[发明专利]用于炼油工艺炉的形成氧化铝的双金属管以及其制造和使用方法

权利要求书

1.用于通过炼油工艺炉的辐射段炉管输送烃原料的双金属管，其包含：i）由不锈钢形成的外管层，该不锈钢包含基于不锈钢总重量的15.0至26.0重量％的铬；ii）由形成氧化铝的合金块形成的内管层，该合金块包含5.0至10.0重量％的Al、20.0重量％至25.0重量％的Cr、少于0.4重量％的Si和至少35.0重量％的Fe以及余量的Ni，其中所述内管层是通过在外管层的内表面上等离子体粉末焊接所述形成氧化铝的合金块而形成的；和iii）在所述内管层表面上形成的氧化物层，其中所述氧化物层包含氧化铝、氧化铬、二氧化硅、莫来石、尖晶石或其组合。

2.权利要求1的双金属管，其中所述外管层是选自347SS不锈钢和316SS不锈钢的不锈钢。

3.前述权利要求任一项的双金属管，其中所述内管层进一步包含少于0.01重量％的碳。

4.前述权利要求任一项的双金属管，其中所述内管层进一步包含0.1重量％至2.0重量％的选自Ga、Ge、As、In、Sn、Sb、Pb、Pd、Pt、Cu、Ag、Au及其组合的至少一种元素。

5.前述权利要求任一项的双金属管，其中所述内管层进一步包含0.1重量％至2.0重量％的至少一种选自Re、Ru、Rh、Ir、Pd、Pt、Cu、Ag、Au及其组合的元素。

6.前述权利要求任一项的双金属管，其中所述内管层进一步包含0.01重量％至2.0重量％的至少一种选自Sc、La、Y、Ce及其组合的元素。

7.前述权利要求任一项的双金属管，其中所述内管层进一步包含0.01重量％至2.0重量％的选自Al、Si、Sc、La、Y、Ce及其组合的至少一种元素的氧化物粒子。

8.前述权利要求任一项的双金属管，其中所述内管层进一步包含0.01重量％至4.0重量％的至少一种选自Mn、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W及其组合的元素。

9.前述权利要求任一项的双金属管，其中所述内管层进一步包含0.1重量％至30.0重量％的至少一种选自Ni₃Al、NiAl、σ相及其组合的金属间沉淀物。

10.前述权利要求任一项的双金属管，其中所述内管层进一步包含0.01重量％至5.0重量％的至少一种选自氧化物、碳化物、氮化物、碳氮化物及其组合的夹杂物。

11.制造用于通过炼油工艺炉的辐射段炉管输送烃原料的双金属管的方法，其包括下述步骤：i）提供外管层，其中所述外管层由不锈钢形成，该不锈钢包含基于不锈钢总重量的15.0至26.0重量％的铬；ii）在外管层的内表面上等离子体粉末焊接内管层，其中所述内管层由形成氧化铝的合金块形成，该合金块包含5.0至10.0重量％的Al、20.0重量％至25.0重量％的Cr、少于0.4重量％的Si和至少35.0重量％的Fe及余量的Ni；和iii）在所述内管层表面上形成氧化物层，其中所述氧化物层包含氧化铝、氧化铬、二氧化硅、莫来石、尖晶石或其组合。

12.权利要求11的方法，其中在形成氧化铝的合金块的使用过程中在暴露在石油化工或炼油工艺单元中的烃工艺流中时在内管层表面上原位形成所述氧化物层。

13.权利要求11的方法，其中在使用前通过使双金属管材料暴露在受控低氧分压环境中而在内管层表面上形成所述氧化物层。

14.权利要求13的方法，其中所述受控低氧分压环境选自炼油厂蒸汽、石油化工厂蒸汽、气态H₂O:H₂混合物和气态CO₂:CO混合物。

15.权利要求13或14的方法，其中所述受控低氧分压环境进一步包含选自CH₄、NH₃、N₂、O₂、He、Ar、烃及其组合的一种或多种其它气体。

16.权利要求13、14或15的方法，其中受控低氧分压环境的温度为500℃至1200℃，且其中受控低氧分压环境暴露时间为1小时至500小时。

17.权利要求11至16任一项的方法，进一步包括通过选自后退火、回火、激光熔融及其组合的方法将内管层致密化。