[發明專利]鍍有鋯的鋼板及使用此鋼板制造的化學裝置組件

無效

• 申請號: 200680007290.6
• 申請日: 2006-03-09
• 公開（公告）號: CN101142339A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 恩斯特·托迪諾;伊曼紐·克爾伯特
• 申請（專利權）人: 法商卡朋羅蘭化工設備股份有限公司
• 主分類號: C22F1/16
• 分類號: C22F1/16;B23K35/00;B23K1/19;B32B15/01
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐金國;梁揮

技術領域

本發明涉及一種化學裝置元件的制造方法，化學裝置元件用以操作、儲存及/處理高腐蝕性產品，例如貯藏室、容器、反應器、混合器、處理裝置以及用以運輸未加工產品或者中間產品的裝置。為了確保良好的抗防腐性，以及考慮到防腐材料的成本，化學裝置元件通常包含一鋼支撐板(碳鋼或者不銹鋼)，以及一防腐金屬鍍層，于此，鋼支撐板用以提供組合件以其機械強度，防腐金屬鍍層為于一貴重金屬或者一活性金屬，進而在與氧氣或者有關的腐蝕環境發生反應之后，其能夠提供一保護層。例如，可以選擇諸如鉭、鎢、釩或者其合金的材料，或者在條件允許的情況下，選擇諸如鋯、鈦、鉿或者其合金的活性金屬。由于材料成本考慮，因此鍍層越薄越好。本發明尤其涉及這樣的化學裝置元件，其包含一厚度通常小于1毫米的薄的鋯鍍層。本發明也關于內部鍍有鋯并用以儲存、使用及/或運輸核材料的裝置元件制造。下文中將以“核裝置”稱呼。

背景技術

化學裝置元件可通過多種方式制造，或者在完全形成化學裝置之后，通過“內襯”于化學裝置的內側、或者是通過沉積鍍層于已形成的部位，然后進行裝配、或者通過沉積鍍層于板狀或管狀半成品上，形成此鍍層的半成品，然后裝配因此獲得的各個部份，進而制成化學裝置元件。

在第一種情況下，內襯可以在支撐板與鍍層之間沒有連結的情形下進行(“松弛內襯”)。例如，在有限數目的裝配點，通過定錨可提供一機械結合于鍍層與支撐板之間。這樣方法在理論上使得具有數百微米厚度的防腐鍍層的使用成為可能。然而，對于易承受巨大機械應力的設備，則不希望使用較薄厚度的鍍層的。因在此情況下，鍍層不能緊密貼附于支撐板以及面臨被削弱，或者當腔室為真空時，甚至會塌陷。

在其它情況下，可以存在多種用以結合鍍層至支撐板的方法。此方法可能是例如通過縫焊提供數個點焊，或者例如通過爆炸復合或者是通過熔化一中間硬焊合金層，于鍍層與支撐板的相對表面的全部區域或大部份區域緊密連結鍍層與支撐板。如果執行點縫焊接，假如鍍層太薄則可能會遭遇過度的局部變形。此外，如果腔室為真空時，沒有被充分支撐的鍍層可能發生塌陷。如果通過爆炸復合執行裝配，當鋼板及其鍍層覆蓋較大面積，尤其是面積為數平方米時，如果鍍層厚度小于一毫米，實際上不可能通過被涂布的化學裝置元件的標準形狀去控制沖擊波的傳播及影響。如果通過硬焊完成鍍層連結，可有兩種方法：硬焊鍍層至已形成的裝置的一部份(見美國專利案US4291104)，或者硬焊鍍層至一隨后成形的鋼板上(見世界專利案WO?03097230)。

美國專利案US4291104(發明人：Keifert)所描述的方法包含：使用一明顯薄于支撐板的鍍層；先將此鍍層變形，進而其遵循支撐板所呈現的形狀并提供合適的位置用以″盤曲″，其中″盤曲″可用以補償不均勻膨脹；以及放置此鍍層；然后，通過硬焊連結鍍層至支撐板上。雖然這樣的方法適合于處理相對于支撐板較薄的鍍層，但是此方法需要使用的鍍層，其在被放置至支撐板的必要處理過程中，不會非常易碎或者過度變形。因此這些鍍層必須具有適當的厚度，在其連結至支撐板之前，其厚度值為預形成的鍍層形狀的函數，并且此厚度通常大于0.75毫米。

為了確保組合件與厚度小于1毫米的鍍層結合，可考慮使用熱噴鍍技術：等離子輔助或者非等離子輔助的熱噴或冷噴。然而，在這些技術能夠獲得較好的組合件結合與較低的貴重金屬消耗的同時，它們不能百分之百的保證所沉積的防腐鍍層的不滲透性，即使其孔隙率通常低于滲導臨界值。

長期以來，人們了解直接在鋼上焊接鋯是非常困難的。英國專利案GB874271(發明人：Alan?Garlick)提出在鋯與鋼之間使用兩種不同的中間金屬層：鍍有釩的鋼板，以及鍍有鈮或者鈦的鋯板；每個這些鍍層的厚度屬于一毫米的類別。中間金屬也被用以互相結合兩個鋯板或者兩個鋯合金板(請見美國專利案US3106773)，但是所使用的厚度是非常薄的：于每一側使用厚度為5至500毫微米范圍的鈦，以及厚度為300至500毫微米范圍的銅。