CN1737263A - 融雪板 - Google Patents
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Abstract
具有包含直的管线和U形弯曲段的管道的融雪板。板具有直管线平行长度为300mm～5000mm以及直管线的垂直间距为100mm～4000mm的尺寸。管道具有只在管道外表面上形成的热浸镀锌层或高度耐腐蚀的镀锌层。直管线的相邻管子之间的间隙优选为100～300mm。直管线和弯曲段优选由一根长管制成。管道优选由具有小于0.05wt％或不小于0.15wt％但不大于0.20wt％硅含量的钢管制成。
Description
技术领域
本发明涉及一种融雪板，其具有用于流过加热介质如地下水、温水或防冻液的管道以融化公路、桥梁等上的雪从而防止寒冷地区的公路、桥梁等冻结。
以2004年8月19日提出申请的日本专利申请第2004-239153号以及2005年6月22日提出申请的日本专利申请第2005-181597号为优先权，其内容这里作为参考而并入。
背景技术
传统的融雪装置采用埋置的热水管或加热装置加热公路表面以融化公路、桥梁等上的雪从而防止公路、桥梁等的冻结(日本未经审查的专利申请，第一次公开号H02-194280)。这种融雪装置使用材料如树脂管(日本未经审查的专利申请，第一次公开号H07-109704)、金属管(日本未经审查的专利申请，第一次公开号H02-3714)和镀锌钢管(日本未经审查的专利申请，第一次公开号H03-42136；日本未经审查的专利申请，第一次公开号H02-194280)用来流过加热介质如地下水、热水等。
树脂管存在差的强度和耐热性的问题。而且，在公路用沥青铺筑的情况下，由于包含融雪剂的水从沥青渗入地面，因此对于融雪板或在融雪板中使用的管道来说，耐腐蚀性也是必需的。
因此出现使用耐腐蚀性优异的镀锌钢管的需要。日本未经审查的专利申请、第一次公开号H03-42136中提出的方法是一种在内表面和外表面热浸镀锌的直管通过弯曲加工或焊接而形成为Z字形的方法。
日本未经审查的专利申请，第一次公开号S54-41235；日本未经审查的专利申请，第一次公开号H11-246942和日本未经审查的专利申请，第一次公开号H05-148607中公开了其中只在其外表面或内表面镀锌的钢管及制造方法。
已经提出了在无需焊接的情况下将长的钢管弯曲成Z字形形状的装置(日本未经审查的专利申请，第一次公开号S60-238041；日本未经审查的实用新型申请，第一次公开号H03-18914)。然而，其中没有公开将热浸镀锌涂在长的钢管上的方法及装置。
日本未经审查的专利申请，第一次公开号H03-42136中所公开的弯曲或焊接内表面和外表面热浸镀锌的直管形成Z字形状费时费力并且成本高。此外，当使用防冻液作为加热介质时，管内侧的镀锌层会与防冻液起化学反应，从而导致镀锌层溶解。日本未经审查的专利申请，第一次公开号H03-42136中公开的方法要求一起弯曲热浸镀锌的直管和U型弯管，这样会破坏管外表面焊接部位的镀锌层，从而恶化耐腐蚀性。因此，必须修复镀锌层损坏的部分。
在热浸镀锌的长钢管上使用日本未经审查的专利申请，第一次公开号S60-238041和日本未经审查的实用新型申请，第一次公开号H03-18914中所公开的弯曲装置执行弯曲工作导致如在弯曲段处镀层表面剥落的损伤，从而削弱了耐腐蚀性。
考虑到上述问题而达成的本发明提供了一种能够使用防冻液作为加热介质的融雪板，其由于不容易受损伤(如用于所述板的钢管上镀层剥落)而具有优异的耐腐蚀性，并且具有最小灰色涂层(展开的暴露于镀锌层表面的Fe-Zn合金层)。
发明内容
上面提到的问题可以通过本发明的下列特征而解决。
本发明的融雪板的管道具有直的管线和连接直管线的U形弯曲段。所述板具有直管线平行长度为300mm～5000mm以及直管线的垂直间距为100mm～4000mm的尺寸。管道具有只在其外表面形成的热浸镀锌(镀锌的)层或高度耐腐蚀的镀锌层。
在融雪板中，直管线的相邻管子之间的间隙可以为100～300mm。
在融雪板中，直管线和弯曲段可以由一根长管制成。
在融雪板中，融雪板的管道可以是硅含量小于0.05wt％的钢管。
在融雪板中，管道可以是硅含量不小于0.15wt％并且小于0.20wt％的钢管。
融雪板中使用的管道可以具有直管线和U形弯曲段，其中管道具有这样的外部形状：直管线的平行长度为300mm～5000mm，直管线的垂直间距为100mm～4000mm。管道可以具有只在管道外表面上的热浸镀锌层或高度耐腐蚀的镀锌层。对于直管线的相邻管子之间的间隙优选为100～300mm。而且，对于直管线和弯曲段优选由一根长管制成。此外，对于钢管优选具有小于0.05wt％或大于0.15wt％但小于0.20wt％的硅含量。
本发明能够提供低成本的、可以被用于埋置在要求耐腐蚀的沥青中并且能够使用防冻液作为加热介质的融雪板，因此它的工业影响是有意义的。
附图说明
图1为本发明融雪板的架构图。
具体实施方式
图1展示了本发明融雪板的实施方案。在本发明融雪板1中使用的管道5具有直管线和U形弯曲段。为了在传输和安置过程中便于操作，设定板的尺寸使得直管线的平行长度3为300mm～5000mm，直管线的垂直间距2为100mm～4000mm。此外，在本发明融雪板1中使用的管道5只在外表面上具有热浸镀锌层，其内侧没有热浸镀锌层。这样即使当埋置在其中渗入包含融雪剂的水的沥青中也会产生优异的耐腐蚀性，而且能够使用防冻液作为加热介质。依照公路的长度，把所需数的融雪板连接在一起使用。
图1中，直管线的相邻管子之间的间隙4宽于300mm会导致公路和桥梁上雪融化的不充分以及防冻效果的不足。与之相反，直管线的相邻管子之间的间隙窄于100mm会引起出口附近加热介质的温度下降，从而部分导致雪融化以及防冻效果的不充分。因此对于直管线的相邻管子之间的间隙优选在100～300mm的范围内。
对于弯曲加工来说优选使用一根在直管线和弯曲段之间没有焊缝的长管。这样做可以抑制焊缝的腐蚀。使用长管也可以大大地降低管之间接头的数目，从而降低工程费用。
本发明融雪板1中使用的管道5外表面上的镀锌层是一种即使在弯曲段处也不容易受损伤如剥落的涂层。不论管道是通过将直的钢管和U形钢管焊接在一起或是通过堵住两个末端以及热浸镀锌将长的钢管弯曲成Z字形图案而制成板状，都能够制成只在外表面具有镀锌涂层的、即使在弯曲段处也不会遭受损伤例如剥落的板。
因而，在组成本发明融雪板1的管道5通过将长的钢管弯曲成Z字形图案而制成板的情况下，存在没有损伤例如镀锌涂层的剥落或电镀修复弯曲段上痕迹的优点。同样，在将直的钢管和弯曲成U形形状的钢管焊接成板形状的情况下，存在无需电镀修复钢管焊接部分痕迹的优点。
用于本发明融雪板中的管道外表面的电镀层可以通过通用的热浸镀锌方法电镀。作为电镀层，也可以使用包括2～19％铝、1～10％镁以及0.01～2％硅(铝和镁的总含量不超过20％)的高度耐腐蚀热浸镀锌。这种高度耐腐蚀热浸镀锌用于Nippon Steel Corporation所售的商品名为“SuperDyma(注册商标)”的镀锌钢片。
接下来说明优选的用作融雪板管道的钢管的化学组成条件。
当在钢管的外表面形成镀锌层时，钢管中的硅含量、灰色涂层以及沉积的锌量之间存在着一种联系。灰色涂层和沉积的锌量在硅含量为0.07％时达到最大。当钢管的硅含量小于0.05wt％或不小于0.15wt％时，抑制了铁和锌的相互扩散，改善了灰色涂层，从而增强了经济价值。然而，硅含量超过0.20wt％能够导致由于在管之间连接部分处氧化硅残留而产生的焊接裂纹。因此，钢的硅含量优选小于0.05wt％，或者不小于0.15wt％而且不大于0.20wt％。
实施例
使用长的(约50,000mm)和短的(约2,500mm)长度的符合JISG3452、具有外径为21.7mm以及壁厚为2.8mm的碳-钢管制造作为实例的融雪板。融雪板的直管线具有2,500mm的平行长度、2,500mm的垂直间距以及200mm相邻直管线之间的间隙。然后将板埋置于公路中以评价其性能。将不同硅含量的钢管用于本发明的实施例和比较例，前者的管只在外表面镀锌，而后者的管在内和外表面镀锌。
表1列出了板的管的特征、制造条件以及评价结果。
为了评价电镀剥落/腐蚀的状态，制造融雪板并观察板管道的镀锌在将包含防冻液的水流经板管道运行约一年后的剥落/腐蚀状态。将本发明的实施例1～4只在管道的外表面镀锌，因此在内侧就没有镀锌层的剥落，并且完全观察不到部分腐蚀。然而，在其中内和外表面都镀锌的比较例1～4中，则观察到管内部镀锌层的剥落以及部分腐蚀。
通过在每一个实施例中热浸镀锌管道并观察是否存在任何板的消耗来评价灰色涂层。在本发明的优选实施例中，对于钢的硅含量小于0.05wt％或不小于0.15wt％并且不大于0.20wt％来说明显没有板的消耗。在硅含量为0.05wt％或大于和小于0.15wt％的情况下(本发明的实施例1和比较例2)观察到少量的灰色涂层。
本发明的实施例1～4使用长管，并且由于镀锌只涂刷在管道的外表面，因此镀锌材料的消耗以及工程费用低。相反，其中也使用长管的比较例3，镀锌材料的消耗以及工程费用只能列入中等，因为管的内和外表面都镀锌。在其中使用短管的比较例1、2和4中，镀锌材料的消耗以及工程费用被评价为是高的。
表1
| 实施例 | 管镀锌表面 | 管长度1) | 化学组分(wt％) | 镀锌层剥落/部分腐蚀 | 灰色涂层 | 镀锌消耗，工程费用 | |||
| C | Si | Mn | |||||||
| 本发明的实施例 | 1 | 外 | 长 | 0.127 | 0.100* | 0.45 | 无 | 极小 | 低 |
| 2 | 外 | 长 | 0.128 | 0.005 | 0.44 | 无 | 无 | 低 | |
| 3 | 外 | 长 | 0.127 | 0.04 | 0.45 | 无 | 无 | 低 | |
| 4 | 外 | 长 | 0.127 | 0.171 | 0.46 | 无 | 无 | 低 | |
| 比较例 | 1 | 内，外* | 短* | 0.127 | 0.005 | 0.45 | 存在 | 无 | 高 |
| 2 | 内，外* | 短* | 0.128 | 0.12* | 0.46 | 存在 | 极小 | 中等 | |
| 3 | 内，外* | 长 | 0.127 | 0.001 | 0.45 | 存在 | 无 | 高 | |
| 4 | 内，外* | 短* | 0.127 | 0.001 | 0.45 | 存在 | 无 | 高 | |
*在本发明的优选范围之外
1)管长度：长管(一块板的整个长度)约50,000mm
短管(直管线的平行长度)约2,500mm
当上面描述和举例说明本发明优选的实施方案时，应当理解为这些只是本发明的示范并且不被认为是限制的。在不脱离本发明的精神或意图的前提下，增加、删除、取代和其他修改都是可以做得。因此，本发明可以认为不受上面所描述的内容限制，只被附加的权利要求书的范围所限定。
Claims (6)
1、一种融雪板，其包括：
包含直管线和连接所述直管线的U形弯曲段的管道；
只在所述管道的外表面上形成的热浸镀锌层，其中
所述板具有直管线的平行长度为300～5000mm、直管线的垂直间距为100～4000mm的尺寸。
2、依照权利要求1的融雪板，其中直管线的相邻管子之间的间隙为100～300mm。
3、依照权利要求1的融雪板，其中直管线和弯曲段由一根长管制成。
4、依照权利要求1的融雪板，其中管道由硅含量小于0.05wt％的钢管制成。
5、依照权利要求1的融雪板，其中管道由硅含量不小于0.15wt％并且不大于0.20wt％的钢管制成。
6、依照权利要求1的融雪板，其中所述镀锌层为高度耐腐蚀的镀锌层。
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