[发明专利]用于在酸性环境中使用的机械附接配件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年1月4日提交的美国临时专利申请No.61/292,122的优先权，该项申请的公开内容被整体结合在此，作为参考。

技术领域

该技术涉及一种流体配件。特别地，该技术关于一种在酸性应用中使用的用于机械地附接和密封管道的流体配件。

背景技术

H₂S在有水存在的情况下会对碳钢管线造成腐蚀、开裂、起泡形式的损害。H₂S的对钢的影响可以分为如下类型：即，需要外部应力的类型，比如硫化物应力开裂(SSC)；不需要外部应力的类型，比如氢致断裂(HIC)；以及腐蚀。二氧化碳的在酸性环境中的存在趋向于使钢中的腐蚀速率增大。二氧化碳的在酸性环境中的存在还会增加钢的对SSC和HIC的敏感性，其中，对HIC的影响更为显著。

SSC的特征在于，在作用外部应力的条件下，施加的外部应力或者残余的外部应力，发展成最初单一的、直线的、穿晶开裂。SSC会以腐蚀坑(或者可以作为应力集中源的任何其他特征)开始或者通过氢致开裂机理(例如，起泡)开始，然后扩展成垂直于施加的应力的方向的脆性断裂。高强度钢中的SSC趋向于具有相当多的分支，而低强度钢中的SSC几乎没有分支。SSC会在焊接处或者靠近焊接处的热影响区中发生。SSC通常在拉伸强度大于550兆帕(Mpa)的碳钢中发生。然而，SSC失效也在拉伸强度小于550Mpa的钢中发生。这主要是由于对产生高硬度的局部区域的焊件快速冷却造成的。

HIC通常不会在焊接处发生，而是在具有渣孔的管道本体区域中发生，其中，所述渣孔用作用于收集扩散的氢的部位。HIC包括两种基本形式，直线开裂和阶式开裂。在有外部应力或者没有外部应力存在的情况下，HIC会在硬度值远低于RC 22的低强度钢中发生。钢表面处的腐蚀产生原子氢，原子氢穿入并且扩散通过钢直到原子氢被捕获在金属中的自然发生的不规则处，比如非金属杂质和叠层。该原子氢混合到分子氢中并产生足够高的气体压力，以超过钢的屈服强度，形成气泡。邻接的气泡会发展为通常平行于钢的轧制方向的开裂处。

与HIC相关联的另一现象为钢管和焊接接头中的氢脆化，其通常表示金属由于氢渗透而引起的延展性的损失。氢脆化的敏感性取决于材料的化学性质和微观结构。因此，管道和焊接件的不同区域会由于氢的存在而发生不同程度的脆化。因而，理想的是，在酸性应用中避免使用焊接。另外，焊接在某些环境下由于地点、恶劣的条件、气体的存在或者别的原因通常很难进行。

发明内容

根据此处描述的教导，描述一种用于在酸性环境中与管道联接的配件。

附图说明

图1为示例性配件的立体图，该示例性配件具有用于将两个管道联接在一起的相对的端部；

图2为图1的示例性配件的平面图；

图3为图1的示例性配件的截面图，其示出了未联接在配件的端部上的环；

图4为图1的示例性配件的一个端部或套筒的截面图；

图5为图1的示例性配件的本体的密封表面中一些的分解图；

图6为图1的示例性配件的一个端部或者套筒的截面图，其示出了部分地安装在本体的端部上的环，其中，管道定位在本体内部；

图7为与图6相似的截面图，但图7示出了位于本体的一个端部上的完全安装位置中的环以及套筒和管道的相关联的变形；

图8为与图7相似的截面图，但图8示出了彼此交叠的各种部件的部分；

图9为替代性的示例性配件的立体图，该替代性的示例性配件具有用于联接到管道的单个端部和限定在相对的端部上的凸缘；

图10为图9的示例性配件的平面图；以及

图11为图9的示例性配件的右视图。

具体实施方式

示例性配件10用于以机械附接配件来替代焊接，所述机械附接配件适于用在NACE(National Association of Corrosion Engineers国际腐蚀工程师协会)环境或应用中，例如用于腐蚀的工艺流体或工艺气体(比如硫化氢)存在的环境或应用。使用机械附接配件10来替代传统的焊接接头导致成本的降低，并且提高接头的质量、安全性和可靠性。示例性配件10可以用于连接薄壁管或厚壁管，例如尺寸范围从1/4NPS(公称管道尺寸)到4NPS(公称管道尺寸)的管道，但是其他管道尺寸也可以受益于示例性配件10。