CN2355194Y

CN2355194Y - 一种渗铝钢管

Info

Publication number: CN2355194Y
Application number: CN 98232911
Authority: CN
Inventors: 任有才; 武仲元; 丁庆如; 刘秀荷; 崔新安; 申明周; 张德印
Original assignee: Sinopec Luoyang Petrochemical Engineering Corp; China Petrochemical Corp
Current assignee: China Petrochemical Corp; Sinopec Luoyang Guangzhou Engineering Co Ltd
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 1999-12-22
Anticipated expiration: 2008-07-28

Abstract

本实用新型公开了具有耐蚀金属端部结构的渗铝钢管。渗铝钢管端部管壁上具有外耐蚀金属结构(4)或/和内耐蚀金属结构(5)，端部过渡表面为耐蚀金属、渗铝层和母管金属的复合层。管端耐蚀金属的耐蚀性与渗铝层相当，焊接性能良好。本发明避免了渗铝钢管焊接时可能产生的焊缝脆性以及焊缝熔合线处耐蚀性能的降低，解决了渗铝钢管的焊接难题。

Description

一种渗铝钢管

本实用新型涉及一种表面复合耐蚀型钢管，特别涉及一种渗铝钢管。

现有技术中，渗铝钢管的端部表面或者是连续渗铝层，或者是母管基材。这样的端部表面结构给渗铝钢管的等性能焊接带来了困难。各种直接焊接方法都无法避免焊接熔合线附近渗铝层烧损引起的局部耐蚀性下降问题。保留端部渗铝层的直接焊接工艺还存在焊缝脆性增大等问题。

中国专利CN86108397A提出了在施焊前对渗铝钢管内壁涂敷含铝涂层的方案，减少了熔合线附近渗铝层的烧损。但这种技术又产生了两个新问题：

(1)铝元素进入焊缝之后，不但增加焊缝金属的脆性，而且易于形成夹渣、造成焊缝成型不良；(2)所采用的清理渗铝钢管接头一局部湿涂渗剂和保护剂料浆--干燥--焊接几道工序增加了现场施工周期和难度。

另外，较长渗铝钢管的生产常采用热浸和料浆渗铝方法，生产过程中所必须采用的吊具和管端密封设施增加了管端漏渗的概率，降低了渗铝管的成品率，提高了渗铝成本。

本实用新型要解决的是现有渗铝钢管焊接难题，消除焊接区发生腐蚀的可能性，使焊接区的综合性能与渗铝管相当，保证焊接后渗铝钢管产品表面耐蚀性能的连续性和可靠的连接强度，并同时降低渗铝成本。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：在渗铝钢管两端的外渗铝层一侧或/和内渗铝层一侧包覆外耐蚀金属结构或/和内耐蚀金属结构。渗铝钢管上内耐蚀金属结构或/和外耐蚀金属结构与母管之间的过渡表面由耐蚀金属、渗铝层和母管金属复合而成。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本实用新型所形成的产品完全可以按常规焊接，焊接工艺简单，特别适用于现场应用；(2)本实用新型所形成的产品经过常规焊接后，避免了焊缝熔铝所引起的脆性增大，避免了焊缝熔合线附近耐蚀性能下降问题，从根本上保证了渗铝钢管表面性能的连续性和可靠的连接强度；(3)本实用新型所形成的产品管端可以不进行渗铝处理，所以避开了渗铝工艺要求的管端密封、长管吊运引起的管端漏渗问题，有效地提高了钢管渗铝处理的成品率，降低了渗铝成本，本实用新型所设计的渗铝钢管成本只有同性能整体型耐蚀金属钢管的1/5～3/5。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

附图及图面说明：

图1：为本实用新型第一种结构，是具有外耐蚀金属结构和内耐蚀金属结构的双面渗铝钢管的轴向剖面图。

图2：为图1中I部剖面的放大图。

图3：为本实用新型第二种结构，是另一种具有外耐蚀金属结构和内耐蚀金属结构的双面渗铝钢管的轴向剖面图。

图4：为图3中I部剖面的放大图。

图5：为本实用新型第三种结构，是又一种具有外耐蚀金属结构和内耐蚀金属结构的双面渗铝钢管的轴向剖面图。

图6：为图5中I部剖面的放大图。

图7：为本实用新型第四种结构，是具有外耐蚀金属结构的单外面渗铝钢管的轴向剖面图。

图8：为图7中I部剖面的放大图。

图9：为本实用新型第五种结构，是具有内耐蚀金属结构的单内面渗铝钢管的轴向剖面图。

图10：为图9中I部剖面的放大图。

图11：为本实用新型第六种结构，是又一种具有外耐蚀金属结构和内耐蚀金属结构的双面渗铝钢管的轴向剖面图。

图12：为图11中I部剖面的放大图。

图13：为本实用新型第七种结构，是另一种具有外耐蚀金属结构的单外面渗铝钢管的轴向剖面图。

图14：为图13中I部剖面的放大图。

图15：为本实用新型第八种结构，是另一种具有内耐蚀金属结构的单内面渗铝钢管的轴向剖面图。

图16：为图15中I部剖面的放大图。

图1、图2为本实用新型的第一种结构形式：渗铝钢管母管1的端部管壁上具有连续的外耐蚀金属结构4和内耐蚀金属结构5。在管端的外侧和内侧加工出倒角β和γ，β为10～70°，γ为10～70°，在倒角面上包覆外耐蚀金属结构4和内耐蚀金属结构5。将渗铝钢管端面加工成适于焊接的坡口面。外耐蚀金属结构4的表面长度b为2～20mm，内耐蚀金属结构5的表面长度d为2～20mm。渗铝钢管上外耐蚀金属结构4和内耐蚀金属结构5与母管1之间的过渡表面由耐蚀金属、渗铝层和母管金属复合而成，此复合结构保证了钢管表层耐蚀性能的连续性，从结构上避免了耐蚀表层受破坏的可能性。在管壁轴向剖面上，外渗铝层2在外耐蚀金属结构4表面上形成的渗铝层长度a为1～20mm，内渗铝层3在内耐蚀金属结构5表面上形成的渗铝层长度c为1～20mm。

图3、图4为本实用新型的第二种结构形式，图5、图6为本实用新型的，第三种结构形式。这二种结构形式均为第一种结构形式的变形。

图7、图8为本实用新型的第四种结构形式：渗铝钢管母管1的端部管壁上具有连续的外耐蚀金属结构4。在管端的外侧加工出倒角β，β为10～70°，在倒角面上包覆外耐蚀金属结构4，将渗铝钢管端面加工成适于焊接的坡口面。外耐蚀金属结构4的表面长度b为2～20mm。渗铝钢管上外耐蚀金属结构4与母管1之间的过渡表面由耐蚀金属、渗铝层和母管金属复合而成，此复合结构保证了钢管表层耐蚀性能的连续性，从结构上避免了耐蚀表层受破坏的可能性。在管壁轴向剖面上，外渗铝层2在外耐蚀金属结构4表面上形成的渗铝层长度a为1～20mm。图8中外耐蚀金属结构4的剖面形状还可以是四边形或其它形状。

图9、图10为本实用新型的第五种结构形式：渗铝钢管母管1的端部管壁上具有连续的内耐蚀金属结构5。在管端的内侧加工出倒角γ，γ为10～70°，在倒角面上包覆内耐蚀金属结构5，将渗铝钢管端面加工成适于焊接的坡口面。内耐蚀金属结构5的表面长度d为2～20mm。渗铝钢管上内耐蚀金属结构5与母管1之间的过渡表面由耐蚀金属、渗铝层和母管金属复合而成，此复合结构保证了钢管表层耐蚀性能的连续性，从结构上避免了耐蚀表层受破坏的可能性。在管壁轴向剖面上，内渗铝层3在内耐蚀金属结构5表面上形成的渗铝层长度c为1～20mm。各种尺寸在给定范围内变化，图10中内耐蚀金属结构5的剖面形状还可以是四边形或其它形状。

图11、图12为本实用新型的第六种结构形式：渗铝钢管母管1端部的外管壁和内管壁上具有连续的外耐蚀金属结构4和内耐蚀金属结构5。将渗铝钢管端面加工成适于焊接的坡口面。在管壁轴向剖面上，外耐蚀金属结构4的表面长度b为2～20mm，厚度h为0.1～6mm；内耐蚀金属结构5的表面长度d为2～20mm，厚度k为0.1～6mm。渗铝钢管上外耐蚀金属结构4和内耐蚀金属结构5与母管1之间的过渡表面由耐蚀金属、渗铝层和母管金属复合而成，此复合结构保证了钢管表层耐蚀性能的连续性，从结构上避免了耐蚀表层受破坏的可能性。在管壁轴向剖面上，外渗铝层2在外耐蚀金属结构4表面上形成的渗铝层长度a为1～20mm，内渗铝层3在内耐蚀金属结构5表面上形成的渗铝层长度c为1～20mm。图12中外耐蚀金属结构4的剖面形状和内耐蚀金属结构5的剖面形状还可以是五边形或其它形状。

图13、图14为本实用新型的第七种结构形式：渗铝钢管母管1端部的外管壁上具有连续的外耐蚀金属结构4。将渗铝钢管端面加工成适于焊接的坡口面。在管壁轴向剖面上，外耐蚀金属结构4的表面长度b为2～20mm，厚度h为0.1～6mm。渗铝钢管上外耐蚀金属结构4与母管1之间的过渡表面由耐蚀金属、渗铝层和母管金属复合而成，此复合结构保证了钢管表层耐蚀性能的连续性，从结构上避免了耐蚀表层受破坏的可能性。在管壁轴向剖面上，外渗铝层2在外耐蚀金属结构4表面上形成的渗铝层长度a为1～20mm。图14中外耐蚀金属结构4的剖面形状还可以是五边形或其它形状。

图15、图16为本实用新型的第八种结构形式：渗铝钢管母管1端部的内管壁上具有连续的内耐蚀金属结构5。将渗铝钢管端面加工成适于焊接的坡口面。在管壁轴向剖面上，内耐蚀金属结构5的表面长度d为2～20mm，厚度k为0.1～6mm。渗铝钢管上内耐蚀金属结构5与母管1之间的过渡表面由耐蚀金属、渗铝层和母管金属复合而成，此复合结构保证了钢管表层耐蚀性能的连续性，从结构上避免了耐蚀表层受破坏的可能性。在管壁轴向剖面上，内渗铝层3在内耐蚀金属结构5表面上形成的渗铝层长度c为1～20mm。图16中外耐蚀金属结构4的剖面形状还可以是五边形或其它形状。

本实用新型所述的各种结构渗铝钢管母管1的材料包括碳钢、铬钼钢、低合金钢、马氏体不锈钢等，如A3钢、10号钢、20号钢、1Cr5Mo、16Mn、OCr13钢；外耐蚀金属结构4和内耐蚀金属结构5的耐蚀金属材料包括不锈钢、耐热钢、镍铬合金等，如25—20、25—13、18—12Mo、18—8、18—8Ti、Cr17Ti。

本实用新型所述的各种结构的渗铝钢管，包括单内面渗铝、单外面渗铝、双面渗铝的渗铝管，管的横断面包括等厚度和不等厚度的圆环形、方环形及异形环形。

下面给出本实用新型的6个典型实施例。

实施例1

将材质为20号碳钢、规格为Ф127×10×300mm的钢管两端面加工成β为70°、γ为52°的倒角，并用奥302焊条堆焊成如图1、图2所示的结构，用车床加工出35°的坡口面角度，并使b、d均为10mm，钝边高度为1mm。整管经内外喷砂除锈后，管端用防渗剂沿轴向对钢管内外表面涂刷5mm长，然后放入含有渗剂的渗箱中。在950℃下加热6小时，得到所需的端部含有耐蚀金属结构的渗铝钢管。将两根相同结构渗铝钢管的两个管端坡口对齐，按常规方法用奥302焊条将坡口填满。最后，按耐蚀性评定和焊接检验程序对焊缝性能进行检测，各项性能指标不低于耐蚀压力管道的技术要求。

实施例2

将材质为20号碳钢、规格为Ф127×10×300mm的钢管两端面加工成β为70°的倒角，并用1Cr18Ni9Ti环形板爆炸复合成如图7、图8所示的结构，用车床加工出35°的坡口面角度，并使b为10mm，钝边高度为1mm。整管经外喷砂除锈后，管端用防渗剂沿轴向对钢管外表面涂刷5mm长，然后放入含有渗剂的渗箱中。在950℃下加热6小时，得到所需的端部含有耐蚀金属结构的渗铝钢管。将两根相同结构渗铝钢管的两个管端坡口对齐，按常规方法用奥302焊条将坡口填满。最后，按耐蚀性评定和焊接检验程序对焊缝性能进行检测，各项性能指标不低于耐蚀压力管道的技术要求。

实施例3

将材质为20号碳钢、规格为Ф127×10×300mm的钢管两端面加工成γ为52°的倒角，并用1Cr18Ni9Ti环形板爆炸复合成如图9、图10所示的结构，用车床加工出35°的坡口面角度，并使d为10mm，钝边高度为1mm。整管经内喷砂除锈后，管端用防渗剂沿轴向对钢管内表面涂刷5mm长，然后放入含有渗剂的渗箱中。在950℃下加热6小时，得到所需的端部含有耐蚀金属结构的渗铝钢管。将两根相同结构渗铝钢管的两个管端坡口对齐，按常规方法用奥302焊条将坡口填满。最后，按耐蚀性评定和焊接检验程序对焊缝性能进行检测，各项性能指标不低于耐蚀压力管道的技术要求。

实施例4

将材质为1Cr5Mo钢、规格为Ф127×10×300mm的钢管两端环绕外管壁和内管壁加工出如图11、图12所示b和d均为10mm、坡口面角度为40°、h和k均为1mm的填充口，用Cr25Ni13不锈钢粉喷焊填平，然后按a、c均为6mm进行控制，用渗铝料浆和保护层涂刷管子中部的内外表面，在980℃下加热20分钟，得到端部含有耐蚀金属结构的渗铝钢管。将两根相同结构渗铝钢管的两个管端坡口对齐，按常规方法用奥302焊条将坡口填满。最后，按耐蚀性评定和焊接检验程序对焊缝性能进行检测，各项性能指标不低于耐蚀压力管道的技术要求。

实施例5

将材质为1Cr5Mo钢、规格为Ф127×10×300mm的钢管两端环绕外管壁加工出b为10mm、坡口面角度为40°、h为1mm的填充口，用1Cr18Ni9Ti环形板爆炸复合成如图13、图14所示的结构，然后按a为6mm进行控制，用渗铝料浆和保护层涂刷管子中部的外表面，在980℃下加热20分钟，得到端部含有耐蚀金属结构的渗铝钢管。将两根相同结构渗铝钢管的两个管端坡口对齐，按常规方法用奥302焊条将坡口填满。最后，按耐蚀性评定和焊接检验程序对焊缝性能进行检测，各项性能指标不低于耐蚀压力管道的技术要求。

实施例6

将材质为1Cr5Mo钢、规格为Ф127×10×300mm的钢管两端环绕内管壁加工出d为10mm、坡口面角度为40°、k为1mm的填充口，用1Cr18Ni9Ti环形板爆炸复合成如图15、图16所示的结构，然后按c为6mm进行控制，用渗铝料浆和保护层涂刷管子中部的内表面，在980℃下加热20分钟，得到端部含有耐蚀金属结构的渗铝钢管。将两根相同结构渗铝钢管的两个管端坡口对齐，按常规方法用奥302焊条将坡口填满。最后，按耐蚀性评定和焊接检验程序对焊缝性能进行检测，各项性能指标不低于耐蚀压力管道的技术要求。

Claims

1、一种渗铝钢管，包括母管(1)和外渗铝层(2)或/和内渗铝层(3)，其特征在于：在渗铝钢管两端的外渗铝层(2)一侧或/和内渗铝层(3)一侧具有外耐蚀金属结构(4)或/和内耐蚀金属结构(5)，渗铝钢管上外耐蚀金属结构(4)或/和内耐蚀金属结构(5)与母管(1)之间的过渡表面为耐蚀金属、渗铝层和母管金属的复合层。

2、如权利要求1所述的渗铝钢管，其特征在于：外耐蚀金属结构(4)的表面长度b为2～20mm，内耐蚀金属结构(5)的表面长度d为2～20mm，外渗铝层(2)在外耐蚀金属结构(4)表面上形成的渗铝层长度a为1～20mm，内渗铝层(3)在内耐蚀金属结构(5)表面上形成的渗铝层长度c为2～20mm。