TWI747974B - 積層製造鍋爐管之系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種製造一管之方法。該方法包含：選擇具有最初小於該管之一所要厚度之一厚度的一核芯管道；及經由積層製造在該核芯管道之一外部表面上構造一外層以便增加該核芯管道之該厚度，使得該核芯管道之該厚度等於該管之該所要厚度。

Description

積層製造鍋爐管之系統及方法
本發明之實施例一般而言係關於管及管道之製造，且更具體而言係關於積層製造用於一鍋爐之一管或管道之一系統及方法。
諸多發電廠利用蒸汽產生器來為產生電力之渦輪機供電。此等電廠通常使用鍋爐經由集箱總成來產生蒸汽，該等集箱總成包含流體連接至一圓筒形管道之複數個升流管道或升流管，本文中統稱為「集箱管道」、「集箱管路」、「管道」及「管路」。一般而言，一鍋爐藉由以下方式產生蒸汽：用水填充一集箱總成之圓筒形管道，及將該集箱總成暴露至藉由燃燒一燃料而產生之一熱煙道氣。繼而水吸收來自煙道氣之熱能量且在升流管道隨著蒸汽上升。 目前，諸多集箱管道/管係由由經認證供應商製造之無縫管而製成，該等無縫管通常遠離集箱總成之製造現場定位。然而，諸多此等供應商不能跟上對無縫管日益增加之需求且需要長前置時間來完成訂單。舉例而言，諸多供應商需要六個(6)月或更長之一前置時間。因此，集箱管之採購週期通常係構造一集箱總成及/或一鍋爐所花費時間長度之一主要因素。 此外，諸多供應商僅製造有限數目個大小及/或形狀之管子。因此，若一特定集箱總成設計需要長度比可自一供應商購買之最長長度長之一管或管道，則集箱總成之製造商通常被迫購買比該設計所需多之管子。 另外，諸多集箱管具有配件，例如，噴嘴、接管、T形管等。目前，此等配件經鍛製且然後連接至集箱管。然而，由於鍛製通常係一資源密集型製程，因此諸多供應商通常僅鍛製有限數目個大小及/或形狀之配件。 因此，需要的係積層製造一管或管道之一經改良系統及方法。
在一實施例中，提供一種製造一管之方法。該方法包含：選擇具有最初小於該管之一所要厚度之一厚度的一核芯管道；及經由積層製造在該核芯管道之一外部表面上構造一外層以便增加該核芯管道之該厚度，使得該核芯管道之該厚度等於該管之該所要厚度。 在另一實施例中，提供一種積層製造一管之系統。該系統包含一座架及一銲炬。該座架固定具有最初小於該管之一所要厚度之一厚度的一核芯管道。該銲炬安置於經構形以使該銲炬沿著該經固定核芯管道移動之一行動臂上。當該核芯管道被固定至該座架時，該銲炬在該核芯管道之一外部表面上構造一外層以便增加該核芯管道之該厚度，使得該核芯管道之該厚度等於該管之該所要厚度。 在又一實施例中，提供一種管。該管包含具有一外部表面之一核芯管道。一經積層製造外層安置於該外部表面上。
下文將詳細參考本發明之例示性實施例，在附圖中圖解說明該等實施例之實例。儘可能地，貫穿圖式所使用之相同參考字符係指相同或相似部分，而無重複說明。 如本文中所使用，術語「實質上」、「大體」及「約」指示相對於適合用於達成一組件或總成功能目的之理想所要狀況在合理可達成製造及總成容差內之狀況。如本文中所使用，術語「實時」意指一使用者足夠即時感知到或能夠使處理器跟上一外部處理之處理回應性之一位準。如本文中所使用，「電耦合」、「電連接」及「電通信」意指參考元件直接或間接連接的使得一電流或其他通信媒體可自一者流動至另一者。連接可包含一直接導電性連接(亦即，無需一介入電容性、電感性或主動元件)、一電感性連接、一電容性連接及/或任何其他適合電連接。可存在介入組件。亦如本文中所使用，術語「流體連接」意指參考元件係連接的使得一流體(將包含一液體、氣體及/或電漿)可自一者流動至另一者。因此，如本文中所使用，術語「上游」及「下游」闡述參考元件相對於在參考元件之間及/或在參考元件附近流動之一流體及/或氣體之一流動路徑之位置。亦如本文中所使用，術語「加熱接觸」意指參考物件彼此接近使得熱/熱能量可在其之間轉移。此外，如本文中所使用，術語「積層製造」及「積層製造」係指將材料接合以使物件至少部分地基於一個三維(「3D」)模型(通常層疊)，例如，3D列印。 另外，雖然本文中所揭示之實施例主要關於集箱管闡述，但將理解本發明之實施例可適用於任何類型之所製造管，例如，用於油、氣體之管路及/或水管線。 現在參考圖1，展示積層製造一管12 (最佳見於圖4及圖8中)之一系統10之組件。系統10包含一座架14及安置於一行動臂18上之一銲炬16。座架14固定具有小於管12之一所要厚度之一厚度的一核芯管道20。當核芯管道20固定至座架14時，銲炬16在一外部表面24上構造一外層22 (最佳見於圖4及圖7中)以便增加核芯管道20之厚度使得核芯管道20之厚度等於管12之所要厚度。如本文中關於外層22所使用之術語「構造(buildup、build-up、building-up、built-up及builds-up)」意指以一逐漸方式將外層22安置/施加於核芯管道20之外部表面24上，例如，外層22之大小/厚度可隨核芯管道20之每次旋轉而增加。如將瞭解，且如圖2中所展示，管12可係一鍋爐集箱總成30中之升流管26或一圓筒形管道28。 現在轉至圖3及圖4，展示不具有外層(在圖3中由虛線22指示)及具有外層(在圖4中由實線22指示)之核芯管道20。如圖3中可見，核芯管道20包含與外部表面24對置之一內部表面32，且在某些實施例中，可由無縫管路製成。因此，如本文中所使用，核芯管道20之「壁」係指內部表面32與外部表面24之間的區域34。如圖4中最佳所見，外層22 (其如上文所述係構造於核芯管道20之外部表面24上)亦包含一內部表面/邊界36及一外部表面38。如將瞭解，外層22之內部表面/邊界36係在其中核芯管道20最初停止且外層22開始之區。因此，如本文中所使用，核芯管道20之「厚度」(在圖3及圖4中繪示為標示為Tc 之線)在構造外層22之前係指內部表面32與環繞核芯管道20之外部表面24之大氣40之起點之間的距離，或在已於核芯管道20之外部層24上構造外層22之情況下係指內部表面32至環繞外層22之外部表面38之大氣40之距離。換言之，核芯管道20之厚度Tc 最初係核芯管道20之內部表面32與外部表面24之間的距離，且由於在核芯管道20之外部表面24上構造外層22而增加。 亦如圖4中所展示，管12包含核芯管道20及外層22兩者。換言之，核芯管道20充當管12之基座。因此，核芯管道20之內部表面32係管12之內部表面32，外層22之外部表面38係管12之外部表面38，且如本文中所使用，管12之「壁」係指內部表面32與外部表面38之間的區域42。因此，亦如本文中所使用，管12之「厚度」係指內部表面32與外部表面38之間的距離。因此，如本文中進一步使用，管12之「所要厚度」(在圖3中繪示為虛距離線DTp 且在圖4中繪示為實距離線DTp )係指管12之內部表面32與外部表面38之間的一所要距離/厚度。因此，如將瞭解，當外層22已被構造使得核芯管道20之厚度Tc 等於管12之所要厚度DTp 時，核芯管道20變成管12。 返回參考圖1，系統10可進一步包含行動臂18安裝至其上之一支架44。在此等實施例中，支架44可沿著核芯管道20之一縱向軸/長度46移動，及/或提供行動臂18以沿著核芯管道20之一橫向軸/寬度48移動，使得安置於行動臂18上之銲炬16能夠在核芯管道20之外部表面24之全部或大部分上構造外層22。舉例而言，在實施例中，支架44可經由輪及/或軌道沿著核芯管道20之長度移動且行動臂18可經由輪及/或一齒輪軌道沿著核芯管道20之寬度移動。 如亦將瞭解，行動臂18可經構形以容納各種工具，例如，銲炬16、鋸、鑽孔器及/或適用於製造管12之其他裝置。舉例而言，在實施例中，行動臂18可經構形以包含各種不同銲炬以用於不同焊接方法。 在實施例中，系統10可亦包含包括至少一個處理器52及一記憶體裝置54之一控制器50。 現在轉至圖5及圖6，展示利用系統10積層製造一管12之兩種方法56及58。如將瞭解，方法56及58分別表示根據本發明之實施例之積層製造管12之製程之一高階視圖及一較詳細視圖。 因此，在實施例中，方法56包含設計60一組件/管12；開發62一電腦輔助設計(「CAD」)文件；構造64經設計組件/管12；將CAD文件轉換66為一立體微影(「STL」)文件；添加68額外特徵；完成70特徵；及/或熱處理72組件/管12及/或特徵。 如圖6中所圖解說明，在實施例中，方法58包含將一或多個核芯管道20裝載74至一庫存中，亦即，將核芯管道20儲存於諸如管12之製造現場之一設施處，例如，系統10所定位之位置處。如將瞭解，在實施例中，可在製造現場處儲存各種各樣之核芯管道20。舉例而言，製造現場處之庫存可包含具有表1中所陳述特性中之一或多者(如下展示)之核芯管道20，其中：「Circ #」指示形成核芯管道20之管子/管路之工業標準圓周號；「名稱/類型」指示核芯管道20之管子/管路之類型之常用工業名稱；「OD」、「Thk」及「ID」指示核芯管道20之外徑、厚度Tc 及內徑，且「材料」指示由其製成核芯管道20之物質/材料。 表 1
Figure 106136032-A0304-0001
 如將瞭解，在實施例中，可以定期及/或交錯間隔自一供應商定購核芯管道20，因此確保在庫存內保持核芯管道20之一穩定供應。 因此，再用核芯管道20裝載74庫存之後，自可用庫存選擇76具有最初少於/小於待製造之管12之一所要厚度DTp 之一厚度Tc 的一核芯管道20。雖然可基於具有最接近於管12之所要厚度之匹配初始厚度(其並不超出所要厚度)而自可用核芯管道20選擇核芯管道20，但應瞭解，在某些實施例中，選定核芯管道20可不具有最接近匹配初始厚度。如此，在某些實施例中，可基於待在核芯管道20之外部表面24上構造之外層22之所要大小/量來選擇核芯管道20。此外，亦將瞭解，可基於除核芯管道20之初始厚度之外的其他因素(例如，由其製成核芯管道20之材料之強度、由其製成核芯管道20之材料之抗腐蝕性及/或抗侵蝕性及/或核芯管道20之成本)來選擇核芯管道20。舉例而言，在實施例中，核芯管道20可經選擇使得其材料適用於意欲經由完成製造之管12輸送之介質。在實施例中，核芯管道20可由例如碳鉬及/或鉻鉬鋼之碳或低合金鋼製成。 一旦做出選擇76，核芯管道20便被評估以判定78核芯管道20之長度相對於所製造管12之所要長度是否足夠長、過長或過短。若核芯管道20之長度係足夠的，亦即，核芯管道20之長度與管12之所要長度相同，則可在核芯管道20之外部表面24上構造外層22。若核芯管道20之長度比管12之所要長度長，則可切割80核芯管道20。若核芯管道20之長度比管12之所要長度短，則可延伸82核芯管道20之長度。 可經由附接至行動臂18之一鋸來完成切割80核芯管道20。在其他實施例中，可藉由未附接至行動臂18之一鋸(例如，一手動操作之鋸)來完成核芯管道20之切割80。 如圖7中所展示，延伸82核芯管道20之長度可包含將核芯管道20連接至另一核芯管道84。舉例而言，在實施例中，核芯管道20可對接焊接86至核芯管道84。如將理解，具有小於或等於1”之一初始厚度之核芯管道20可不需要製備對接焊接86位點，而具有大於1”之一初始厚度之核芯管道20之對接焊接86位點可藉由經由一氧化氣體製程切割及斜切及/或施加少量修整來製備。在某些實施例中，核芯管道20或84中之僅一者可需要在焊接之前藉由利用對照一直線切割之一經修改V形來製備。 如將瞭解，在實施例中，可在將核芯管道84連接至核芯管道20之前切割/預切割核芯管道84使得核芯管道20之經延伸長度(亦即，經連接核芯管道20與84之經組合長度)等於管12之所要長度。在實施例中，可在將核芯管道20及/或84連接至彼此之後切割核芯管道20及/或84。 如圖6中進一步展示，在核芯管道20已延伸82之後，可然後經由非破壞性檢查(「NDE」) (例如，相陣列超聲波檢驗、數位x射線、磁粉及/或渦電流)來檢驗88核芯管道20。 可然後將核芯管道20平滑化90以便磨掉任何焊接發紅凸起及/或以其他方式製備外部表面24以接納外層22。 接下來，在外部表面24上構造92外層22。舉例而言，在實施例中，可經由座架14安裝核芯管道20，使得其在支架44內係懸置的，因此允許行動臂18經由銲炬16積層製造外層22。在實施例中，座架14可使核芯管道20沿著縱向軸46及/或橫向軸48旋轉同時行動臂18經由銲炬16施加外層22。如將瞭解，在實施例中，積層製造外層22可包含經由氣體遮護鎢弧銲(「GTAW」)、電漿轉移弧銲(「PTAW」)、氣體金屬弧銲(「GMAW」)；潛孤銲(「SAW」)、電阻焊接(「ERW」)、電渣焊接及/或其他適當焊接製程來將外層22施加至外部表面24。如此，在實施例中，可經由將外層22銲帶式包覆至外部表面24上來構造92外層22。 如將進一步瞭解，雖然在某些實施例中，外層22之材料匹配核芯管道20之材料，但在其他實施例中，外層22之材料可不同於核芯管道20之材料，亦即，所得所製造管12可係雙金屬的。因此，可基於管12預期在其中操作之環境來選擇外層22之材料。舉例而言，在某些實施例中，其中預期管12之外部表面38將暴露至腐蝕性化學品，且外層22可由鉻製成。在實施例中，核芯管道20可由具有一高碳數之一碳鋼合金製成而外層22可由具有一較低碳數之一碳鋼合金製成。在實施例中，外層22可由以下各項製成：碳鋼(例如，SA106B、SA106C)；CR-Mo鋼(例如，0.5Cr-0.5Mo、1Cr-0.5Mo、1.25Cr-0.5Mo-Si、2.25Cr-1Mo、3Cr-1Mo、5Cr-1Mo、9Cr-1Mo)；蠕變強度增強鐵氧體(「CSEF」」)鋼(例如，9Cr-1Mo-V (等級91)、9Cr-2W (等級92)、9Cr-3W-3Co、2.25Cr-1.6W-V-Cb (等級23)、2.5Cr-1Mo-V-B-Ti (等級24))；奧氏體不銹鋼(例如，18Cr-8Ni (TP304)、16Cr-12Ni-2Mo (TP316))；及/或基於鎳之合金(例如，52Ni-22Cr-13Co-9Mo (合金617)、Ni-22Cr-14W-2Mo-La (合金230)、47Ni-23-Cr-23Fe-7W (HR6W)、Ni-25Cr-20Co (合金740))。 在構造92外層22之後，可檢驗94核芯管道20 (現在係一新製造管12)。管12之檢驗94可經由NDE來完成且可包含檢查核芯管道20與外層22之間的熔合接合以確保接合完成且確保不存在疊層或空隙。 可然後清潔與維修96及/或熱處理98管12。如將瞭解，維修熱處理98管12可回火及/或正規化管12。 如圖8中所圖解說明，完成之管12可包含一或多個配件100，例如，接管、噴嘴、T形管、焊接支管台、肘管、一漸縮管、吊架及/或通常用於管道/管路中之其他類型之配件。如本文中所使用，接管及噴嘴係指促進其他配件及/或其他管至管12之連接之配件，其中接管具有3英吋或更少(＜ 3”)之內徑且噴嘴具有大於3 (＞3”)英吋之內徑。此外，接管及噴嘴兩者可包含短長度之彎曲管子/管路。因此，亦如圖6中所展示，方法58可進一步包含判定102管12是否應包含一或多個配件100。若不需要配件100，則完成104管。若需要一或多個配件100，則將一或多個配件100之一佈局映射106至管12之外部表面38。 將配件100之佈局映射106至管12之外部表面38可包含調適控制器50使得控制器50繼而能夠調適系統10來經由行動臂18將銲炬16移動至核芯管道20/管12上待構造一或多個配件100之位置。舉例而言，在實施例中，上文所提及之CAD及/或STL文件可包含指示一或多個配件100在管12上之所意欲位置且可用於調適控制器50之資料。 在映射106一或多個配件100之佈局之後，接著使用積層製造構造108配件100。如圖9中所展示，在實施例中，可藉由行動臂18經由銲炬16以與如上文所闡述的外層22之積層製造類似之一方式積層製造配件100。舉例而言，在實施例中，行動臂18可將銲炬16移動至管12之一位置上，管12根據所映射配件佈局可需要一噴嘴。行動臂18及銲炬16然後經由焊接(例如，GTAW、PTAW、GMAW、SAW、ERW及/或其他適當焊接製程)來構造配件100使得將配件100安置於外層22上及/或以其他方式併入至外層22中。如圖4中所圖解說明，在實施例中，配件100可界定一流動路徑110 (亦即，一內部腔)。 如圖4、圖6及圖10中所展示，一旦已構造108配件100，然後便可穿過外層22及核芯管道20搪孔/機械加工112以便將配件100流體地連接至核芯管道20/管12之一內部腔114 (圖4)，亦即，配件100之流動路徑110流體連接至由核芯管道20/管12之內部表面32包圍之區域114。如此，在實施例中，系統10可進一步包含可安置於行動臂18上之一搪孔/機械加工裝置116，例如，一鑽孔器、雷射切割機、打孔器等。 在搪孔112配件100之後，配件100可然後被清潔與維修118、被平滑化120及/或被熱處理122。在實施例中，可經由纏繞配件100之一加熱線圈124 (圖11)來執行配件100之熱處理122。 在熱處理122配件100之後，可在完成104管12之前檢驗126及/或清潔與維修128管12及/或配件100。 最終，亦將理解，系統10可包含必要電子器件、軟體、記憶體、儲存器、資料庫、韌體、邏輯/狀態機器、微處理器、通信鏈路、顯示器或其他視覺或音訊使用者介面、列印裝置及任何其他輸入/輸出介面來執行本文中所闡述之功能及/或達成本文中所闡述之結果。舉例而言，如上文所述，系統10可包含呈一控制器50形式的至少一個處理器52及系統記憶體/資料儲存器結構54。記憶體可包含隨機存取記憶體(「RAM」)及唯讀記憶體(「ROM」)。該至少一個處理器可包含一或多個習用微處理器及一或多個補充協同處理器諸如數學協同處理器或諸如此類。本文中所論述之資料儲存器結構可包含磁性記憶體、光學記憶體及/或半導體記憶體之一適當組合，且可包含(舉例而言) RAM、ROM、快閃驅動器、一光學碟片(諸如一光碟)及/或一硬磁碟或驅動器。 另外，可將提供對系統10之各種組件(例如，座架14、銲炬16、行動臂18及/或支架44)中之一或多者之控制之一軟體應用程式(例如，一CAD及/或3D列印應用程式)自一電腦可讀媒體讀取至該至少一個處理器之一主記憶體中。如本文中所使用，術語「電腦可讀媒體」係指將指令提供或參與提供至系統10之該至少一個處理器(或本文中所闡述之一裝置之任何其他處理器)以用於執行之任何媒體。此一媒體可採取諸多形式，包含但不限於非揮發性媒體及揮發性媒體。非揮發性媒體包含(舉例而言)光碟、磁碟或光磁碟(諸如記憶體)。揮發性媒體包含通常構成主記憶體之動態隨機存取記憶體(「DRAM」)。共用形式之電腦可讀媒體包含(舉例而言)一軟磁碟、一撓性磁碟、硬磁碟、磁帶、任何其他磁性媒體；一CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體；一RAM、一PROM、一EPROM或EEPROM (電可抹除可程式化唯讀記憶體)、一FLASH-EEPROM、任何記憶體晶片或卡匣或一電腦可自其讀取之任何媒體。 雖然在實施例中，軟體應用程式中之指令序列之執行致使該至少一個處理器執行本文中所闡述之方法/製程，但可代替或結合軟體指令來使用硬連線電路以用於實施本發明之方法/製程。因此，本發明之實施例並不限於硬體電路及/或軟體之任何特定組合。 應進一步理解，以上說明意欲係說明性而非限制性的。舉例而言，上文所闡述之實施例(及/或其態樣)可以彼此組合方式使用。另外，可在不背離本發明之範疇之情況下對本發明之教示作出諸多修改以適應一特定情況或材料。 舉例而言，在一實施例中，提供製造一管之一方法。該方法包含：選擇具有最初小於該管之一所要厚度之一厚度的一核芯管道；及經由積層製造在該核芯管道之一外部表面上構造一外層以便增加該核芯管道之該厚度，使得該核芯管道之該厚度等於該管之該所要厚度。在特定實施例中，經由積層製造在該核芯管道之一外部表面上構造一外層包含將該外層銲帶式包覆至該核芯管道之該外部表面上。在特定實施例中，該核芯管道包含一第一材料且該外層包含與該第一材料不同之一第二材料。在特定實施例中，該方法進一步包含經由積層製造將配件構造至該外層中。在特定實施例中，該等配件包含一接管、一噴嘴、一T形管、一焊接支管台、一肘管及一漸縮管中之至少一者。在特定實施例中，該配件界定一流動路徑且該方法進一步包含穿過該外層及該核芯管道搪孔使得該流動路徑流體連接至該核芯管道之一內部腔。在特定實施例中，該方法進一步包含切割該核芯管道使得該核芯管道之一長度等於該管之一所要長度。在特定實施例中，該方法進一步包含經由將該核芯管道連接至另一核芯管道來延伸該核芯管道之一長度使得該等經連接核芯管道之一經組合長度等於該管之一所要長度。在特定實施例中，該方法進一步包含在一製造現場儲存複數個核芯管道。在此等實施例中，自複數個所儲存核芯管道選擇該核芯管道，且在該製造現場處執行經由積層製造在該核芯管道之一外部表面上構造一外層。 其他實施例提供一種積層製造一管之系統。該系統包含一座架及一銲炬。該座架固定具有最初小於該管之一所要厚度之一厚度的一核芯管道。該銲炬安置於經構形以使該銲炬沿著該經固定核芯管道移動之一行動臂上。當該核芯管道被固定至該座架時，該銲炬在該核芯管道之一外部表面上構造一外層以便增加該核芯管道之該厚度，使得該核芯管道之該厚度等於該管之該所要厚度。在特定實施例中，該銲炬經由將該外層銲帶式包覆至該外部表面上來構造該外層。在特定實施例中，該行動臂安置於沿著該經固定核芯管道之一長度移動之一支架上。在特定實施例中，該座架使該經固定核芯管道旋轉。在特定實施例中，該核芯管道包括一第一材料且該外層包括與該第一材料不同之一第二材料。在特定實施例中，該銲炬將一配件構造至該外層中。在特定實施例中，該等配件包含一接管、一噴嘴、一T形管、一焊接支管台、一肘管及一漸縮管中之至少一者。在特定實施例中，該系統進一步包含一鑽孔器，該鑽孔器穿過該外層及該核芯管道搪孔使得該配件流體連接至該核芯管道之一內部腔。 又一實施例提供一管。該管包含具有一外部表面之一核芯管道。一經積層製造外層安置於該外部表面上。在特定實施例中，該管進一步包含併入至該外層中之一經積層製造配件。在特定實施例中，該管係經構形以含納一經加壓含熱介質之用於一鍋爐之一集箱管。 雖然在本文中將系統10繪示為一單個製造站(例如，支架44)，但應瞭解，在實施例中，方法56及58之各種製程步驟可跨越多個製造站(例如，多個支架)分散。 此外，在本發明之某些實施例中，可在已構造外層22之後以化學方式溶解核芯管道20，因此僅留下積層製造外層22及/或配件100。 另外，亦將理解，經由系統10及對應方法56及/或58製造之管12可經構造以滿足含納經加壓含熱介質(例如，蒸汽)之工業標準，諸如美國機械工程師學會(「ASME」)標準。然而，如將瞭解可能將需要實施新的標準來考量經積層製造配件。 因此，藉由利用積層製造來使一核芯管道變厚，本發明之某些實施例提供按需求製造管之能力，亦即，在不需要管之初始請求與管之遞送之間的一過多前置時間之情況下製造一管之能力。如此，本發明之某些實施例提供無縫管之按需求製造。 此外，由於管12之長度、材料及/或厚度可係變化的，因此本發明之某些實施例提供製成定製/非標準管(例如，具有並非通常由供應商大量製作之規格之管)之能力。因此，本發明之此等實施例可亦減少利用定製經定大小/經形狀設計管路之成本。 另外，某些實施例，其中核芯管道係儲存於製造併入管之一組件及/或裝置(例如，一鍋爐集箱總成)之相同現場處，此顯著減少製造此等組件所需之時間量。 另外，與利用經鍛製配件相對比，藉由提供經由積層製造將配件100構造至一管12上之能力，本發明之某些實施例進一步減少製造一管12所需之時間量。 雖然本文中所闡述之材料之尺寸及類型意欲界定本發明之參數，但其絕非係限制性的而係例示性實施例。在審閱上述說明後，熟習此項技術者將明瞭諸多其他實施例。因此，本發明之範疇應參考隨附申請專利範圍連同授權於此等申請專利範圍之等效形式之完全範疇一起來判定。在隨附申請專利範圍中，將術語「包含(including)」及「其中(in which)」用作各別術語「包括(comprising)」及「其中(wherein)」之普通英語等效形式。此外，在以下申請專利範圍中，術語諸如「第一」、「第二」、「第三」、「上部」、「下部」、「底部」、「頂部」等僅用作標籤，且並非意欲對其物件強加數字或位置要求。此外，以下申請專利範圍之限制並非以構件加功能格式寫入且並非意欲基於35 U.S.C. § 112(f)來解釋，除非或直至此等申請專利範圍限制明確使用後續接著對其他結構之功能無效之一陳述的片語「用於…之構件」為止。 此書面說明使用實例來揭示本發明之數個實施例(包含最佳模式)，且亦使熟習此項技術者能夠實踐本發明之實施例，包含製作及使用任何裝置或系統及執行任何所併入方法。本發明之專利性範疇係由申請專利範圍來界定，且可包含熟習此項技術者構想出之其他實例。若此等其他實例具有與申請專利範圍之字面語言無差異之結構要素，或若其包含與申請專利範圍之字面語言具有微小差異之等效結構要素，則該等其他實例意欲涵蓋於申請專利範圍之範疇內。 如本文中所使用，除非明確陳述排除，否則不應將以單數形式列舉且以詞語「一(a或an)」繼續之一元件或步驟理解為不排除複數個該等元件或步驟。此外，提及本發明之「一實施例」不意欲解釋為排除亦併入有所列舉特徵之額外實施例之存在。此外，除非明確陳述相反之情形，否則「包括」、「包含」或「具有」具有一特定性質之一元件或複數個元件之實施例可包含不具有彼性質之額外此等元件。 由於可在不背離本文中所涉及之本發明之精神及範疇之情況下在上文所闡述之發明中做出特定改變，因此意欲隨附圖式中所展示之上文說明之所有標的物應僅解釋為圖解說明本文中之發明性概念之實例且不應理解為限制本發明。
10‧‧‧系統12‧‧‧組件/管14‧‧‧座架16‧‧‧銲炬18‧‧‧行動臂20‧‧‧核芯管道22‧‧‧外層24‧‧‧外部表面/外部層26‧‧‧升流管28‧‧‧圓筒形管道30‧‧‧鍋爐集箱總成32‧‧‧內部表面34‧‧‧區域36‧‧‧內部表面/邊界38‧‧‧外部表面40‧‧‧大氣42‧‧‧區域44‧‧‧支架46‧‧‧縱向軸/長度48‧‧‧橫向軸/寬度50‧‧‧控制器52‧‧‧處理器54‧‧‧記憶體裝置/系統記憶體/資料儲存器結構84‧‧‧核芯管道86‧‧‧對接焊接100‧‧‧配件110‧‧‧流動路徑114‧‧‧內部腔/區域116‧‧‧搪孔/機械加工裝置124‧‧‧加熱線圈DTp‧‧‧距離線/所要厚度Tc‧‧‧厚度
參考隨附圖式，自閱讀非限制性實施例之以下說明將較佳地理解本發明，其中在下文中： 圖1係根據本發明之一實施例之積層製造一管之一系統之一透視圖； 圖2係根據本發明之一實施例之包含利用圖1之系統製成之管之一集箱總成之一透視圖； 圖3係根據本發明之一實施例之由圖1之系統利用之一核芯管道之一示意圖； 圖4係根據本發明之一實施例之由圖1之系統積層製造之管之一示意圖； 圖5係繪示根據本發明之一實施例之利用圖1之系統積層製造管之一方法之一流程圖； 圖6係繪示根據本發明之一實施例之利用圖1之系統積層製造管之另一方法之一流程圖； 圖7係根據本發明之一實施例之被圖1之系統利用之一或多個核芯管道之一透視圖； 圖8係根據本發明之一實施例之由圖1之系統積層製造之管之一透視圖； 圖9係圖8之管之一配件之一透視圖，其中該配件係由根據本發明之一實施例之圖1之系統積層製造； 圖10係圖8之管之配件之另一透視圖，其中該配件根據本發明之一實施例經搪孔；且 圖11係圖8之管之配件之另一透視圖，其中該配件根據本發明之一實施例經熱處理。
10‧‧‧系統
14‧‧‧座架
16‧‧‧銲炬
18‧‧‧行動臂
20‧‧‧核芯管道
24‧‧‧外部表面/外部層
44‧‧‧支架
46‧‧‧縱向軸/長度
48‧‧‧橫向軸/寬度
50‧‧‧控制器
52‧‧‧處理器
54‧‧‧記憶體裝置/系統記憶體/資料儲存器結構

Claims (14)

  1. 一種積層製造一鍋爐管之方法，其包括：選擇具有最初小於該管之一所要厚度之一厚度的一核芯管道；及經由積層製造在該核芯管道之一外部表面上構造一外層以便增加該核芯管道之該厚度，當該核芯管道之該厚度等於該管之該所要厚度時，該核芯管道成為該管；其中，構造該外層之該步驟包括：將該核芯管道旋轉複數圈，以一逐漸方式將複數層沉積在該核芯管道之一相同軸向位置，使得該外層之一厚度隨該和芯管道之連續旋轉而增加，其中該方法進一步包括：經由積層製造將一配件構造至該外層中，使得該配件併入至該外層中；及經由僅將該配件收納於一加熱線圈中以熱處理該配件，使得僅有該配件被熱處理。
  2. 如請求項1之方法，其中經由積層製造在該核芯管道之一外部表面上構造一外層包括：將該外層銲帶式包覆至該核芯管道之該外部表面上。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該核芯管道包括一第一材料且該外層包括與該第一材料不同之一第二材料。
  4. 如請求項1之方法，其中該配件包含一接管、一噴嘴、一T形管、一焊接支管台、一肘管及一漸縮管中之至少一者。
  5. 如請求項4之方法，其中該配件界定一流動路徑且該方法進一步包括：穿過該外層及該核芯管道搪孔使得該流動路徑流體連接至該核芯管道之一內部腔。
  6. 如請求項1或2之方法，其進一步包括：切割該核芯管道使得該核芯管道之一長度等於該管之一所要長度。
  7. 如請求項1或2之方法，其進一步包括：經由將該核芯管道連接至另一核芯管道來延伸該核芯管道之一長度使得該等經連接核芯管道之一經組合長度等於該管之一所要長度。
  8. 如請求項1或2之方法，其進一步包括：在一製造現場處儲存複數個核芯管道；且其中自該複數個所儲存核芯管道選擇該核芯管道，且在該製造現場處執行經由積層製造在該核芯管道之一外部表面上構造一外層。
  9. 一種用於積層製造一鍋爐管之系統，其包括： 一座架，其用於固定具有最初小於該管之一所要厚度之一厚度的一核芯管道並用於轉動該被固定之核芯管道；一銲炬，其安置於經構形以使該銲炬沿著該經固定核芯管道移動之一行動臂上；且其中，當該核芯管道被固定至該座架時，該銲炬在該核芯管道之一外部表面上構造一外層以便增加該核芯管道之該厚度，使得該核芯管道之該厚度等於該管之該所要厚度，且進一步，其中，當藉由該銲炬構造該外層時，將該核芯管道旋轉複數圈，以一逐漸方式將複數層沉積在該核芯管道之一相同軸向位置，使得該外層之一厚度隨該核芯管道之連續旋轉而增加，其中該銲炬將一配件構造至該外層中，及其中該系統進一步包含一加熱線圈，其可被放置在該配件之周圍以僅對該配件進行熱處理。
  10. 如請求項9之系統，其中該銲炬經由將該外層銲帶式包覆至該外部表面上來構造該外層。
  11. 如請求項9或10之系統，其中該行動臂安置於沿著該經固定核芯管道之一長度移動之一支架上。
  12. 如請求項9或10之系統，其中該核芯管道包括一第一材料且該外層包括與該第一材料不同之一第二材料。
  13. 如請求項9之系統，其中該配件包含一接管、一噴嘴、一T形管、一焊接支管台、一肘管及一漸縮管中之至少一者。
  14. 如請求項13之系統，其進一步包括：一鑽孔器，其穿過該外層及該核芯管道搪孔使得該配件流體連接至該核芯管道之一內部腔。
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