對焊接管組件的金屬塵化保護的製作方法

2023-10-07 18:11:34

專利名稱：對焊接管組件的金屬塵化保護的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於保護焊接管組件以免發生金屬塵化的方法和適於進行該方法的焊接管組件。本發明可用於在大於425°C的溫度下輸送包含一氧化碳的氣體，同時防止焊接管道組件的金屬塵化。
背景技術：
金屬塵化產生的腐蝕是在升高的溫度下輸送一氧化碳的工業過程中的一個嚴重問題。在這些條件下，氣體與金屬管反應。這種反應可引起管合金的迅速點蝕或普通損耗。碳常常通過沿晶界的優先擴散路徑擴散到金屬中。碳可導致晶粒作為富含碳的金屬粉塵從主體分離。這種腐蝕機制也被稱為災難性滲碳。許多工業過程使用或生產含一氧化碳的氣體。這些氣體的生產通常在升高的溫度下進行。示例包括通過蒸汽重整、自熱重整、部分氧化和氣化來生產氫或合成氣體。這些生產單元下遊的管可能承受金屬塵化造成的腐蝕。合成氣體也被稱作合成氣，它是一種氫和一氧化碳的混合物。已經提出各種解決方案以減少金屬塵化，包括使用增加管的耐腐蝕性的表面塗層。例如，管的內表面可被鋁化，以便限制金屬塵化。有效的鋁化通常通過在高溫下的化學氣相澱積來進行，這在被塗布的材料的表面上產生富含鋁的擴散層。加工的構件可通過這種方式鋁化，但也存在一些問題。一個問題是待鋁化的構件的大小受到構件將放入的熔爐和釜的大小的限制。較大的熔爐和釜在理論上是可能的，但控制實現有效塗布所需的溫度均勻度變得越來越困難，且最終導致實用性受限。另一個問題是由於高溫暴露導致的構件變形，這可限制預製構件的大小和複雜性。因此，需要在現場進行最終的設備組裝。當管道和/或設備已經為了防止金屬塵化而帶有塗層時，通過焊接管道連接而組裝設備會帶來問題。這是因為焊接破壞了對焊接區域的保護且對相鄰區域的保護產生不良影響。工業中需要用於防止焊接管組件的金屬塵化的方法。工業中需要可在現場中應用的用於防止焊接管組件的金屬塵化的方法。工業中需要受金屬塵化保護的焊接管組件。工業中需要可在現場中構建的受金屬塵化保護的焊接管組件
發明內容
下面概述了焊接管組件和用於對焊接管組件進行金屬塵化保護的方法的若干方面。第一方面。一種焊接管組件包括
第一管，其具有外側和與外側相反的內側，第一管的內側具有滲碳阻隔；
第二管，其具有外側和與外側相反的內側，第二管的內側具有滲碳阻隔；
焊接材料，其形成將第一管的端部連接到第二管的端部上的流體密封性焊接接頭；以
及
隔熱材料，其相對於焊接接頭成固定的間隔關係，隔熱材料定位成減少從傳送通過第一管和第二管的任何流體到焊接接頭的熱傳遞。
第二方面。根據第一方面的焊接管組件，其中隔熱材料為順從性的。第三方面。根據第一方面或第二方面的焊接管組件，其中，第一管的內側被鋁化以形成第一管的滲碳阻隔，並且第二管的內側被鋁化以形成第二管的滲碳阻隔。第四方面。根據第一方面或第二方面的焊接管組件，其中，第一管的滲碳阻隔是第一擴散塗層，並且第二管的滲碳阻隔是第二擴散塗層。第五方面。根據第四方面的焊接管組件，其中，第一擴散塗層包含鋁，並且其中第二擴散塗層包含鋁。第六方面。根據第一方面或第二方面的焊接管組件，其中，第一管的滲碳阻隔通過化學氣相澱積形成，並且第二管的滲碳阻隔通過化學氣相澱積形成。第七方面。根據前述方面中的任一項的焊接管組件，其中，隔熱材料為包含Si02、A1203、Ca0、Mg0、ZrO和Cr2O3中的一種或多種的陶瓷纖維。第八方面。前述方面中的任一項的焊接管組件，還包括將隔熱材料保持就位的一個或多個固持器。第九方面。根據第八方面的焊接管組件，其中一個或多個固持器為金屬。第十方面。根據前述方面中的任一項的焊接管組件，還包括
靠近焊接接頭的墊環，其具有面，其中該面接觸第一管的內側的部分，並且也接觸第二管的內側的部分。第十一方面。根據第十方面的焊接管組件，其中墊環為金屬。第十二方面。根據第三方面至第五方面中的任一項的焊接管組件，其中焊接材料為耐招的。第十三方面。根據前述方面中的任一項的焊接管組件，其中，焊接材料選自下者中的至少一種Inconel 53MD、Inconel 52、Inconel 52M、Inconel 152、Inconel 72、Inconel 72Μ>ΙηοοηθΓ 117和Inconer 617,並且其中焊接材料不同於第一管的合金且不
同於第二管的合金。第十四方面。根據前述方面中的任一項的焊接管組件，還包括
防護件，其相對於焊接接頭成固定的間隔關係，其中，隔熱材料至少部分地被第一管的節段、第二管的節段、墊環(如果存在的話)和防護件(如果存在的話)封閉。第十五方面。根據第一方面至第十三方面中的任一項的焊接管組件，其中，隔熱材料至少部分地被一個或多個固持器(如果存在的話)、第一管的節段、第二管的節段和墊環(如果存在的話)封閉。
第十六方面。根據第十四方面或第十五方面的焊接管組件，其中，第一管的節段的外側未隔熱，第二管的節段的外側未隔熱，並且焊接接頭的外表面未隔熱。第十七方面。根據第八方面、第九方面和第十五方面中的任一項的焊接管組件，其中，一個或多個固持器包括保持隔熱材料的第一部分的第一固持器和保持隔熱材料的第二部分的第二固持器，
其中，第一固持器具有第一端部部分和第二端部部分，第一固持器的第一端部部分附連到第一管上，
其中，第二固持器具有第一端部部分和第二端部部分，第二固持器的第一端部部分附連到第二管上，以及
其中，第一固持器的第二端部部分鄰接第二固持器的第二端部部分。第十八方面。根據第八方面、第九方面、第十五方面和第十六方面中的任一項的焊接管組件，其中，一個或多個固持器包括保持隔熱材料的第一部分的第一固持器和保持隔 熱材料的第二部分的第二固持器，
其中，第一固持器具有第一端部部分和第二端部部分，第一固持器的第一端部部分附連到第一管上，
其中，第二固持器具有第一端部部分和第二端部部分，第二固持器的第一端部部分附連到第二管上，以及
其中，第一固持器的第二端部部分與第二固持器的第二端部部分重疊。第十九方面。根據第十七方面或第十八方面的焊接管組件，其中，第一固持器的第一端部部分由第二流體密封性焊接接頭附連到第一管上，並且第二固持器的第一端部部分由第三流體密封性焊接接頭附連到第二管上。第二十方面。根據第十七方面至第十九方面中的任一項的焊接管組件，其中，第一固持器具有從第一固持器的第一端部部分向內收斂的壁部分。第二十一方面。根據第十七方面至第二十方面中的任一項的焊接管組件，其中，第二固持器具有朝第二固持器的第一端部向外發散的壁部分。第二十二方面。根據前述方面中的任一項的焊接管組件，還包括第一隔熱件和第二隔熱件，第一隔熱件設置成對遠離焊接接頭的第一管的外側隔熱，第二隔熱件設置成對遠離焊接接頭的第二管的外側隔熱。第二十三方面。根據第二十二方面的焊接管組件，其中第一隔熱件帶有護套。第二十四方面。根據第二十二方面或第二十三方面的焊接管組件，其中第二隔熱件帶有護套。第二十五方面。一種在大於425°C的高溫下通過第一管和第二管輸送包含CO的熱氣體時對焊接管組件進行金屬塵化保護的方法，第一管和第二管由焊接接頭連接，第一管具有外側和與外側相反的內側，第一管的內側具有滲碳阻隔，第二管具有外側和與外側相反的內側，第二管的內側具有滲碳阻隔，焊接接頭具有外表面，該方法包括
對遠離焊接接頭的第一管的外側隔熱且在熱方面暴露鄰近焊接接頭的第一管的外側的區域，從而以比從遠離焊接接頭的第一管的外側移除熱的速率更快的速率從鄰近焊接接頭的第一管的外側移除熱；
對遠離焊接接頭的第二管的外側隔熱且在熱方面暴露鄰近焊接接頭的第二管的外側的區域，從而以比從遠離焊接接頭的第一管的外側移除熱的速率更快的速率從鄰近焊接接頭的第一管的外側移除熱；
在熱方面暴露焊接接頭的外表面；以及
用隔熱材料對與所暴露的外表面相對的焊接接頭、鄰近焊接接頭的第一管的內側的部分和鄰近焊接接頭的第二管的內側的部分隔熱；
其中，以組合的方式，對焊接接頭、第一管的內側的部分和第二管的內側的部分隔熱的隔熱材料、第一管的外側的暴露區域、第二管的外側的暴露區域以及焊接接頭的暴露的外表面足以將焊接接頭的外表面的溫度保持在400°C以下。第二十六方面。根據第二十五方面的方法，其中隔熱材料為順從性的。第二十七方面。根據第二十五方面或第二十六方面的方法，還包括針對熱氣體對 隔熱材料進行防護。第二十八方面。使用根據第一方面至第二十四方面的焊接管組件中的任一個的根據第二十五方面至第二十七方面中的任一項的方法。第二十九方面。根據第二十五方面至第二十七方面中的任一項的方法，還包括提供根據第一方面至第二十四方面的焊接管組件中的任一個。


圖I示出帶有鄰接的固持器的焊接管組件。圖2示出帶有重疊的固持器的焊接管組件。圖3示出帶有改良的管端部的焊接管組件。
具體實施例方式當應用於說明書和權利要求書中描述的本發明的實施例中的任何特徵時，本文所用冠詞「一個」和「一種」表示一個或多個。「一個」和「一種」的使用並不將其含義限於單個特徵，除非明確地聲明這種限制。在單數或複數名詞或名詞短語之前的冠詞「該」表示一個或多個特別指定的特徵，並且根據所使用的上下文可具有單數或複數含義。形容詞「任何」表示不加選擇的任何數量中一個、一些或全部。放在第一實體和第二實體之間的用語「和/或」表不下者中的一種(I)第一實體；(2)第二實體；以及(3)第一實體和第二實體。放在三個或更多個實體的名單中最後兩個實體之間的用語「和/或」表示該名單中的實體中的至少一個。本發明涉及一種用於保護焊接管組件以免發生金屬塵化的方法和適於進行該方法的焊接管組件。焊接管組件包括兩個管、焊接材料和隔熱材料，該隔熱材料將焊接材料與通過焊接管組件輸送的任何熱氣體隔熱開。本發明尤其可用於在大於425°C的溫度下輸送包含一氧化碳的氣體，同時防止焊接管道組件的金屬塵化。包含CO的熱氣體通過包括第一管和第二管的焊接管組件輸送，第一管和第二管由焊接接頭連接。第一管和第二管各自具有外側和與外側相反的內側。第一管的內側和第二管的內側各自具有滲碳阻隔(下面討論)。由於包含一氧化碳的氣體在大於425°C的溫度下輸送，所以通常希望對管道系統隔熱以最大程度地減小管道系統的能量損耗。
該方法包括對遠離焊接接頭的第一管的外側隔熱，並且在熱方面暴露鄰近焊接接頭的第一管的外側的區域。「隔熱」和「在熱方面暴露」表示以比從被隔熱的遠離焊接接頭的管外側移除熱的速率更快的速率從在熱方面暴露的鄰近焊接接頭的管外側移除熱。可通過為管提供任何形式的隔熱體來對管隔熱。該方法還包括對遠離焊接接頭的第二管的外側隔熱，並且在熱方面暴露鄰近焊接接頭的第二管的外側的區域。該方法還包括在熱方面暴露焊接接頭的外表面。該方法還包括用隔熱材料對與所暴露的外表面相對的焊接接頭、鄰近焊接接頭的第一管的內側的部分和鄰近焊接接頭的第二管的內側的部分隔熱。隔熱材料可為順從性的隔熱材料。根據該方法，以組合的方式，對焊接接頭、第一管的內側的部分和第二管的內側的·部分隔熱的隔熱材料、第一管的外側的暴露區域、第二管的外側的暴露區域以及焊接接頭的暴露的外表面足以將焊接接頭的外表面的溫度保持在400°C以下或350°C以下或300°C以下。技術人員可針對用於輸送的氣體的各種預計溫度範圍和預計環境條件容易地確定將焊接接頭的溫度保持在所需溫度(400°C、350°C或300°C)以下需要的隔熱材料和未隔熱外表面區域的合適組合。焊接接頭的外表面的溫度可通過任何合適的技術測量，例如，通過紅外溫度計或接觸熱電偶。該方法還可包括將隔熱材料與通過管道輸送的熱氣體隔熱開。該方法可通過附圖中所示焊接管組件來進行。本發明還涉及焊接管組件。結合附圖描述焊接管組件，其中，貫穿若干實施例，相同的參考標號表示相同的元件。焊接管組件I包括
第一管10，其具有外側12和與外側12相反的內側14，第一管10的內側具有滲碳阻
隔;
第二管20，其具有外側22和與外側相反的內側24，第二管20的內側具有滲碳阻隔；焊接材料，其形成流體密封性焊接接頭30，焊接接頭30將第一管10的端部16連接到第二管20的端部26上；以及
隔熱材料50，其相對於焊接接頭30成固定的間隔關係，隔熱材料定位成減少從傳送通過第一管10和第二管20的任何流體到焊接接頭30的熱傳遞。如本文所用，隔熱材料為減少熱傳遞且具有小於5W/mK的整體導熱率的任何材料。隔熱材料可具有小於lW/mK的整體導熱率。隔熱材料可為順從性的。如本文所用，順從性表示非剛性且能夠適於收縮和膨脹其周邊，而不災難性地失效。順從性隔熱材料的示例包括呈毯、棉胎、模塊、氈、紙和鬆散(散)纖維形式的隔熱體。這些材料可為陶瓷纖維、泡沫或微孔隔熱體。這些材料也可為粘合劑或乳香，並且可為上述材料的任何組合，或者可包括相當剛性的構件，例如真空形成的型材或板和順從性層。這樣的產品的主要製造商包括Thermal Ceramics和ANHRefractories。隔熱材料可為包括Si02、Al203、Ca0、Mg0、Zr0和Cr2O3中的一種或多種的陶瓷。本領域的技術人員可基於其整體導熱率、重量、塑性和/或其它相關性質選擇合適的隔熱材料。隔熱材料的所需厚度可由本領域的技術人員基於例如在管中輸送的氣體的預計溫度和性質、環境條件的預計範圍，以及焊接接頭的所需溫度進行計算。如本文所用，管為用於輸送流體的任何導管或中空體。管可具有圓形截面或任何其它合適的截面。管通常旨在具有圓截面，但一定程度的橢圓度是預料中的。管可通過澆鑄、擠制、軋制和焊接平薄板或通過其它已知方法製造。管可為直的、彎頭形、T形或其它合適的形狀。管截面可在其長度上增加或減小。第一管10和第二管20可由適合其所用於的服務的任何金屬或合金構成。本領域的技術人員可容易地基於可得性、成本、強度、化學相容性等從各種金屬和合金中進行選擇。第一管和第二管可由諸如304、316或347的不鏽鋼構成。第一管和第二管可由諸如合金800或617的較高等級的合金或諸如ASTM材料A335 Pll或P22的較低等級合金構成。
如本文所用，焊接材料是適於形成焊接接頭的任何材料，例如焊絲。由於冠詞「一」在應用於任何特徵時表示一個或多個，所以可使用一種或多種焊接材料來形成流體密封性焊接接頭。可使用適合管合金和強度要求的任何合適的焊接材料。如果將阻隔塗層結合到焊縫中，則可能存在對焊接材料的選擇的額外限制。由於該方法保護焊縫和相鄰管材免於發生金屬塵化，所以塗層不必一直延伸至焊接斜面。第一管的內側可被鋁化以形成第一管的滲碳阻隔，並且第二管的內側可被鋁化以形成第二管的滲碳阻隔。鋁化表面可由任何已知的鋁化技術形成。用於形成鋁化表面的鋁化包括化學氣相澱積、冷噴塗、等離子噴塗、火焰噴塗和電弧噴塗技術。第一管的滲碳阻隔可為第一擴散塗層，並且第二管的滲碳阻隔可為第二擴散塗層。第一擴散塗層和第二擴散塗層可為同類擴散塗層。擴散塗層可包含鋁。如本文所限定的且符合ASTM標號B 875-96 (2008年重新核准)，擴散塗層是通過使元素與金屬基底的表面反應和/或擴散到表面中或進行兩者從而以化學方式改變基底表面來產生的塗層。擴散塗層也可被稱為擴散合金層。擴散塗層可通過化學氣相澱積或其它已知工藝來形成。例如,Endurance Technologies提供了 EndurAlon ,這是一種將招分子直接擴散到基底材料中的擴散合金化工藝。可使用任何合適的滲碳阻隔。該阻隔可包含鉻、矽、鋁、鈦、錫和釔中的一種或多種。滲碳阻隔可能在焊接接頭附近的受熱影響區中由於焊接和/或焊接準備而退化或毀壞。第一管的滲碳阻隔可覆蓋未被隔熱材料覆蓋的第一管的內側的部分。第二管的滲碳阻隔可覆蓋未被隔熱材料覆蓋的第二管的內側的部分。焊接管組件還可包括靠近焊接接頭30的墊環40，墊環40具有面，其中，該面接觸第一管10的內側14的部分，並且也接觸第二管20的內側24的部分。可使用任何合適的墊環。墊環可為金屬且由本領域已知的任何合適的金屬構成。如果使用，墊環被定位成有利於形成無孔隙的焊接接頭。焊接管組件還可包括將隔熱材料50保持就位的一個或多個固持器60、70。一個或多個固持器60、70可為金屬。一個或多個固持器也可充當防護件或阻隔以阻礙過程氣體接觸隔熱材料、墊環和/或焊接材料。一個或多個固持器可有助於防止隔熱材料的侵蝕和/或磨損。隔熱材料至少部分地被一個或多個固持器、第一管的節段、第二管的節段和可選的墊環(如果存在的話)所封閉。—個或多個固持器可定位成對鄰近焊接接頭的第一管和第二管的受熱影響區進行防護或為其提供阻隔。鄰近焊接接頭的區段在焊接期間受熱並被稱為受熱影響區。受熱影響區或其一部分在焊接操作之前常常被清潔。加熱和/或清潔可能影響受熱影響區中的管的表面的性質。例如，如果管帶塗層或被鋁化，則加熱和/或清潔可能不利地影響塗層或表面性質，從而導致對金屬塵化的保護減少。隔熱體的正確定位提供了防止由於在焊接之前的加熱和/或清潔而導致的表面性質退化的任何負面影響的技術效果。當滲碳阻隔包含鋁時，焊接材料優選地為耐鋁的。耐鋁焊接材料是在使用中在與招融合時不開裂的任何焊接材料。合適的焊接材料包括且可選自Inconel 53MD、Inconer
52、 Inconel 52M、 Inconel 152、 Inconel 72、 Inconel 72M、 Inconel 117 和 Inconel 617中的一種或多種。在固持器60和70不充當阻礙過程氣體接觸隔熱材料、可選的墊環和/或焊接材料的防護件或阻隔的情況中，焊接管組件還可包括單獨的防護件(圖中未示出)。當存在時，該防護件相對於焊接接頭成固定的間隔關係。隔熱材料至少部分地被第一管的節段、第二管的節段、可選的墊環(如果存在的話)和防護件(如果存在的話)所封閉。為了有利於將焊接接頭的外表面保持在400°C以下，管10的節段的外側12可未隔熱，管20的節段的外側22可未隔熱，並且焊接接頭30的外表面可未隔熱。焊接接頭的外表面是背向隔熱材料50的表面。為了減少焊接管組件的熱損失，焊接管組件還可包括隔熱體80和隔熱體90，隔熱體80設置成對遠離焊接接頭30的第一管10的外側12隔熱，隔熱體90設置成對遠離焊接接頭30的第二管20的外側22隔熱。隔熱體可為陶瓷纖維毯、矽酸鈣型產品或本領域已知的其它合適的隔熱體。隔熱體80和隔熱體90可各自帶有護套。護套可為繞在隔熱體周圍以提供針對氣候的保護的薄規格的不鏽鋼或鋁板。在鄰近焊接接頭30的管10的節段的外側12未隔熱(即第一管的裸露區域)、鄰近焊接接頭30的第二管20的外側22未隔熱(即第二管的裸露區域)並且焊接接頭的外表面未隔熱(即焊接接頭的裸露的外表面)的同時，在遠離焊接接頭的第一管10和第二管20上設有隔熱體以及將隔熱材料50定位成減少從傳送通過管的任何流體到焊接接頭30的熱傳遞的組合可提供將焊接接頭的外表面的溫度保持在400°C以下的方法要求。在管10的外側上的隔熱體80和管20的外側上的隔熱體90之間的間隙可具有在從50mm至IOOOmrn的範圍內的長度。隔熱材料50的長度可在從50mm至IOOOmrn的範圍內。該長度對應於管的縱向尺寸。內部和外部隔熱區可重疊，或者在兩者之間可存在間隙。圖I示出其中固持器鄰接的焊接管組件。第一固持器60保持隔熱材料50的第一部分，並且第二固持器70保持隔熱材料50的第二部分。第一固持器60具有第一端部部分62和第二端部部分64。第一固持器60的第一端部部分62附連到第一管10上。第二固持器70具有第一端部部分72和第二端部部分74。第二固持器70的第一端部部分72附連到第二管20上。第一固持器60的第二端部部分64鄰接第二固持器70的第二端部部分74。圖2示出其中固持器重疊的焊接管組件。第一固持器60保持隔熱材料50的第一部分，並且第二固持器70保持隔熱材料50的第二部分。第一固持器60具有第一端部部分62和第二端部部分64。第一固持器60的第一端部部分62附連到第一管10上。第二固持器70具有第一端部部分72和第二端部部分74。第二固持器70的第一端部部分72附連到第二管20上。第一固持器60的第二端部部分64與第二固持器70的第二端部部分74重疊。圖3示出帶有改良的管端部的焊接管組件。圖3示出重疊的固持器60和70，然而，改良的管端部也可與鄰接的固持器一起使用。管端部可為敞口的或如圖所示以其它方式改良，以使得內部隔熱體不阻礙管中的氣體的流動。
在圖中所示任何焊接管組件中，第一固持器60可通過幾道點焊、全周角焊、按壓配合或任何合適的附連手段附連到第一管10上。全周角焊提供了形成密封以防止過程氣體落後於固持器並防止其將隔熱材料吹出固持器的有益效果。由於附連固持器的內部角焊縫暴露於過程氣體溫度下的過程氣體，使用內角焊縫將受到金屬塵化。固持器可用全周角焊安裝並與管內部一起鋁化，以防止其發生金屬塵化。備選地，可通過提供導致更低的溫度和較低金屬塵化速率的內隔熱體和外隔熱體的組合而將這些焊縫的溫度保持在它們的金屬塵化溫度以下，從而保護這些焊縫。固持器可為完整的「圓柱體」，使得在內部角焊縫完全惡化之前，固持器不能被吹至遠離焊接接頭的下遊處。此外，隔熱材料可緊密地填充到固持器和管之間，以使得過程氣體不會流過緊密填充的隔熱材料，因為過程氣體將趨於順著流動阻力最小的路徑前進。根據全周角焊，第一固持器的第一端部部分62可通過流體密封性焊接接頭66附連到第一管10上，並且第二固持器70的第一端部部分72可通過流體密封性焊接接頭76附連到第二管20上。如圖I和圖2所不,第一固持器60可具有從第一固持器60的第一端部部分62向內收斂的壁部分68。如圖I和圖2所示，第二固持器70可具有朝第二固持器70的第一端部向外發散的壁部分78。示例
製造並測試與圖2很像的焊接管組件。管直徑為約35cm。在管內部的隔熱材料為具有約2cm的厚度的陶瓷纖維隔熱體。內部隔熱區的長度為約20cm。使用紅外溫度計在未隔熱的焊縫、焊縫略上遊的未隔熱區域和焊縫略下遊的未隔熱區域上測量管的外表面的溫度。在圍繞圓周的4個位置處測量溫度12點鐘位置(頂部)、3點鐘位置、6點鐘位置和9點鐘位置。表I示出第一焊接管組件的測量溫度。流過焊接管組件的氣體的溫度為約570°C。結果顯示，管的溫度，特別是焊縫的溫度可保持在400°C以下。表I
權利要求
1.一種焊接管組件，包括 第一管，所述第一管具有外側和與所述外側相反的內側，所述第一管的所述內側具有滲碳阻隔； 第二管，所述第二管具有外側和與所述外側相反的內側，所述第二管的所述內側具有滲碳阻隔； 焊接材料，所述焊接材料形成將所述第一管的端部連接到所述第二管的端部上的流體密封性焊接接頭；以及 隔熱材料，所述隔熱材料相對於所述焊接接頭成固定的間隔關係，所述隔熱材料定位成減少從傳送通過所述第一管和所述第二管的任何流體到所述焊接接頭的熱傳遞。
2.根據權利要求I所述的焊接管組件，其特徵在於，所述隔熱材料為順從性的。
3.根據前述權利要求中的任一項所述的焊接管組件，其特徵在於，還包括 一個或多個固持器，所述一個或多個固持器將所述隔熱材料保持就位。
4.根據前述權利要求中的任一項所述的焊接管組件，其特徵在於，還包括 靠近所述焊接接頭的墊環，所述墊環具有面，其中所述面接觸所述第一管的所述內側的部分，並且也接觸所述第二管的所述內側的部分。
5.根據前述權利要求中的任一項所述的焊接管組件，其特徵在於，還包括 防護件，所述防護件相對於所述焊接接頭成固定的間隔關係，其中，所述隔熱材料至少部分地被下者封閉所述第一管的節段；所述第二管的節段；所述墊環，如果存在的話；以及所述防護件，如果存在的話。
6.根據權利要求I至4中的任一項所述的焊接管組件，其特徵在於，所述隔熱材料至少部分地被下者封閉所述一個或多個固持器，如果存在的話；所述第一管的節段；所述第二管的節段；以及所述墊環，如果存在的話。
7.根據權利要求5或6所述的焊接管組件，其特徵在於，所述第一管的所述節段的外側未隔熱，所述第二管的所述節段的外側未隔熱，並且所述焊接接頭的外表面未隔熱。
8.根據權利要求3或6所述的焊接管組件，其特徵在於，所述一個或多個固持器包括保持所述隔熱材料的第一部分的第一固持器和保持所述隔熱材料的第二部分的第二固持器， 其中，所述第一固持器具有第一端部部分和第二端部部分，所述第一固持器的所述第一端部部分附連到所述第一管上， 其中，所述第二固持器具有第一端部部分和第二端部部分，所述第二固持器的所述第一端部部分附連到所述第二管上，以及 其中，所述第一固持器的所述第二端部部分鄰接所述第二固持器的所述第二端部部分。
9.根據權利要求3或6所述的焊接管組件，其特徵在於，所述一個或多個固持器包括保持所述隔熱材料的第一部分的第一固持器和保持所述隔熱材料的第二部分的第二固持器， 其中，所述第一固持器具有第一端部部分和第二端部部分，所述第一固持器的所述第一端部部分附連到所述第一管上， 其中，所述第二固持器具有第一端部部分和第二端部部分，所述第二固持器的所述第一端部部分附連到所述第二管上，以及 其中，所述第一固持器的所述第二端部部分與所述第二固持器的所述第二端部部分重疊。
10.根據權利要求8或9所述的焊接管組件，其特徵在於，所述第一固持器的所述第一端部部分由第二流體密封性焊接接頭附連到所述第一管上，並且所述第二固持器的所述第一端部部分由第三流體密封性焊接接頭附連到所述第二管上。
11.根據權利要求8至10中的任一項所述的焊接管組件，其特徵在於，所述第一固持器具有從所述第一固持器的所述第一端部部分向內收斂的壁部分。
12.根據權利要求8至11中的任一項所述的焊接管組件，其特徵在於，所述第二固持器具有朝所述第二固持器的所述第一端部部分向外發散的壁部分。
13.根據前述權利要求中的任一項所述的焊接管組件，其特徵在於，還包括第一隔熱件和第二隔熱件，所述第一隔熱件設置成對遠離所述焊接接頭的所述第一管的所述外側隔熱，所述第二隔熱件設置成對遠離所述焊接接頭的所述第二管的所述外側隔熱。
14.一種在大於425°C的高溫下通過第一管和第二管輸送包含CO的氣體時保護焊接管組件以免發生金屬塵化的方法，所述第一管和所述第二管由焊接接頭連接，所述第一管具有外側和與所述外側相反的內側，所述第一管的所述內側具有滲碳阻隔，所述第二管具有外側和與所述外側相反的內側，所述第二管的所述內側具有滲碳阻隔，所述焊接接頭具有外表面，所述方法包括 對遠離所述焊接接頭的所述第一管的所述外側隔熱，並且在熱方面暴露鄰近所述焊接接頭的所述第一管的所述外側的區域； 對遠離所述焊接接頭的所述第二管的所述外側隔熱，並且在熱方面暴露鄰近所述焊接接頭的所述第二管的所述外側的區域； 在熱方面暴露所述焊接接頭的所述外表面；以及 用隔熱材料對與暴露的外表面相對的所述焊接接頭、鄰近所述焊接接頭的所述第一管的所述內側的部分和鄰近所述焊接接頭的所述第二管的所述內側的部分隔熱； 其中，以組合的方式，所述隔熱材料、所述第一管的所述外側的暴露區域、所述第二管的所述外側的暴露區域，以及所述焊接接頭的暴露的外表面足以將所述焊接接頭的所述外表面的溫度保持在400°C以下。
15.根據權利要求14所述的方法，其特徵在於，還包括 針對所述氣體對所述隔熱材料進行防護。
全文摘要
本發明涉及對焊接管組件的金屬塵化保護。一種用於保護焊接管組件以免發生金屬塵化的方法和適於進行該方法的焊接管組件。焊接管組件包括兩個管、結合這兩個管的焊接材料和隔熱材料。管被保護性塗層保護以免發生金屬塵化。本發明可用於在大於425℃的溫度下輸送包含一氧化碳的氣體，同時防止焊接管道組件的金屬塵化。
文檔編號F16L58/04GK102889450SQ20121024839
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月18日 優先權日2011年7月18日
發明者L.T.多爾施, W.R.萊特, D.R.克斯特特 申請人:氣體產品與化學公司