專利名稱：一種滲鋁鋼管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種表面復(fù)合耐蝕型鋼管，特別涉及一種滲鋁鋼管。
現(xiàn)有技術(shù)中，滲鋁鋼管的端部表面或者是連續(xù)滲鋁層，或者是母管基材。這樣的端部表面結(jié)構(gòu)給滲鋁鋼管的等性能焊接帶來了困難。各種直接焊接方法都無法避免焊接熔合線附近滲鋁層燒損引起的局部耐蝕性下降問題。保留端部滲鋁層的直接焊接工藝還存在焊縫脆性增大等問題。
中國專利CN86108397A提出了在施焊前對滲鋁鋼管內(nèi)壁涂敷含鋁涂層的方案，減少了熔合線附近滲鋁層的燒損。但這種技術(shù)又產(chǎn)生了兩個新問題(1)鋁元素進入焊縫之后，不但增加焊縫金屬的脆性，而且易于形成夾渣、造成焊縫成型不良；(2)所采用的清理滲鋁鋼管接頭一局部濕涂滲劑和保護劑料漿--干燥--焊接幾道工序增加了現(xiàn)場施工周期和難度。
另外，較長滲鋁鋼管的生產(chǎn)常采用熱浸和料漿滲鋁方法，生產(chǎn)過程中所必須采用的吊具和管端密封設(shè)施增加了管端漏滲的概率，降低了滲鋁管的成品率，提高了滲鋁成本。
本實用新型要解決的是現(xiàn)有滲鋁鋼管焊接難題，消除焊接區(qū)發(fā)生腐蝕的可能性，使焊接區(qū)的綜合性能與滲鋁管相當，保證焊接后滲鋁鋼管產(chǎn)品表面耐蝕性能的連續(xù)性和可靠的連接強度，并同時降低滲鋁成本。
為解決上述問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是在滲鋁鋼管兩端的外滲鋁層一側(cè)或/和內(nèi)滲鋁層一側(cè)包覆外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)或/和內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)。滲鋁鋼管上內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)或/和外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)與母管之間的過渡表面由耐蝕金屬、滲鋁層和母管金屬復(fù)合而成。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果(1)本實用新型所形成的產(chǎn)品完全可以按常規(guī)焊接，焊接工藝簡單，特別適用于現(xiàn)場應(yīng)用；(2)本實用新型所形成的產(chǎn)品經(jīng)過常規(guī)焊接后，避免了焊縫熔鋁所引起的脆性增大，避免了焊縫熔合線附近耐蝕性能下降問題，從根本上保證了滲鋁鋼管表面性能的連續(xù)性和可靠的連接強度；(3)本實用新型所形成的產(chǎn)品管端可以不進行滲鋁處理，所以避開了滲鋁工藝要求的管端密封、長管吊運引起的管端漏滲問題，有效地提高了鋼管滲鋁處理的成品率，降低了滲鋁成本，本實用新型所設(shè)計的滲鋁鋼管成本只有同性能整體型耐蝕金屬鋼管的1/5～3/5。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。
附圖及圖面說明


圖1為本實用新型第一種結(jié)構(gòu)，是具有外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)和內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)的雙面滲鋁鋼管的軸向剖面圖。
圖2為
圖1中I部剖面的放大圖。
圖3為本實用新型第二種結(jié)構(gòu)，是另一種具有外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)和內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)的雙面滲鋁鋼管的軸向剖面圖。
圖4為圖3中I部剖面的放大圖。
圖5為本實用新型第三種結(jié)構(gòu)，是又一種具有外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)和內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)的雙面滲鋁鋼管的軸向剖面圖。
圖6為圖5中I部剖面的放大圖。
圖7為本實用新型第四種結(jié)構(gòu)，是具有外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)的單外面滲鋁鋼管的軸向剖面圖。
圖8為圖7中I部剖面的放大圖。
圖9為本實用新型第五種結(jié)構(gòu)，是具有內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)的單內(nèi)面滲鋁鋼管的軸向剖面圖。
圖10為圖9中I部剖面的放大圖。
圖11為本實用新型第六種結(jié)構(gòu)，是又一種具有外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)和內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)的雙面滲鋁鋼管的軸向剖面圖。
圖12為
圖11中I部剖面的放大圖。
圖13為本實用新型第七種結(jié)構(gòu)，是另一種具有外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)的單外面滲鋁鋼管的軸向剖面圖。
圖14為
圖13中I部剖面的放大圖。
圖15為本實用新型第八種結(jié)構(gòu)，是另一種具有內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)的單內(nèi)面滲鋁鋼管的軸向剖面圖。
圖16為
圖15中I部剖面的放大圖。
圖1、圖2為本實用新型的第一種結(jié)構(gòu)形式滲鋁鋼管母管1的端部管壁上具有連續(xù)的外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4和內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5。在管端的外側(cè)和內(nèi)側(cè)加工出倒角β和γ，β為10～70°，γ為10～70°，在倒角面上包覆外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4和內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5。將滲鋁鋼管端面加工成適于焊接的坡口面。外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4的表面長度b為2～20mm，內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5的表面長度d為2～20mm。滲鋁鋼管上外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4和內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5與母管1之間的過渡表面由耐蝕金屬、滲鋁層和母管金屬復(fù)合而成，此復(fù)合結(jié)構(gòu)保證了鋼管表層耐蝕性能的連續(xù)性，從結(jié)構(gòu)上避免了耐蝕表層受破壞的可能性。在管壁軸向剖面上，外滲鋁層2在外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4表面上形成的滲鋁層長度a為1～20mm，內(nèi)滲鋁層3在內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5表面上形成的滲鋁層長度c為1～20mm。
圖3、圖4為本實用新型的第二種結(jié)構(gòu)形式，圖5、圖6為本實用新型的，第三種結(jié)構(gòu)形式。這二種結(jié)構(gòu)形式均為第一種結(jié)構(gòu)形式的變形。
圖7、圖8為本實用新型的第四種結(jié)構(gòu)形式滲鋁鋼管母管1的端部管壁上具有連續(xù)的外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4。在管端的外側(cè)加工出倒角β，β為10～70°，在倒角面上包覆外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4，將滲鋁鋼管端面加工成適于焊接的坡口面。外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4的表面長度b為2～20mm。滲鋁鋼管上外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4與母管1之間的過渡表面由耐蝕金屬、滲鋁層和母管金屬復(fù)合而成，此復(fù)合結(jié)構(gòu)保證了鋼管表層耐蝕性能的連續(xù)性，從結(jié)構(gòu)上避免了耐蝕表層受破壞的可能性。在管壁軸向剖面上，外滲鋁層2在外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4表面上形成的滲鋁層長度a為1～20mm。圖8中外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4的剖面形狀還可以是四邊形或其它形狀。
圖9、
圖10為本實用新型的第五種結(jié)構(gòu)形式滲鋁鋼管母管1的端部管壁上具有連續(xù)的內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5。在管端的內(nèi)側(cè)加工出倒角γ，γ為10～70°，在倒角面上包覆內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5，將滲鋁鋼管端面加工成適于焊接的坡口面。內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5的表面長度d為2～20mm。滲鋁鋼管上內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5與母管1之間的過渡表面由耐蝕金屬、滲鋁層和母管金屬復(fù)合而成，此復(fù)合結(jié)構(gòu)保證了鋼管表層耐蝕性能的連續(xù)性，從結(jié)構(gòu)上避免了耐蝕表層受破壞的可能性。在管壁軸向剖面上，內(nèi)滲鋁層3在內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5表面上形成的滲鋁層長度c為1～20mm。各種尺寸在給定范圍內(nèi)變化，
圖10中內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5的剖面形狀還可以是四邊形或其它形狀。
圖11、
圖12為本實用新型的第六種結(jié)構(gòu)形式滲鋁鋼管母管1端部的外管壁和內(nèi)管壁上具有連續(xù)的外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4和內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5。將滲鋁鋼管端面加工成適于焊接的坡口面。在管壁軸向剖面上，外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4的表面長度b為2～20mm，厚度h為0.1～6mm；內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5的表面長度d為2～20mm，厚度k為0.1～6mm。滲鋁鋼管上外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4和內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5與母管1之間的過渡表面由耐蝕金屬、滲鋁層和母管金屬復(fù)合而成，此復(fù)合結(jié)構(gòu)保證了鋼管表層耐蝕性能的連續(xù)性，從結(jié)構(gòu)上避免了耐蝕表層受破壞的可能性。在管壁軸向剖面上，外滲鋁層2在外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4表面上形成的滲鋁層長度a為1～20mm，內(nèi)滲鋁層3在內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5表面上形成的滲鋁層長度c為1～20mm。
圖12中外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4的剖面形狀和內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5的剖面形狀還可以是五邊形或其它形狀。
圖13、
圖14為本實用新型的第七種結(jié)構(gòu)形式滲鋁鋼管母管1端部的外管壁上具有連續(xù)的外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4。將滲鋁鋼管端面加工成適于焊接的坡口面。在管壁軸向剖面上，外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4的表面長度b為2～20mm，厚度h為0.1～6mm。滲鋁鋼管上外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4與母管1之間的過渡表面由耐蝕金屬、滲鋁層和母管金屬復(fù)合而成，此復(fù)合結(jié)構(gòu)保證了鋼管表層耐蝕性能的連續(xù)性，從結(jié)構(gòu)上避免了耐蝕表層受破壞的可能性。在管壁軸向剖面上，外滲鋁層2在外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4表面上形成的滲鋁層長度a為1～20mm。
圖14中外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4的剖面形狀還可以是五邊形或其它形狀。
圖15、
圖16為本實用新型的第八種結(jié)構(gòu)形式滲鋁鋼管母管1端部的內(nèi)管壁上具有連續(xù)的內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5。將滲鋁鋼管端面加工成適于焊接的坡口面。在管壁軸向剖面上，內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5的表面長度d為2～20mm，厚度k為0.1～6mm。滲鋁鋼管上內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5與母管1之間的過渡表面由耐蝕金屬、滲鋁層和母管金屬復(fù)合而成，此復(fù)合結(jié)構(gòu)保證了鋼管表層耐蝕性能的連續(xù)性，從結(jié)構(gòu)上避免了耐蝕表層受破壞的可能性。在管壁軸向剖面上，內(nèi)滲鋁層3在內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5表面上形成的滲鋁層長度c為1～20mm。
圖16中外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4的剖面形狀還可以是五邊形或其它形狀。
本實用新型所述的各種結(jié)構(gòu)滲鋁鋼管母管1的材料包括碳鋼、鉻鉬鋼、低合金鋼、馬氏體不銹鋼等，如A3鋼、10號鋼、20號鋼、1Cr5Mo、16Mn、OCr13鋼；外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)4和內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)5的耐蝕金屬材料包括不銹鋼、耐熱鋼、鎳鉻合金等，如25—20、25—13、18—12Mo、18—8、18—8Ti、Cr17Ti。
本實用新型所述的各種結(jié)構(gòu)的滲鋁鋼管，包括單內(nèi)面滲鋁、單外面滲鋁、雙面滲鋁的滲鋁管，管的橫斷面包括等厚度和不等厚度的圓環(huán)形、方環(huán)形及異形環(huán)形。
下面給出本實用新型的6個典型實施例。
實施例1將材質(zhì)為20號碳鋼、規(guī)格為Ф127×10×300mm的鋼管兩端面加工成β為70°、γ為52°的倒角，并用奧302焊條堆焊成如
圖1、圖2所示的結(jié)構(gòu)，用車床加工出35°的坡口面角度，并使b、d均為10mm，鈍邊高度為1mm。整管經(jīng)內(nèi)外噴砂除銹后，管端用防滲劑沿軸向?qū)︿摴軆?nèi)外表面涂刷5mm長，然后放入含有滲劑的滲箱中。在950℃下加熱6小時，得到所需的端部含有耐蝕金屬結(jié)構(gòu)的滲鋁鋼管。將兩根相同結(jié)構(gòu)滲鋁鋼管的兩個管端坡口對齊，按常規(guī)方法用奧302焊條將坡口填滿。最后，按耐蝕性評定和焊接檢驗程序?qū)缚p性能進行檢測，各項性能指標不低于耐蝕壓力管道的技術(shù)要求。
實施例2將材質(zhì)為20號碳鋼、規(guī)格為Ф127×10×300mm的鋼管兩端面加工成β為70°的倒角，并用1Cr18Ni9Ti環(huán)形板爆炸復(fù)合成如圖7、圖8所示的結(jié)構(gòu)，用車床加工出35°的坡口面角度，并使b為10mm，鈍邊高度為1mm。整管經(jīng)外噴砂除銹后，管端用防滲劑沿軸向?qū)︿摴芡獗砻嫱克?mm長，然后放入含有滲劑的滲箱中。在950℃下加熱6小時，得到所需的端部含有耐蝕金屬結(jié)構(gòu)的滲鋁鋼管。將兩根相同結(jié)構(gòu)滲鋁鋼管的兩個管端坡口對齊，按常規(guī)方法用奧302焊條將坡口填滿。最后，按耐蝕性評定和焊接檢驗程序?qū)缚p性能進行檢測，各項性能指標不低于耐蝕壓力管道的技術(shù)要求。
實施例3將材質(zhì)為20號碳鋼、規(guī)格為Ф127×10×300mm的鋼管兩端面加工成γ為52°的倒角，并用1Cr18Ni9Ti環(huán)形板爆炸復(fù)合成如圖9、
圖10所示的結(jié)構(gòu)，用車床加工出35°的坡口面角度，并使d為10mm，鈍邊高度為1mm。整管經(jīng)內(nèi)噴砂除銹后，管端用防滲劑沿軸向?qū)︿摴軆?nèi)表面涂刷5mm長，然后放入含有滲劑的滲箱中。在950℃下加熱6小時，得到所需的端部含有耐蝕金屬結(jié)構(gòu)的滲鋁鋼管。將兩根相同結(jié)構(gòu)滲鋁鋼管的兩個管端坡口對齊，按常規(guī)方法用奧302焊條將坡口填滿。最后，按耐蝕性評定和焊接檢驗程序?qū)缚p性能進行檢測，各項性能指標不低于耐蝕壓力管道的技術(shù)要求。
實施例4將材質(zhì)為1Cr5Mo鋼、規(guī)格為Ф127×10×300mm的鋼管兩端環(huán)繞外管壁和內(nèi)管壁加工出如
圖11、
圖12所示b和d均為10mm、坡口面角度為40°、h和k均為1mm的填充口，用Cr25Ni13不銹鋼粉噴焊填平，然后按a、c均為6mm進行控制，用滲鋁料漿和保護層涂刷管子中部的內(nèi)外表面，在980℃下加熱20分鐘，得到端部含有耐蝕金屬結(jié)構(gòu)的滲鋁鋼管。將兩根相同結(jié)構(gòu)滲鋁鋼管的兩個管端坡口對齊，按常規(guī)方法用奧302焊條將坡口填滿。最后，按耐蝕性評定和焊接檢驗程序?qū)缚p性能進行檢測，各項性能指標不低于耐蝕壓力管道的技術(shù)要求。
實施例5將材質(zhì)為1Cr5Mo鋼、規(guī)格為Ф127×10×300mm的鋼管兩端環(huán)繞外管壁加工出b為10mm、坡口面角度為40°、h為1mm的填充口，用1Cr18Ni9Ti環(huán)形板爆炸復(fù)合成如
圖13、
圖14所示的結(jié)構(gòu)，然后按a為6mm進行控制，用滲鋁料漿和保護層涂刷管子中部的外表面，在980℃下加熱20分鐘，得到端部含有耐蝕金屬結(jié)構(gòu)的滲鋁鋼管。將兩根相同結(jié)構(gòu)滲鋁鋼管的兩個管端坡口對齊，按常規(guī)方法用奧302焊條將坡口填滿。最后，按耐蝕性評定和焊接檢驗程序?qū)缚p性能進行檢測，各項性能指標不低于耐蝕壓力管道的技術(shù)要求。
實施例6將材質(zhì)為1Cr5Mo鋼、規(guī)格為Ф127×10×300mm的鋼管兩端環(huán)繞內(nèi)管壁加工出d為10mm、坡口面角度為40°、k為1mm的填充口，用1Cr18Ni9Ti環(huán)形板爆炸復(fù)合成如
圖15、
圖16所示的結(jié)構(gòu)，然后按c為6mm進行控制，用滲鋁料漿和保護層涂刷管子中部的內(nèi)表面，在980℃下加熱20分鐘，得到端部含有耐蝕金屬結(jié)構(gòu)的滲鋁鋼管。將兩根相同結(jié)構(gòu)滲鋁鋼管的兩個管端坡口對齊，按常規(guī)方法用奧302焊條將坡口填滿。最后，按耐蝕性評定和焊接檢驗程序?qū)缚p性能進行檢測，各項性能指標不低于耐蝕壓力管道的技術(shù)要求。
權(quán)利要求1.一種滲鋁鋼管，包括母管(1)和外滲鋁層(2)或/和內(nèi)滲鋁層(3)，其特征在于在滲鋁鋼管兩端的外滲鋁層(2)一側(cè)或/和內(nèi)滲鋁層(3)一側(cè)具有外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)(4)或/和內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)(5)，滲鋁鋼管上外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)(4)或/和內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)(5)與母管(1)之間的過渡表面為耐蝕金屬、滲鋁層和母管金屬的復(fù)合層。
2.如權(quán)利要求1所述的滲鋁鋼管，其特征在于外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)(4)的表面長度b為2～20mm，內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)(5)的表面長度d為2～20mm，外滲鋁層(2)在外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)(4)表面上形成的滲鋁層長度a為1～20mm，內(nèi)滲鋁層(3)在內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)(5)表面上形成的滲鋁層長度c為2～20mm。
專利摘要本實用新型公開了具有耐蝕金屬端部結(jié)構(gòu)的滲鋁鋼管。滲鋁鋼管端部管壁上具有外耐蝕金屬結(jié)構(gòu)(4)或/和內(nèi)耐蝕金屬結(jié)構(gòu)(5)，端部過渡表面為耐蝕金屬、滲鋁層和母管金屬的復(fù)合層。管端耐蝕金屬的耐蝕性與滲鋁層相當，焊接性能良好。本發(fā)明避免了滲鋁鋼管焊接時可能產(chǎn)生的焊縫脆性以及焊縫熔合線處耐蝕性能的降低，解決了滲鋁鋼管的焊接難題。
文檔編號F16L9/00GK2355194SQ9823291
公開日1999年12月22日 申請日期1998年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月28日
發(fā)明者任有才, 武仲元, 丁慶如, 劉秀荷, 崔新安, 申明周, 張德印 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石化集團洛陽石油化工工程公司