用于復(fù)合金屬管的外端管及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于復(fù)合金屬管的外端管及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油、化工、化肥等工業(yè)部門中為輸送流體常常要采用各種耐腐蝕的管道。例如，我國很多油氣田含有C02、H2S等腐蝕性介質(zhì)，CO2, H2S腐蝕是油井管和地面輸送管道的主要腐蝕類型。這些耐腐蝕的管道往往是特種金屬材料管道，如不銹鋼管、耐蝕合金管等，但是這些管材的造價高昂，增加了運營成本。為降低成本，已發(fā)展了雙金屬管材，即復(fù)合金屬管，其一般采用普通碳鋼或低合金鋼作為外層的基體管，以耐蝕的不銹鋼薄壁管作為內(nèi)襯層。由此，其外層的基體管提供強度支持，而內(nèi)層的內(nèi)襯管具有優(yōu)良的防腐性能。
[0003]本發(fā)明的申請人在中國專利申請CN101876383A中公開了一種復(fù)合金屬管及其制造方法。如圖1所示，該復(fù)合金屬管包括外管和內(nèi)管3，其中，外管包括外層基體管2以及與外層基體管端部相連的外端管I ;內(nèi)管3位于外管內(nèi)，內(nèi)管3的長度大于外層基體管2的長度而小于外管的總長度，并且內(nèi)管3相對于外層基體管2定位為內(nèi)管3的兩端分別超出外層基體管2的兩端而與外端管I搭接；外端管I和內(nèi)管3由耐蝕金屬制成,而外層基體管2由不同于外端管I和內(nèi)管3的金屬制成。將該復(fù)合金屬管的外端管3彼此連接而構(gòu)成所需長度的管道。本發(fā)明的申請人提出這種復(fù)合金屬管之目的在于解決復(fù)合管制造過程復(fù)雜、成本高的技術(shù)問題，在降低生產(chǎn)成本的同時保證形成連續(xù)的耐蝕金屬內(nèi)層表面，以滿足輸送強腐蝕性流體的需要。
[0004]為了防止材料腐蝕和破壞，對這些輸送流體的管道除了要選用耐蝕金屬外，經(jīng)常還采用陰極保護的方法來緩解管道的外腐蝕。
[0005]盡管復(fù)合金屬管的應(yīng)用已越來越廣泛，但是如何改進制造工藝，滿足服役條件的要求，仍然是人們需要不斷探索的領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在提供一種改進的復(fù)合金屬管及其制造方法，以更好地防止材料的腐蝕和破壞。
[0007]為此，本發(fā)明提供一種用于復(fù)合金屬管的外端管，所述復(fù)合金屬管包括外管和內(nèi)管，外管包括外層基體管以及與該外層基體管端部相連的所述外端管，內(nèi)管位于外管內(nèi)，內(nèi)管由耐蝕的金屬制成，而內(nèi)管的兩端長度分別等于或超出外層基體管的兩端，優(yōu)選為超出外層基體管的兩端，其中，所述外端管包括內(nèi)層部分和外層部分，內(nèi)層部分由耐蝕的金屬制成，而外層部分由與外層基體管電化學(xué)腐蝕行為和氫脆行為相同或相近的金屬制成。
[0008]本發(fā)明提供一種復(fù)合金屬管，其包括前面所述的外端管。
[0009]在本發(fā)明中相對于金屬所述的“電化學(xué)腐蝕和氫脆行為相同或相近”是指金屬的自然腐蝕電位、極化行為和析氫行為相同和接近，使得金屬經(jīng)連接起來后在同一腐蝕環(huán)境中使用時不會造成電偶腐蝕和/或電偶導(dǎo)致氫脆。
[0010]本發(fā)明還提供一種制造前面所述的外端管的方法，包括如下步驟:(1)分別制造出所述外端管的內(nèi)層部分和外層部分；以及(2)利用緊配合使內(nèi)層部分和外層部分貼合在一起。
[0011]本發(fā)明還提供另一種制造前面所述的外端管的方法，包括如下步驟:(1)分別制造出縱長內(nèi)管和縱長外管，所述縱長內(nèi)管的金屬材料和厚度與所述外端管的內(nèi)層部分的金屬材料和厚度相同，而所述縱長外管的金屬材料與所述外端管的外層部分的金屬材料和厚度相同；(2)使縱長內(nèi)管和縱長外管貼合在一起；以及(3)根據(jù)所述外端管所需要的長度，將已貼合在一起的縱長內(nèi)管和縱長外管切割為多個小段。
[0012]本發(fā)明還提供另一種制造前面所述的外端管的方法，包括如下步驟:(1)制造出所述外端管的內(nèi)層部分；(2)圍繞所得到的內(nèi)層部分卷繞金屬板，以得到所述外端管的外層部分。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟(I)和所述步驟(2)之間的如下步驟:將所得到的內(nèi)層部分連接至復(fù)合金屬管的外管。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟(2)包括在圍繞所得到的內(nèi)層部分卷繞好所述金屬板后對所述金屬板進行焊接，以將所述金屬板的周向部分連接起來。
[0015]本發(fā)明還提供另一種制造前面所述的外端管的方法，包括如下步驟:(1)制造出所述外端管的內(nèi)層部分；(2)對所述內(nèi)層部分的外壁進行熱噴涂，所得到的涂層的金屬材料與復(fù)合金屬管的外層基體管的金屬材料的腐蝕行為相同或相近；以及(3)對所得到的涂層進行重熔處理，以盡可能消除所述涂層的表面孔隙。
[0016]本發(fā)明還提供另一種制造前面所述的外端管的方法，包括如下步驟:(1)制造出所述外端管的內(nèi)層部分；以及(2)對所述內(nèi)層部分的外壁進行堆焊，所得到的涂層的金屬材料與復(fù)合金屬管的外層基體管的金屬材料的腐蝕行為相同或相近。
[0017]本發(fā)明還提供一種制造前面所述的復(fù)合金屬管的方法，包括如下步驟:(I)將外端管的內(nèi)層部分連接至所述復(fù)合金屬管的外層基體管；以及(2)圍繞所述內(nèi)層部分卷繞金屬板，以得到所述外端管的外層部分。
[0018]本發(fā)明還提供另一種制造前面所述的復(fù)合金屬管的方法，包括如下步驟:(1)將外端管連接至所述復(fù)合金屬管的外層基體管；(2)在所得到的所述外端管與所述外層基體管的連接體內(nèi)形成內(nèi)管；以及(3 )把所述內(nèi)管與所述外端管焊接起來。
[0019]本發(fā)明還提供另一種制造前面所述的復(fù)合金屬管的方法，包括如下步驟:(1)制成具有內(nèi)管的外層基體管；以及(2)將外端管的內(nèi)層部分與所述內(nèi)管連接起來，并且將外端管的外層部分與所述外層基體管連接起來。
[0020]由于復(fù)合金屬管涉及重要的防止材料腐蝕和破壞問題，因此，對于復(fù)合金屬管的研究和改進不僅涉及管子的結(jié)構(gòu)設(shè)計，而且涉及電化學(xué)腐蝕的防腐，特別還涉及陰極保護，正因為如此，復(fù)合金屬管的結(jié)構(gòu)的設(shè)計和改進是復(fù)雜的。在圖1所示的復(fù)合金屬管方案中，雖然因采用了外端管I而能夠?qū)崿F(xiàn)其發(fā)明目的，但是，因為外端管I由不銹鋼之類的耐蝕金屬制成而外層基體管2 —般由碳鋼或低合金鋼制成，這樣，由于電化學(xué)腐蝕或陰極保護的緣故，外層基體管2的材料就與外端管I的材料以及在外層基體管2和外端管I之間的不銹鋼之類的焊接接頭4的材料存在矛盾，會使外端管I和焊接接頭4易于產(chǎn)生缺陷而受到腐蝕和破壞。例如，在石油中由這樣的復(fù)合金屬管構(gòu)成的管道常常要與土壤和海水接觸，因為電化學(xué)腐蝕或陰極保護的緣故，耐蝕金屬以及焊接接頭4就會析氫而導(dǎo)致存在氫脆的缺陷。
[0021]與上述現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的復(fù)合金屬管提出了包括具有內(nèi)層部分和外層部分的外端管，內(nèi)層部分由耐蝕的金屬制成，而外層部分由與外層基體管電化學(xué)腐蝕行為和氫脆行為相同或相近的金屬制成。由于具有這樣的結(jié)構(gòu)，本申請的復(fù)合金屬管就在復(fù)合金屬管的外層形成電化學(xué)腐蝕行為和氫脆行為相同或相近的金屬外表面，例如碳鋼外表面，因而，不會有基體管使外端管和接頭腐蝕加快的可能，更重要的是，不會因為電化學(xué)腐蝕或陰極保護的緣故而使外端管的耐蝕金屬以及在外層基體管和外端管之間的焊接接頭產(chǎn)生氫脆之類的缺陷，因此提高了該焊接接頭以及外端管的抗腐蝕性和壽命，進而能夠極大地改善復(fù)合金屬管的質(zhì)量，延長復(fù)合金屬管的使用壽命。由此可見，在歷經(jīng)了創(chuàng)造性的研究后，本申請發(fā)明人提出一種結(jié)構(gòu)簡單、制造方便的進一步改進復(fù)合金屬管質(zhì)量的結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有技術(shù)之復(fù)合金屬管的示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明之復(fù)合金屬管的第一實施例的示意圖。
[0024]圖3為圖2的局部放大圖。
[0025]圖4為本發(fā)明之復(fù)合金屬管的第二實施例的示意圖。
[0026]圖5為圖4的局部放大圖。
[0027]圖6為本發(fā)明之外端管的一種實施例的示意圖。
[0028]圖7為本發(fā)明之外端管之外層部分的示意圖。
【具體實施方式】
[0029]在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的復(fù)合金屬管、外端管及其制造方法。
[0030]在此記載的實施例為本發(fā)明的特定的【具體實施方式】，用于說明本發(fā)明的構(gòu)思，均是解釋性和示例性的，不應(yīng)解釋為對本發(fā)明實施方式及本發(fā)明范圍的限制。除在此記載的實施例外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠基于本申請權(quán)利要求書和說明書所公開的內(nèi)容采用顯而易見的其它技術(shù)方案，這些技術(shù)方案包括采用對在此記載的實施例的做出任何顯而易見的替換和修改的技術(shù)方案。
[0031]本說明書的附圖為示意圖，輔助說明本發(fā)明的構(gòu)思，示意性地表示各部分的形狀及其相互關(guān)系。相同的參考標(biāo)記用于表示類似的部分。
[0032]圖2和3示出為本發(fā)明之復(fù)合金屬管的第一實施例，其中圖3為圖2的局部放大圖。如圖所示，復(fù)合金屬管包括外管和內(nèi)管3，外管包括外層基體管2以及與該外層基體管2的端部相連的外端管I,內(nèi)管3位于外管內(nèi)，內(nèi)管3由耐蝕的金屬制成，而外層基體管2由與內(nèi)管3不同的金屬制成，內(nèi)管3的兩端超過外層基體管2的兩端。外端管I包括內(nèi)層部分12和外層部分11，內(nèi)層部分12由耐蝕的金屬制成，而外層部分11由與外層基體管2電化學(xué)腐蝕行為和氫脆行為相近的金屬制成?！半娀瘜W(xué)腐蝕和氫脆行為相同或相近”意味著外層部分11與外層基體管2可以是相同的金屬，也可以是自然腐蝕電位、極化行為和析氫行為相同和接近的金屬。<