[發明專利]一種高強耐腐蝕鈦-鋼復合管及其生產工藝

有效

• 申請號: 201910560670.1
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110270687B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 孟憲虎;姜慶風
• 申請（專利權）人: 江蘇眾信綠色管業科技有限公司
• 主分類號: B22F3/22
• 分類號: B22F3/22;B22F3/10;B22F3/24;B22F7/08;C22C19/05;F16L9/02
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 胡智勇

本發明提出了一種高強耐腐蝕鈦?鋼復合管及其生產工藝，包括外側鋼管、內側鈦管，兩者同軸線套接，所述鋼管內壁開設有若干開槽，所述鈦管外壁固設有若干肋條組件，所述肋條組件外壁與鋼管內壁過盈配合，所述鋼管內壁、鈦管外壁間填充有合金層；本發明對鈦、鋼管的復合面結構進行了針對性的設計，并填充了合金層，有效保證了層間密實度，界面結合穩定性高，同時填充的合金層對高溫條件下金屬元素的滲入具有良好的導向效果，另外，肋條組件除了提高強硬度還具有良好的自修復效果，對鈦管的高溫變形具有優異的補償作用，降低了形變率，綜合力學性能明顯提高。

技術領域

本發明涉及復合管道技術領域，具體涉及一種高強耐腐蝕鈦-鋼復合管及其生產工藝。

背景技術

鈦-鋼復合管具有優異的耐蝕性和顯著的經濟性，可廣泛地應用于石油石化、海洋工程、船舶、化工等領域，具有廣闊的應用前景。

用于腐蝕介質的輸送裝備中的鈦/鋼復合管道，有著以下幾個主要特點：1)外部可承受一定的工作壓力；2)內部具有一定的耐腐蝕性能；3)由于鈦材的密度較低，所以該復合管道在保證強度和耐腐蝕特性前提下，還可以減輕重量；4)替代單一耐腐蝕材料的使用，可以在一定程度上降低裝配制造成本；5)具有良好結合強度。鈦、復合管可以避免在外層鋼層與電解質溶液(腐蝕介質)直接接觸，從而避免產生電偶腐蝕。綜合以上因素，該類鈦、鋼復合管道的應用前景較為開闊。

鈦-鋼復合管有兩種類型，一種為有縫焊管，其生產采用鈦鋼復合板卷取后焊接而成；另一種為無縫復合管，其生產采用爆炸復合法，爆炸復合法分為內爆法和外爆法，采用爆炸復合法生產的無縫鈦-鋼復合管能夠滿足結合強度要求。其中，有縫類型的鈦-鋼復合管對焊接要求較高，并且耐蝕性、力學性能及均勻性與無縫類型的鈦-鋼復合管相比均有一定差距，因此，當下無縫類型的鈦-鋼復合管應用需求越來越大。

采用爆炸復合法生成的鈦一鋼復合板，既有鈦的耐腐蝕，又有普通鋼板作為結構件的強度和塑性，特別重要的是成本大幅度下降，因此被大量用于各種化學反應容器、熱交換器材料及防腐蝕領域，但鈦-鋼爆炸焊接時界面易產生過熔現象和脆性金屬間化合物，影響復合材料界面的結合質量。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提出了一種高強耐腐蝕鈦-鋼復合管及其生產工藝，對鈦、鋼管的復合面結構進行了針對性的設計，并填充了合金層，有效保證了層間密實度，界面結合穩定性高，同時填充的合金層對高溫條件下金屬元素的滲入具有良好的導向效果，另外，肋條組件除了提高強硬度還具有良好的自修復效果，對鈦管的高溫變形具有優異的補償作用，降低了形變率，綜合力學性能明顯提高。

為了實現上述的目的，本發明采用以下的技術方案：

一種高強耐腐蝕鈦-鋼復合管，包括外側鋼管、內側鈦管，兩者同軸線套接，所述鋼管內壁開設有若干開槽，所述鈦管外壁固設有若干肋條組件，所述肋條組件外壁與鋼管內壁過盈配合，所述鋼管內壁、鈦管外壁間填充有合金層。

高強耐腐蝕鈦-鋼復合管生產工藝包括以下步驟：

1)取鋼管和鈦管，對鋼管、鈦管進行表面處理，然后在鋼管內表面進行開槽加工，在鈦管外壁焊接肋條組件，然后再次對鋼管、鈦管進行表面處理；

2)將鈦管插接在鋼管內，通過拉拔機形成過盈配合，得到復合管坯；

3)采用加工好的預留注射孔的環形鋼板遮蓋復合管坯的兩端，然后對復合管坯的兩端進行焊接，采用金屬注射成型技術向復合管芯間注入熔融合金流體，然后將注射孔處抽真空密封，得復合管粗品；

4)將復合管粗品在1050-1250℃下燒結處理，然后再在550-750℃下退火處理2-10h；

5)切除復合管粗品頭尾部分，對復合管道的內外表面進行清洗，即得復合管成品。