本發(fā)明涉及熱浸鍍金屬，更具體地，涉及一種金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、為保護(hù)鋼鐵制品不受環(huán)境侵蝕，常常采用在鋼鐵制品表面鍍金屬，常用的金屬為鋅，將金屬鋅作為犧牲陽(yáng)極的鍍鋅層，來(lái)保護(hù)鋼制品。但鍍鋅層必須具備一定的厚度與壽命，才能對(duì)鋼制品進(jìn)行有效保護(hù)。鍍鋅主要包括電鍍鋅和熱浸鍍鋅，相比于電鍍鋅，熱浸鍍鋅可以提供10~60微米的鍍層，不但厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般的電鍍鋅，而且使壽命也大大增加。因此，熱浸鍍鋅早已成為鋼鐵制品所廣泛采用的防腐手段。但是，熱浸鍍鋅存在液態(tài)鋅流動(dòng)不均勻問(wèn)題，如在1~2分鐘的熱浸鍍鋅過(guò)程結(jié)束之后，由于流動(dòng)不均勻，會(huì)導(dǎo)致鍍鋅層的表面不均勻平整，進(jìn)而不能對(duì)鋼鐵制品進(jìn)行有效保護(hù)，導(dǎo)致使用壽命低，往往需要抹去鋅與鋼鐵金屬化合物等之外，冗余的金屬鋅及鋅溶液之渣。

2、為了保證熱浸鍍鋅后的鍍鋅層厚度均勻，鍍層可控，且有效去除冗余殘?jiān)?，一般使用刮片，壓縮空氣，高壓蒸汽，吹掉鋼鐵制品表面堆積的液態(tài)鋅；該方法可以應(yīng)付平板類(lèi)制品，及鋼管外壁的處理，但針對(duì)無(wú)縫鋼管內(nèi)壁，由于無(wú)縫鋼管長(zhǎng)度可達(dá)6米，直徑一般在20-400毫米，通過(guò)刮片或氣體處理內(nèi)壁非常不便，不僅難以保證鍍層均勻性，而且還可能導(dǎo)致殘?jiān)鄯e在無(wú)縫鋼管的一端。

3、現(xiàn)有技術(shù)已開(kāi)發(fā)的兩類(lèi)電磁抹鋅技術(shù)，如公開(kāi)號(hào)為cn?104233153?a的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，公開(kāi)了一種鋼絲、鋼管熱鍍鋅用電磁抹鋅方法，但該技術(shù)利用熱鋅本身的流動(dòng)加磁場(chǎng)產(chǎn)生洛倫茲力，因液鋅流速太慢，效率極低；或是利用通電鋅層受到磁場(chǎng)的洛倫茲力，需要安裝金屬電極，不但耗電耗材，而且實(shí)施困難；因此都不能夠應(yīng)用于無(wú)縫鋼管內(nèi)壁。又如公開(kāi)號(hào)為cn?116752065?a的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種熱鍍鋅鋼管鍍層的電磁抹拭裝置，該技術(shù)使用三相交流感應(yīng)電推進(jìn)行抹拭，類(lèi)似三相電機(jī)，雖然不再需要電極，但由于液鋅是一整片，完全不同于電機(jī)轉(zhuǎn)子中的鼠籠條，當(dāng)外磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)/平移時(shí)，無(wú)法有效產(chǎn)生相應(yīng)的洛倫茲推力，因此難以應(yīng)用到鋼管內(nèi)壁。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的方法，該方法無(wú)需通過(guò)刮片和壓縮氣體來(lái)處理金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層時(shí)，難以保證鍍層的均勻性；本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供了一種金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的裝置。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、一種金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的方法，將通過(guò)熱浸將金屬保護(hù)層金屬置于金屬管內(nèi)，并在金屬管內(nèi)壁生成可維持鍍層金屬為液態(tài)的渦旋電流，所述渦旋電流同時(shí)可產(chǎn)生推力驅(qū)動(dòng)液態(tài)的金屬保護(hù)層中冗余的金屬自鋼管內(nèi)流出；所述渦旋電流由設(shè)置在所述金屬管外壁的兩組相互垂直的交變磁場(chǎng)形成。

4、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置兩組相互垂直的交變磁場(chǎng)在金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層形成渦旋電流，該渦旋電流作用于鍍層金屬，一方面產(chǎn)生維持鍍層金屬為液態(tài)的熱量；另一方面產(chǎn)生推力驅(qū)動(dòng)液態(tài)的金屬保護(hù)層中冗余的金屬自鋼管內(nèi)流出，實(shí)現(xiàn)金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層均勻性提高，且通過(guò)調(diào)節(jié)交變電流，可以精確控制金屬保護(hù)層的厚度。

5、進(jìn)一步地，所述交變磁場(chǎng)包括第一交變磁場(chǎng)和第二交變磁場(chǎng)，所述第一交變磁場(chǎng)在金屬管內(nèi)產(chǎn)生沿著金屬管圓周方向的渦旋電流；所述第二交變磁場(chǎng)在金屬管內(nèi)產(chǎn)生沿著金屬管軸向的洛倫茲推力；所述金屬保護(hù)層在第二交變磁場(chǎng)內(nèi)受到沿金屬管內(nèi)壁向下的洛倫茲力大于所述金屬保護(hù)層在第二交變磁場(chǎng)內(nèi)受到的沿金屬管內(nèi)壁向上的洛倫茲力。

6、更進(jìn)一步地，所述第一交變磁場(chǎng)和第二交變磁場(chǎng)所需要的驅(qū)動(dòng)電流位相可調(diào)控。

7、進(jìn)一步地，金屬管為鋼管、銅管、鈦管或鋁管，在金屬管表面鍍金屬的目的是根據(jù)電化學(xué)原理犧牲鍍層金屬，來(lái)保護(hù)金屬管被腐蝕。

8、優(yōu)選地，所述金屬管為無(wú)縫鋼管。

9、進(jìn)一步地，所述置于金屬管內(nèi)的金屬保護(hù)層金屬為融化液態(tài)；所述金屬管為固態(tài)。

10、進(jìn)一步地，所述熱浸鍍金屬其所鍍金屬為鋅、鉻、銅或鐵，鋅、鉻、銅或鐵可以作為常用的鍍層金屬，其金屬活性一般應(yīng)當(dāng)高于金屬管金屬。

11、本發(fā)明提供了一種金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的裝置，包括可設(shè)置在金屬管外部的第一電磁鐵和第二電磁鐵組成，所述第一電磁鐵為套設(shè)在所述金屬管外壁的螺線(xiàn)管；所述第一交變磁場(chǎng)在金屬管內(nèi)產(chǎn)生沿著金屬管圓周方向的渦旋電流；所述第二電磁鐵設(shè)置在所述金屬管的外壁周側(cè)；所述第二交變磁場(chǎng)在金屬管內(nèi)產(chǎn)生沿著金屬管軸向的洛倫茲推力；所述金屬保護(hù)層在第二交變磁場(chǎng)內(nèi)受到沿金屬管內(nèi)壁向下的洛倫茲力大于所述金屬保護(hù)層在第二交變磁場(chǎng)內(nèi)受到的沿金屬管內(nèi)壁向上的洛倫茲力。

12、進(jìn)一步地，所述第二電磁鐵由通電線(xiàn)圈纏繞于鐵芯所構(gòu)成，所述第二電磁鐵與第一電磁鐵沿金屬管的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置。

13、進(jìn)一步地，所述第二電磁鐵與第一電磁鐵分別連接有提供同頻率交變電流的電源，所述電源保持90度位相差，并且可以調(diào)控。

14、進(jìn)一步地，所述第二電磁鐵沿所述金屬管的外周間隔均勻分布。

15、進(jìn)一步地，所述第二電磁鐵下部磁場(chǎng)強(qiáng)度大于上部磁場(chǎng)強(qiáng)度。

16、進(jìn)一步地，所述第二電磁鐵鐵芯與所述金屬管其軸向所成角度為0-90度之間的任意角度。

17、優(yōu)選地，所述第二電磁鐵鐵芯與所述金屬管其軸向所成角度小于90度。

18、本發(fā)明的有益效果如下：

19、（1）本發(fā)明通過(guò)設(shè)置兩組相互垂直的交變磁場(chǎng)在金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層形成渦旋電流，該渦旋電流作用于鍍層金屬，一方面產(chǎn)生維持鍍層金屬為液態(tài)的熱量；另一方面驅(qū)動(dòng)液態(tài)的金屬保護(hù)層中冗余的金屬自鋼管內(nèi)流出，實(shí)現(xiàn)金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層均勻性提高，且通過(guò)調(diào)節(jié)交變電流，可以精確控制金屬保護(hù)層的厚度。

20、（2）本發(fā)明無(wú)需設(shè)置可深入金屬管內(nèi)的刮片和壓縮氣體，僅在金屬管外設(shè)置兩組滿(mǎn)足產(chǎn)生上述渦旋電流的電磁鐵即可實(shí)現(xiàn)金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層，操作方便，效率高。

技術(shù)特征：

1.一種金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的方法，其特征在于，將金屬保護(hù)層金屬通過(guò)熱浸置于金屬管內(nèi)，并在金屬管內(nèi)壁生成可維持鍍層金屬為液態(tài)的渦旋電流，所述渦旋電流同時(shí)可產(chǎn)生推力驅(qū)動(dòng)液態(tài)的金屬保護(hù)層中冗余的金屬自鋼管內(nèi)流出；所述渦旋電流由設(shè)置在所述金屬管外壁的兩組相互垂直的交變磁場(chǎng)形成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的方法，其特征在于，所述交變磁場(chǎng)包括第一交變磁場(chǎng)和第二交變磁場(chǎng)，所述第一交變磁場(chǎng)在金屬管內(nèi)產(chǎn)生沿著金屬管圓周方向的渦旋電流；所述第二交變磁場(chǎng)在金屬管內(nèi)產(chǎn)生沿著金屬管軸向的洛倫茲力；所述金屬保護(hù)層在第二交變磁場(chǎng)內(nèi)受到沿金屬管內(nèi)壁向下的洛倫茲力大于所述金屬保護(hù)層在第二交變磁場(chǎng)內(nèi)受到的沿金屬管內(nèi)壁向上的洛倫茲力。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的方法，其特征在于，所述第一交變磁場(chǎng)和第二交變磁場(chǎng)所需要的驅(qū)動(dòng)電流位相可調(diào)控。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的方法，其特征在于，金屬管為鋼管、銅管、鈦管或鋁管。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的方法，其特征在于，所述置于金屬管內(nèi)金屬保護(hù)層的金屬為融化液態(tài)；所述金屬管為固態(tài)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的方法，其特征在于，所述熱浸鍍金屬其所鍍金屬為鋅、鉻、銅或鐵。

7.一種金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的裝置，其特征在于，包括可設(shè)置在金屬管外部的第一電磁鐵和第二電磁鐵組成，所述第一電磁鐵為套設(shè)在所述金屬管外壁的螺線(xiàn)管；所述第一交變磁場(chǎng)在金屬管內(nèi)產(chǎn)生沿著金屬管圓周方向的渦旋電流；所述第二電磁鐵設(shè)置在所述金屬管的外壁周側(cè)；所述第二交變磁場(chǎng)在金屬管內(nèi)產(chǎn)生沿著金屬管軸向的洛倫茲力；所述金屬保護(hù)層在第二交變磁場(chǎng)內(nèi)受到沿金屬管內(nèi)壁向下的洛倫茲力大于所述金屬保護(hù)層在第二交變磁場(chǎng)內(nèi)受到的沿金屬管內(nèi)壁向上的洛倫茲力。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的裝置，其特征在于，所述第二電磁鐵由通電線(xiàn)圈纏繞于鐵芯所構(gòu)成，所述第二電磁鐵與第一電磁鐵沿金屬管的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的裝置，其特征在于，所述第二電磁鐵與第一電磁鐵分別連接有提供同頻率交變電流的電源，所述電源保持90度位相差，并且可以調(diào)控。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的裝置，其特征在于，所述第二電磁鐵下部磁場(chǎng)強(qiáng)度大于上部磁場(chǎng)強(qiáng)度。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層的方法及裝置，屬于熱浸鍍金屬技術(shù)領(lǐng)域，本方法通過(guò)熱浸將金屬保護(hù)層金屬置于金屬管內(nèi)，并在金屬管內(nèi)壁生成可維持鍍層金屬為液態(tài)的渦旋電流，所述渦旋電流同時(shí)可產(chǎn)生推力驅(qū)動(dòng)液態(tài)的金屬保護(hù)層中冗余的金屬自鋼管內(nèi)流出；所述渦旋電流由設(shè)置在所述金屬管外壁的兩組相互垂直的交變磁場(chǎng)形成。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置兩組相互垂直的交變磁場(chǎng)在金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層形成渦旋電流，該渦旋電流作用于鍍層金屬，維持鍍層金屬為液態(tài)，并驅(qū)動(dòng)金屬保護(hù)層中冗余的金屬自鋼管內(nèi)流出，實(shí)現(xiàn)金屬管內(nèi)壁熱浸鍍金屬保護(hù)層均勻性，且精確控制金屬保護(hù)層的厚度；無(wú)需設(shè)置可深入金屬管內(nèi)的刮片和壓縮氣體，操作方便效率高。

技術(shù)研發(fā)人員：許谷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：電子科技大學(xué)（深圳）高等研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19