1至11中任一项所述的金属管构成的系统，
其特征在于，
-所述金属管通过焊缝(10)相互连接；和
-至少两个相互焊接的管道具有在所述内表面(6)上连贯的、具备抗腐蚀和/或抗磨损特性的涂层(4、5)。
13.根据权利要求12所述的由至少两个金属管构成的系统，
其特征在于，
所述金属管通过由金属涂层材料制成的焊缝(10)相互焊接。
14.一种制造根据权利要求1至11中任一项所述的金属管的方法，其中在所述管体的内表面(6)上多次施覆涂层，
其特征在于，
-借助堆焊为所述管体(1)的过渡区域(2)涂覆具有抗腐蚀和/或抗磨损特性的金属材料；以及
-在所述管体(1)的内表面(6)上施覆底漆涂层(5)，其覆盖管体(1)的内表面(6)并且部分覆盖所述过渡区域(2)的金属涂层(4)。
15.根据权利要求14所述的制造金属管的方法，
其特征在于，
针对所述过渡区域(2)的金属涂层(4)使用金属材料、优选可焊接的不生锈的材料、更优选2.4856材料。
16.根据权利要求14或15中任一项所述的制造金属管的方法，
其特征在于，
在所述过渡区域(2)中施覆具有可变厚度(d)、优选具有朝向所述管接头(3)增加的厚度(d)的金属涂层(4)。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的制造金属管的方法，
其特征在于，
在所述过渡区域(2)中施覆具有0.1mm至2mm的平均厚度(d)、优选具有0.1mm至1mm的平均厚度(d)、进一步优选具有0.2mm至0.4mm的平均厚度(d)的金属涂层(4)。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的制造金属管的方法，
其特征在于，
优选以与所述过渡区域(2)的金属涂层(4)相同的材料，至少部分地为所述管接头(3)涂覆金属涂层(4)。
19.根据权利要求18所述的制造金属管的方法，
其特征在于，
将具有可变厚度(d)的金属涂层(4)施覆至所述管接头(3)上。
20.根据权利要求18或19中任一项所述的制造金属管的方法，
其特征在于，
施覆所述管接头(3)的具有0.1mm至2mm的平均厚度(d)、优选具有0.1mm至1mm的平均厚度(d)、进一步优选具有0.2mm至0.4mm的平均厚度(d)的金属涂层(4)。
21.根据权利要求14至20中任一项所述的制造金属管的方法，
其特征在于，
使用长度(L)大于10m的管体(1)。
22.根据权利要求14至21中任一项所述的制造金属管的方法，
其特征在于，
使用内径(D)大于150mm，优选大于250mm的管体。
23.根据权利要求14至22中任一项所述的制造金属管的方法，
其特征在于，
对所述过渡区域(2)的和/或所述管接头(3)的金属涂层(4)的边缘(61、71)进行倒角。
24.根据权利要求23所述的制造金属管的方法，
其特征在于，
在所述边缘(61、71)中倒角形成V形或J形凹槽(8、9)的一部分。
25.根据权利要求14至24中任一项所述的制造金属管的方法，
其特征在于，
-在尚未经涂覆的管道中在管端处在内侧上呈环状地施加堆焊；以及
-所述堆焊具有抗腐蚀和/或抗磨损特性；以及
-从内部为所述管道设置底漆涂层材料，其中也以重叠的方式为所述堆焊的一部分设置底漆涂层的层。
26.一种制造由至少两个根据权利要求1至11中任一项所述的金属管构成的系统的方法，
其特征在于，
将所述管接头(3)相互焊接，优选与所述金属涂层的材料焊接在一起。
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