[发明专利]一种全包覆金属复合管的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属复合管材技术领域，具体地说是一种全包覆金属复合管的生产方法。

背景技术

金属管材应用非常广泛，主要用于气体和液体的输送，一部分应用在金属结构中。目前应用最多是钢管、不锈钢管、铜管、铝管和钛管。由于管材使用广泛，也存在许多问题。突出的是耐腐蚀问题和强度问题。

油田石油开采中，原油中的酸性离子对管件腐蚀是多年未能解决的难题，钢制油井套管腐蚀断裂往往造成油井报废，比例在报废油井的30%以上；输油管泄漏，有时候带来灾难性损失，比如输油管线因泄漏引起的爆炸。所以，此类管件的材料必须能够经得起输液管中的液态侵蚀。钢铁材料、不锈钢材料是不能够抵御酸性介质侵蚀的，其安全问题尤为突出。

核电站需要大量的冷却水，用来进行热交换。所以，核电站往往建立在海边，以方便获取海水进行冷却。钢管、不锈钢管在海水使用对氯离子腐蚀防护性能低，只好采用表面涂装防腐材料和加厚管壁延长失效时间。

大型电站发电设备中都有热交换器，大量使用列管式热交换器，管材是热交换重要的载体。传统的换热管采用低碳钢或经过防腐处理表面的低碳钢管材，由于换热器介质往往具有腐蚀性，列管式换热器由于材料的原因使用寿命都很短，检修和更换新设备既影响生产的正常运转，又增加生产成本。

在制药和精细化工行业，产品生产线往往是输液管线连接反应釜，绝大多数生产母液是酸性介质。输液管的材料材质，技术要求是不能够与母液发生化学反应的。但是，钢管和不锈钢管材往往不耐腐蚀，与母液进行化学反应，输液管采用的材料往往达不到技术要求，严重的影响产品质量。

目前，唯有钛金属能够抵御得了上述腐蚀性介质的侵蚀，钛金属制作的管材管件可以很好地解决上述生产过程中存在的问题。

钛是一种银白色金属，具金属光泽，有良好的抗腐蚀能力（包括海水、王水及氯气），良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱。钛金属高强度、低密度，被誉为“太空金属”。

近几十年，高端的精细化工企业进行了技术改造，采用钛金属管材管件作为输液管线的结构件，从根本上解决了母液侵蚀管材管件影响产品质量和设备安全的老大难问题。比如在制药厂的维生素C生产线原设计是不锈钢管材作为生产母液输送管线，运行后发生母液严重污染现象，直接影响产品的品质。分析结果是不锈钢的金属铬和镍被溶入到母液中造成的。后来进行了生产线材料改造，全部更换为钛金属材料，运行以后再也没有发生母液被污染的现象，设备运行至今仍然正常工作。

钛金属制作的换热器，从根本上解决了安全生产的问题，同时提高了换热效率。

由于钛金属耐海水侵蚀性能优异，目前海洋工程大量采用钛金属管材在管线输送中。

钛金属管价格较高，工程应用时成本问题尤为突出。

目前，传统方法制作钛钢复合管主要是爆炸复合，制造复合板还可能，但用于制造钛钢钛复合管，由于制作工艺相对困难，生产及成品率低，难于工业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种全包覆金属复合管的生产方法，以解决上述金属管线的耐腐蚀问题和强度问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：包括以下步骤：

1）复合管坯的加工：分别加工或选用两端带连接螺纹的低碳钢管料，与低碳钢管料内外尺寸相匹配的内层钛管料和外层钛管料，以及与低碳钢管料两端螺纹接的钛金属管头，经过截取下料，在低碳钢管料两端，采用螺纹连接方式配合两个等径钛金属管头，打磨结合面后备用；然后，在由外到内依次将内层钛管料、低碳钢管料及外层钛管料套装在一起组合成为复合管坯料，内层钛管料和外层钛管料的两端分别密封焊接在钛金属管头上，其中一个留有排气口；

2）冷轧成型加工：①将上述复合管坯料进行回火消除应力处理，温度500℃~720℃，保温0.2~2小时；

②管坯在二辊轧机进行冷轧减壁复合，截面变形量20%~40%，清洗复合管表面润滑油；

③在真空炉进行热处理，温度500℃~720℃，保温0.2~2小时，进行退火消除应力，随炉冷却至室温；

④在二辊轧机或三辊轧机进行冷轧，扩孔或减径，道次截面变形率20%~30%，制取复合管；每道次间安排真空退火，退火前清洗复合管表面润滑油，退火温度500℃~720℃，保温15~120分钟。冷却至室温时进行下一次轧制；

⑤在整圆机上经过整圆或减径，至轧制到合格尺寸；

⑥复合管在矫直机矫直，然后切头定尺后即为成品。