CN105671548A - 一种弯管和弯管制造方法 - Google Patents

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唐宜
欧耀辉
杨彪
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
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    • C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
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Abstract

本发明公开了一种弯管和弯管制造方法，在弯管外侧内圆面转弯部熔覆合金涂层。本发明采用熔覆工艺对弯管外侧内壁局部进行耐磨耐腐蚀处理，使各处抗磨损腐蚀性能均一，不会出现在外侧内壁转弯位置提前磨损穿孔而其它部位仍很厚的情况，减少了本体材料的浪费，提高了产品使用寿命和性价比。

Description

一种弯管和弯管制造方法
技术领域
本发明涉及机械领域，特别涉及一种弯管和弯管制造方法。
背景技术
高压管汇在石油化工行业被广泛应用，随着常规油气资源供需矛盾的日趋紧张，非常规油气资源的开发利用已成为我国油气工业发展关注的热点，页岩气开发、深井油气田开发、海上油井开发等的要求越来越高，也给高压管汇的性能提出更高要求，但国内高性能的管汇目前仍然以进口产品为主。
高压管汇在工作中承受数十甚至上百兆帕的压力，同时还承受气液混合、泥浆、砂浆等流体的磨损和腐蚀。高压管汇的弯管因为流体在其外侧内表面发生90度变向，该位置的冲蚀损伤速度比其它位置要快得多，这种冲蚀破坏会使弯头外侧内表面壁厚减薄，并演化成为最薄弱的环节，从而发生刺穿或开裂，因此，如能在弯头外侧内壁部位采用特殊技术进行局部耐磨耐腐蚀强化处理，将使弯管实现等寿命设计，大幅减少产品早期局部损失，提高产品性价比。
因弯管内径小(65mm左右)，转弯半径小(70mm左右)，弯曲角度大(90度)，且两端还有长度约100mm-130mm的直线段，导致要对其外侧内表面局部进行耐磨耐腐蚀强化处理的技术难度很大，如果采用渗碳等表面化学热处理工艺，渗碳层厚度只能达到1mm左右，而且对耐磨性的增加十分有限，而如果采用热喷涂、等离子喷涂、激光熔覆、堆焊等局部耐磨耐腐蚀处理工艺，则因为弯管结构原因，喷枪或焊枪难以伸到需处理位置进行施工操作。因此，现在市场上(包括进口)的产品均没有对弯头外侧内表面进行特殊处理，弯头整体采用淬火调质工艺，常出现局部磨损和穿孔等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种弯管和弯管制造方法，对弯管外侧内壁局部进行耐磨耐腐蚀处理，使各处抗磨损腐蚀性能均一，不会出现在外侧内壁转弯位置提前磨损穿孔而其它部位仍很厚的情况，减少了本体材料的浪费，提高了产品使用寿命和性价比。
一方面，本发明提供了一种弯管，在弯管外侧内圆面转弯部熔覆合金涂层。
进一步地，熔覆区域为弯管外侧的大约1/2内圆面。
进一步地，合金涂层采用真空熔覆工艺施工。
进一步地，合金涂层厚度为0.5mm-1mm。
另一方面，本发明还提供了一种弯管制造方法，包括以下步骤：
步骤1：对弯管外侧内壁涂覆表面进行前处理，前处理可采用喷砂或砂纸打磨方式，去除表面锈蚀，然后再采用清洗液进行清洗；
步骤2：预制合金粉末，合金粉末以钴基或镍基粉末为基体，在基体中添加硬质相粉末，添加粘结剂后调制成混合粉末料浆；
步骤3：将混合粉末料浆涂覆在弯管外侧内壁；
步骤4：涂覆后的弯管放在低温炉中进行加热干燥；
步骤5：加热干燥后将弯管放在真空炉中缓慢升温加热；
进一步地，在步骤5中，在加热至最高温度以下10℃左右保温一段时间，在最高温度保温一段时间，然后逐渐进行降温，降温至最高温度以下10℃左右保温一段时间，降温至室温后出真空炉；混合粉末料浆熔覆在弯管外侧内圆面转弯部行成合金涂层。
进一步地，在步骤2中，在基体中添加WC、TiC、TiB2至少一种硬质相粉末；硬质相粉末在合金粉末中含量为30％。
进一步地，包括步骤6：对弯管进行淬火和调质处理。
进一步地，包括步骤7：对弯管进行精加工。
进一步地，在步骤1之前还包括：对弯管毛坯进行粗加工，通过粗加工使弯管端部内径增大，便于对内壁进行合金粉末涂覆的操作，粗加工为精加工预留5mm左右加工余量。
本发明一种弯管和弯管制造方法，采用熔覆工艺对弯管外侧内壁局部进行耐磨耐腐蚀处理，使各处抗磨损腐蚀性能均一，不会出现在外侧内壁转弯位置提前磨损穿孔而其它部位仍很厚的情况，减少了本体材料的浪费，提高了产品使用寿命和性价比。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明弯管结构示意图；
图2为图1的A—A视图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
下面结合图1至图2，对本发明的优选实施例作进一步详细说明。
如图1所示，本发明优选的一种弯管，在弯管1外侧内圆面转弯部2熔覆合金涂层3。如图2所示，熔覆区域为弯管1外侧的大约1/2内圆面。合金涂层3可以采用真空熔覆工艺施工或者激光熔覆工艺施工，该工艺相对于堆焊、电镀、气相沉积相比，具有稀释度小、组织致密、合金涂层3与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点。合金涂层3厚度为0.5mm-1mm，也可根据产品要求进行减薄或加厚，该熔覆工艺可适应弯管1的弯曲结构、方便对弯管1外侧内壁进行合金涂层3施工、合金涂层3与基体结合力强、合金涂层3耐磨耐腐蚀性能突出、合金涂层3厚度可控。该弯管1在实际使用过程中，各处抗磨损腐蚀性能均一，不会出现在外侧转弯位置提前磨损穿孔而其它部位仍很厚的情况，减少了本体材料的浪费，提高了产品使用寿命和性价比。
本发明还提供了一种弯管制造方法，采用真空熔覆工艺，真空熔覆是指产品在真空炉内进行熔覆的工艺。具体包括以下步骤：
步骤1：对弯管1外侧内壁涂覆表面进行前处理，前处理可采用喷砂或砂纸打磨方式，去除表面锈蚀，然后再采用清洗液进行清洗；
步骤2：预制合金粉末，合金粉末以钴基或镍基粉末为基体，在基体中添加WC、TiC、TiB2至少一种硬质相粉末；硬质相粉末在合金粉末中含量为30％。也可根据产品要求进行增加或减少，合金粉末先通过混料机进行均匀混合，添加粘结剂后调制成混合粉末料浆；
步骤3：将混合粉末料浆均匀涂覆在弯管1内壁，涂覆区域为弯管1外侧的大约1/2内圆面，管口直线段部分可不涂覆。
步骤4：涂覆后的弯管1放在低温炉中进行加热干燥；
步骤5：加热干燥后将弯管1放在真空炉中缓慢升温加热；加热最高温度以熔覆层不留挂为依据，在加热至最高温度以下10℃左右保温一段时间，在最高温度保温一段时间，然后逐渐进行降温，降温至最高温度以下10℃左右保温一段时间，降温至室温后出真空炉，混合粉末料浆熔覆在弯管1外侧内圆面转弯部2行成合金涂层3。具体的保温温度和保温时间根据粉末成分和含量确定。
步骤6：对弯管1进行淬火和调质处理。
步骤7：对弯管1进行精加工。
在步骤1之前还包括：对弯管1毛坯进行粗加工，通过粗加工使弯管1端部内径增大，便于对内壁进行合金粉末涂覆的操作，粗加工为精加工预留5mm左右加工余量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弯管，其特征在于，在弯管(1)外侧内圆面转弯部(2)熔覆合金涂层(3)。
2.根据权利要求1所述的弯管，其特征在于，熔覆区域为弯管(1)外侧的大约1/2内圆面。
3.根据权利要求1所述的弯管，其特征在于，合金涂层(3)采用真空熔覆工艺施工。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的弯管，其特征在于，合金涂层(3)厚度为0.5mm-1mm。
5.一种弯管制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：对弯管(1)外侧内壁涂覆表面进行前处理，前处理可采用喷砂或砂纸打磨方式，去除表面锈蚀，然后再采用清洗液进行清洗；
步骤2：预制合金粉末，合金粉末以钴基或镍基粉末为基体，在基体中添加硬质相粉末，添加粘结剂后调制成混合粉末料浆；
步骤3：将混合粉末料浆涂覆在弯管(1)外侧内壁；
步骤4：涂覆后的弯管(1)放在低温炉中进行加热干燥；
步骤5：加热干燥后将弯管(1)放在真空炉中缓慢升温加热。
6.根据权利要求5所述的弯管制造方法，其特征在于，在步骤5中，在加热至最高温度以下10℃左右保温一段时间，在最高温度保温一段时间，然后逐渐进行降温，降温至最高温度以下10℃左右保温一段时间，降温至室温后出真空炉；混合粉末料浆熔覆在弯管(1)外侧内圆面转弯部(2)行成合金涂层(3)。
7.根据权利要求5所述的弯管制造方法，其特征在于，在步骤2中，在基体中添加WC、TiC、TiB2至少一种硬质相粉末；硬质相粉末在合金粉末中含量为30％。
8.根据权利要求5所述的弯管制造方法，其特征在于，包括步骤6：对弯管(1)进行淬火和调质处理。
9.根据权利要求8所述的弯管制造方法，其特征在于，包括步骤7：对弯管(1)进行精加工。
10.根据权利要求5至9任意一项所述的弯管制造方法，其特征在于，在步骤1之前还包括：对弯管(1)毛坯进行粗加工，通过粗加工使弯管(1)端部内径增大，便于对内壁进行合金粉末涂覆的操作，粗加工为精加工预留5mm左右加工余量。
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