[发明专利]流体导管元件以及用于形成流体导管元件的方法

说明书

公开了一种流体导管元件(1)，所述流体导管元件包括第一流体导管构件(11)和第二流体导管构件(12)，流体导管构件彼此联结，每个流体导管构件均包括衬垫(115、125)和接合面(111、121)，流体导管构件在接合面处彼此联结，其特征在于，第一流体导管构件接合面(111)呈凸型形状，由此第一流体导管构件内壁(116)比第一流体导管构件外壁(117)在接合面上轴向地延伸至更远，第二流体导管构件接合面(121)呈凹型形状，由此第二流体导管构件外壁(127)比第二流体导管构件内壁(126)在接合面上轴向地延伸至更远，其中，第一流体导管构件和第二流体导管构件(11、12)中至少一者包括对接层，对接层结合至相应的流体导管构件衬垫，并至少在相应的接合面和相应的流体导管构件衬垫的外壁其中一者上布置成在轴向截面中抵接相应的接合面。进一步公开了一种用于形成流体导管元件的方法。

技术领域

本发明内容一般涉及流体导管系统的领域，并且特别地涉及流体导管系统，在流体导管系统中，例如，将由不同材料组成的管路部分联结起来。更具体地，本发明内容涉及如权利要求1的前序部分所述的流体导管元件。此外，本发明内容涉及用于联结流体导管元件的构件的方法。

背景技术

在流体导管系统中，例如，用于在发电设备中引导流体的流体导管系统，并且在过程工程及许多其它领域中，经常需要将由不同材料制成的导管区段联结起来。举例来说，管路和其它导管通常由马氏体钢或铁素体钢制成，诸如像常用的ASME SA335铁素体钢。可能需要将所述导管联结至导管区段或将其连接至由奥氏体钢(austenitic steel)或镍基材料制成的其它类型的流体导管部件。通常，由异种材料制成的这些构件可以应用焊接工艺的方式联结起来，进而产生所谓的异种金属焊接(DMW，dissimilar metal weld)界面。通常，所述焊接工艺包括在流体导管的外侧上应用标准的V型或窄间隙对接焊接。焊接工艺导致在熔合线处存在复杂的金相(metallurgical)状态，包括但不限于，靠近奥氏体相材料的硬脆马氏体层(martensite layers)、贫碳区(carbon depleted zones)、脆性析出物等。如将容易理解的那样，这种情况可导致流体导管在异种金属焊接连接处的早期失效。同样，异种材料的某些参数可能差别很大。举例来说，奥氏体钢的热膨胀系数可比铁素体钢(ferritic steels)的热膨胀系数高约50％。这导致差异的热膨胀进而在流体导管系统的每个热循环期间引发金相上关键的熔合线处的交替复杂的三维载荷。而且，焊接工艺本身，特别是从外面施加的焊接，其使相关的热进入材料内，将在焊接连接处导致残余的三维载荷并且更特别地导致残余的拉伸应力。因此，熔合线处的流体导管、特别是焊缝熔合线、可因脆弱性增加而受到损害以致早期裂纹萌生，特别是在热循环加载情况下。

这个问题可通过定期检查并且如果需要的话提前进行更换来解决。

在其它解决方案中，这个问题以优化熔合线处的材料特性的方式解决，诸如通过应用特定的填充材料、基底金属、焊后热处理、适应操作参数、避免关键区域中的附加弯曲等。将变得显而易见的是，这些措施可能影响流体导管的其它性能方面。例如在下述文献中说明了金相优化方法：“用于NGNP螺旋管式蒸汽发生器的异种焊接综述”(J.N.DuPont andR.E.Mizia:“Review of Dissimilar Welding for the NGNP Helical-Coil SteamGenerator”)，“下一代核电站项目”(Lehigh University and Idaho NationalLaboratory“Next Generation Nuclear Power Plant Project”)，“异种金属焊接过渡接头文献综述”((2010)INL/EXT-10-18459,and C.D.Lundin:“Dissimilar MetalWelds.Transition Joints Literature Review”,Welding Research Supplement(1982):58-63)。

发明内容