用于复合金属管的外端管及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于复合金属管的外端管及其制造方法。
【背景技术】
[0002]在石油、化工、化肥等工业部门中为输送流体常常要采用各种耐腐蚀的管道。例如，我国很多油气田含有C02、H2S等腐蚀性介质，CO2, H2S腐蚀是油井管和地面输送管道的主要腐蚀类型。这些耐腐蚀的管道往往是特种金属材料管道，如不锈钢管、耐蚀合金管等，但是这些管材的造价高昂，增加了运营成本。为降低成本，已发展了双金属管材，即复合金属管，其一般采用普通碳钢或低合金钢作为外层的基体管，以耐蚀的不锈钢薄壁管作为内衬层。由此，其外层的基体管提供强度支持，而内层的内衬管具有优良的防腐性能。
[0003]本发明的申请人在中国专利申请CN101876383A中公开了一种复合金属管及其制造方法。如图1所示，该复合金属管包括外管和内管3，其中，外管包括外层基体管2以及与外层基体管端部相连的外端管I ;内管3位于外管内，内管3的长度大于外层基体管2的长度而小于外管的总长度，并且内管3相对于外层基体管2定位为内管3的两端分别超出外层基体管2的两端而与外端管I搭接；外端管I和内管3由耐蚀金属制成,而外层基体管2由不同于外端管I和内管3的金属制成。将该复合金属管的外端管3彼此连接而构成所需长度的管道。本发明的申请人提出这种复合金属管之目的在于解决复合管制造过程复杂、成本高的技术问题，在降低生产成本的同时保证形成连续的耐蚀金属内层表面，以满足输送强腐蚀性流体的需要。
[0004]为了防止材料腐蚀和破坏，对这些输送流体的管道除了要选用耐蚀金属外，经常还采用阴极保护的方法来缓解管道的外腐蚀。
[0005]尽管复合金属管的应用已越来越广泛，但是如何改进制造工艺，满足服役条件的要求，仍然是人们需要不断探索的领域。
【发明内容】
[0006]本发明旨在提供一种改进的复合金属管及其制造方法，以更好地防止材料的腐蚀和破坏。
[0007]为此，本发明提供一种用于复合金属管的外端管，所述复合金属管包括外管和内管，外管包括外层基体管以及与该外层基体管端部相连的所述外端管，内管位于外管内，内管由耐蚀的金属制成，而内管的两端长度分别等于或超出外层基体管的两端，优选为超出外层基体管的两端，其中，所述外端管包括内层部分和外层部分，内层部分由耐蚀的金属制成，而外层部分由与外层基体管电化学腐蚀行为和氢脆行为相同或相近的金属制成。
[0008]本发明提供一种复合金属管，其包括前面所述的外端管。
[0009]在本发明中相对于金属所述的“电化学腐蚀和氢脆行为相同或相近”是指金属的自然腐蚀电位、极化行为和析氢行为相同和接近，使得金属经连接起来后在同一腐蚀环境中使用时不会造成电偶腐蚀和/或电偶导致氢脆。
[0010]本发明还提供一种制造前面所述的外端管的方法，包括如下步骤:(1)分别制造出所述外端管的内层部分和外层部分；以及(2)利用紧配合使内层部分和外层部分贴合在一起。
[0011]本发明还提供另一种制造前面所述的外端管的方法，包括如下步骤:(1)分别制造出纵长内管和纵长外管，所述纵长内管的金属材料和厚度与所述外端管的内层部分的金属材料和厚度相同，而所述纵长外管的金属材料与所述外端管的外层部分的金属材料和厚度相同；(2)使纵长内管和纵长外管贴合在一起；以及(3)根据所述外端管所需要的长度，将已贴合在一起的纵长内管和纵长外管切割为多个小段。
[0012]本发明还提供另一种制造前面所述的外端管的方法，包括如下步骤:(1)制造出所述外端管的内层部分；(2)围绕所得到的内层部分卷绕金属板，以得到所述外端管的外层部分。
[0013]优选地，所述步骤(I)和所述步骤(2)之间的如下步骤:将所得到的内层部分连接至复合金属管的外管。
[0014]优选地，所述步骤(2)包括在围绕所得到的内层部分卷绕好所述金属板后对所述金属板进行焊接，以将所述金属板的周向部分连接起来。
[0015]本发明还提供另一种制造前面所述的外端管的方法，包括如下步骤:(1)制造出所述外端管的内层部分；(2)对所述内层部分的外壁进行热喷涂，所得到的涂层的金属材料与复合金属管的外层基体管的金属材料的腐蚀行为相同或相近；以及(3)对所得到的涂层进行重熔处理，以尽可能消除所述涂层的表面孔隙。
[0016]本发明还提供另一种制造前面所述的外端管的方法，包括如下步骤:(1)制造出所述外端管的内层部分；以及(2)对所述内层部分的外壁进行堆焊，所得到的涂层的金属材料与复合金属管的外层基体管的金属材料的腐蚀行为相同或相近。
[0017]本发明还提供一种制造前面所述的复合金属管的方法，包括如下步骤:(I)将外端管的内层部分连接至所述复合金属管的外层基体管；以及(2)围绕所述内层部分卷绕金属板，以得到所述外端管的外层部分。
[0018]本发明还提供另一种制造前面所述的复合金属管的方法，包括如下步骤:(1)将外端管连接至所述复合金属管的外层基体管；(2)在所得到的所述外端管与所述外层基体管的连接体内形成内管；以及(3 )把所述内管与所述外端管焊接起来。
[0019]本发明还提供另一种制造前面所述的复合金属管的方法，包括如下步骤:(1)制成具有内管的外层基体管；以及(2)将外端管的内层部分与所述内管连接起来，并且将外端管的外层部分与所述外层基体管连接起来。
[0020]由于复合金属管涉及重要的防止材料腐蚀和破坏问题，因此，对于复合金属管的研究和改进不仅涉及管子的结构设计，而且涉及电化学腐蚀的防腐，特别还涉及阴极保护，正因为如此，复合金属管的结构的设计和改进是复杂的。在图1所示的复合金属管方案中，虽然因采用了外端管I而能够实现其发明目的，但是，因为外端管I由不锈钢之类的耐蚀金属制成而外层基体管2 —般由碳钢或低合金钢制成，这样，由于电化学腐蚀或阴极保护的缘故，外层基体管2的材料就与外端管I的材料以及在外层基体管2和外端管I之间的不锈钢之类的焊接接头4的材料存在矛盾，会使外端管I和焊接接头4易于产生缺陷而受到腐蚀和破坏。例如，在石油中由这样的复合金属管构成的管道常常要与土壤和海水接触，因为电化学腐蚀或阴极保护的缘故，耐蚀金属以及焊接接头4就会析氢而导致存在氢脆的缺陷。
[0021]与上述现有技术相比，本申请的复合金属管提出了包括具有内层部分和外层部分的外端管，内层部分由耐蚀的金属制成，而外层部分由与外层基体管电化学腐蚀行为和氢脆行为相同或相近的金属制成。由于具有这样的结构，本申请的复合金属管就在复合金属管的外层形成电化学腐蚀行为和氢脆行为相同或相近的金属外表面，例如碳钢外表面，因而，不会有基体管使外端管和接头腐蚀加快的可能，更重要的是，不会因为电化学腐蚀或阴极保护的缘故而使外端管的耐蚀金属以及在外层基体管和外端管之间的焊接接头产生氢脆之类的缺陷，因此提高了该焊接接头以及外端管的抗腐蚀性和寿命，进而能够极大地改善复合金属管的质量，延长复合金属管的使用寿命。由此可见，在历经了创造性的研究后，本申请发明人提出一种结构简单、制造方便的进一步改进复合金属管质量的结构。
【附图说明】
[0022]图1为现有技术之复合金属管的示意图。
[0023]图2为本发明之复合金属管的第一实施例的示意图。
[0024]图3为图2的局部放大图。
[0025]图4为本发明之复合金属管的第二实施例的示意图。
[0026]图5为图4的局部放大图。
[0027]图6为本发明之外端管的一种实施例的示意图。
[0028]图7为本发明之外端管之外层部分的示意图。
【具体实施方式】
[0029]在下文中，将参照附图描述本发明的复合金属管、外端管及其制造方法。
[0030]在此记载的实施例为本发明的特定的【具体实施方式】，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
[0031]本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。相同的参考标记用于表示类似的部分。
[0032]图2和3示出为本发明之复合金属管的第一实施例，其中图3为图2的局部放大图。如图所示，复合金属管包括外管和内管3，外管包括外层基体管2以及与该外层基体管2的端部相连的外端管I,内管3位于外管内，内管3由耐蚀的金属制成，而外层基体管2由与内管3不同的金属制成，内管3的两端超过外层基体管2的两端。外端管I包括内层部分12和外层部分11，内层部分12由耐蚀的金属制成，而外层部分11由与外层基体管2电化学腐蚀行为和氢脆行为相近的金属制成。“电化学腐蚀和氢脆行为相同或相近”意味着外层部分11与外层基体管2可以是相同的金属，也可以是自然腐蚀电位、极化行为和析氢行为相同和接近的金属。<