用于復合金屬管的外端管及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于復合金屬管的外端管及其制造方法。
【背景技術】
[0002]在石油、化工、化肥等工業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，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，已發展了雙金屬管材，即復合金屬管，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襯層。由此，其外層的基體管提供強度支持，而內層的內襯管具有優良的防腐性能。
[0003]本發明的申請人在中國專利申請CN101876383A中公開了一種復合金屬管及其制造方法。如圖1所示，該復合金屬管包括外管和內管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 ;內管3位于外管內，內管3的長度大于外層基體管2的長度而小于外管的總長度，并且內管3相對于外層基體管2定位為內管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和內管3的金屬制成。將該復合金屬管的外端管3彼此連接而構成所需長度的管道。本發明的申請人提出這種復合金屬管之目的在于解決復合管制造過程復雜、成本高的技術問題，在降低生產成本的同時保證形成連續的耐蝕金屬內層表面，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，經常還采用陰極保護的方法來緩解管道的外腐蝕。
[0005]盡管復合金屬管的應用已越來越廣泛，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域。
【發明內容】
[0006]本發明旨在提供一種改進的復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，本發明提供一種用于復合金屬管的外端管，所述復合金屬管包括外管和內管，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，內管位于外管內，內管由耐蝕的金屬制成，而內管的兩端長度分別等于或超出外層基體管的兩端，優選為超出外層基體管的兩端，其中，所述外端管包括內層部分和外層部分，內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腐蝕行為和氫脆行為相同或相近的金屬制成。
[0008]本發明提供一種復合金屬管，其包括前面所述的外端管。
[0009]在本發明中相對于金屬所述的“電化學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，使得金屬經連接起來后在同一腐蝕環境中使用時不會造成電偶腐蝕和/或電偶導致氫脆。
[0010]本發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層部分和外層部分；以及(2)利用緊配合使內層部分和外層部分貼合在一起。
[0011]本發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)分別制造出縱長內管和縱長外管，所述縱長內管的金屬材料和厚度與所述外端管的內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)使縱長內管和縱長外管貼合在一起；以及(3)根據所述外端管所需要的長度，將已貼合在一起的縱長內管和縱長外管切割為多個小段。
[0012]本發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層部分；(2)圍繞所得到的內層部分卷繞金屬板，以得到所述外端管的外層部分。
[0013]優選地，所述步驟(I)和所述步驟(2)之間的如下步驟:將所得到的內層部分連接至復合金屬管的外管。
[0014]優選地，所述步驟(2)包括在圍繞所得到的內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層部分；(2)對所述內層部分的外壁進行熱噴涂，所得到的涂層的金屬材料與復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層部分；以及(2)對所述內層部分的外壁進行堆焊，所得到的涂層的金屬材料與復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]本發明還提供一種制造前面所述的復合金屬管的方法，包括如下步驟:(I)將外端管的內層部分連接至所述復合金屬管的外層基體管；以及(2)圍繞所述內層部分卷繞金屬板，以得到所述外端管的外層部分。
[0018]本發明還提供另一種制造前面所述的復合金屬管的方法，包括如下步驟:(1)將外端管連接至所述復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形成內管；以及(3 )把所述內管與所述外端管焊接起來。
[0019]本發明還提供另一種制造前面所述的復合金屬管的方法，包括如下步驟:(1)制成具有內管的外層基體管；以及(2)將外端管的內層部分與所述內管連接起來，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，對于復合金屬管的研究和改進不僅涉及管子的結構設計，而且涉及電化學腐蝕的防腐，特別還涉及陰極保護，正因為如此，復合金屬管的結構的設計和改進是復雜的。在圖1所示的復合金屬管方案中，雖然因采用了外端管I而能夠實現其發明目的，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易于產生缺陷而受到腐蝕和破壞。例如，在石油中由這樣的復合金屬管構成的管道常常要與土壤和海水接觸，因為電化學腐蝕或陰極保護的緣故，耐蝕金屬以及焊接接頭4就會析氫而導致存在氫脆的缺陷。
[0021]與上述現有技術相比，本申請的復合金屬管提出了包括具有內層部分和外層部分的外端管，內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。由于具有這樣的結構，本申請的復合金屬管就在復合金屬管的外層形成電化學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合金屬管的質量，延長復合金屬管的使用壽命。由此可見，在歷經了創造性的研究后，本申請發明人提出一種結構簡單、制造方便的進一步改進復合金屬管質量的結構。
【附圖說明】
[0022]圖1為現有技術之復合金屬管的示意圖。
[0023]圖2為本發明之復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為本發明之復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為本發明之外端管的一種實施例的示意圖。
[0028]圖7為本發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明的復合金屬管、外端管及其制造方法。
[0030]在此記載的實施例為本發明的特定的【具體實施方式】，用于說明本發明的構思，均是解釋性和示例性的，不應解釋為對本發明實施方式及本發明范圍的限制。除在此記載的實施例外，本領域技術人員還能夠基于本申請權利要求書和說明書所公開的內容采用顯而易見的其它技術方案，這些技術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方案。
[0031]本說明書的附圖為示意圖，輔助說明本發明的構思，示意性地表示各部分的形狀及其相互關系。相同的參考標記用于表示類似的部分。
[0032]圖2和3示出為本發明之復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，復合金屬管包括外管和內管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,內管3位于外管內，內管3由耐蝕的金屬制成，而外層基體管2由與內管3不同的金屬制成，內管3的兩端超過外層基體管2的兩端。外端管I包括內層部分12和外層部分11，內層部分12由耐蝕的金屬制成，而外層部分11由與外層基體管2電化學腐蝕行為和氫脆行為相近的金屬制成。“電化學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。<