[发明专利]用于就地电镀—与金属管内壁结合的金属结构层的方法和装置

权利要求书

1.一种用于就地电沉积一与金属管子的损坏段的内壁结合的金属结构加强层的方法，它包括以下步骤：

用机械的方法清洁在所述管段上的内管壁面；

将一电极头插入该金属管中并使电极头移动以便它跨过损坏的管段，所述电极头具有一基本沿着其长度延伸的电极，在电极头的一端或两端上设有的用于将流体容纳在管段内的密封装置和用于使流体流进和流了管段的循环装置；以及

通过使一种含有至少一种所需要的金属盐的电解液流经该管段以及在该电极和金属管之间施加一脉冲频率为10至1000HZ而负载循环率为10％至60％的脉冲直流电以足够长的时间电积一0.1至2毫米厚的金属层从而将一金属结构层电沉积到电弧层上；以使该管段恢复至其原始机械性能，所述结构电沉积层具有一种超细颗粒显微结构以为该电沉积层提供高硬度、刚度和强度同时保持良好的延展性。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属管用铁、铜、镍或含有铁、铜和镍的任一种的合金制成，所述金属管的内径至少为5毫米；并且进一步包括在插进电极头后的步骤，当使含有镍金属的电解液流过该管段时将一脉冲电流施加在电极和金属管之间以将一金属电弧层电沉积到该管段的内壁上，而电沉积进行一足够长时间以将2-50μm厚的电弧层电积到管壁上。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在将金属电沉积到内管管壁上的过程中，所述电极是阳极而金属管是阴极；还包括刚好在电积电弧层之前激活该管段内壁的金属表面的步骤，所述的激活步骤是通过使一种表面激活的流体流经管段而实现的。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述激活流体是强无机酸的稀释水溶液。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述激活流体是以100-400毫升/分的流速循环通过管段5至10分钟的5％-20％的HCl水溶液。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用机械清理是通过刷光完成的。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的用机械清理是用水枪冲洗完成的。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括在插进电极头后，清除管段的内表面的油渍的步骤。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述清除油渍的步骤是通过使一种5％的氢氧化物水溶液流过该管段同时在电极(阳极)和金属管(阴极)之间施加10-100mA/cm²的电流密度5至10分钟实现的。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述清除油渍利用以100-400毫升/分的流速流动的5％的NaOH水溶液。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，它还包括在清除油渍后用去电离的水枪冲洗该管段的步骤。

12.如权利要求2所述的方法，其特征在于，它还包括在电沉积电弧层后用去电离的水冲洗该管段的步骤。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属结构层的电沉积包括所施加的脉冲直流电流的周期性的极性反向，所述的极性反向是以比用于电沉积时小的一种平均电流密度并且所述反向不超过总的负载循环的约10％。

14.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述被电沉积的金属结构层是镍，所述电弧层是用含有NiCl₂的电解液进行电沉积的，所述结构层是用一种含有硫酸镍的电解液进行电沉积的，而在电沉积之后接着用去电离的水进行冲洗。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，用于电弧层电沉积的电解液是一种200-400克/升NiCl₂的水溶液，而用于电沉积结构层的电解液是一种300-450克/升NiSO₄的水溶液。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，30-45克/升的硼酸作为缓冲剂被添加到用于电弧层电沉积和结构层电沉积的电解液中。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，NiCO₃用于在电沉积结构层过程中补偿从电解液中消耗掉的镍阳离子。