本發明屬于復合板設備制造技術領域，具體涉及一種管箱松襯結構及其制作方法。

背景技術：

鈦、鋯、鉭、鈮及其合金等稀有金屬由于其在許多酸、堿等介質中優異的耐腐蝕性能，在石油化工等領域中使用越來越廣泛。但由于鈦、鋯、鉭等稀有金屬成本較高，大面積推廣使用時，為了降低成本，石油化工設備通常采用鈦/鋼、鋯/鋼、鉭/鋼的復合結構形式，這樣既可以滿足耐蝕性要求，同樣也可以滿足強度需求。

鈦、鋯、鉭、鈮及其合金與鋼的復合結構設備中的筒體、封頭均采用復合板板材，鋼法蘭與鈦、鋯、鉭、鈮及其合金等稀有金屬的復合成本及復合難度較高，通常采用松襯結構。純鈦線膨脹系數為8.2×10^-6K^-1，純鋯為6.1×10^-6K^-1，純鉭為6.5×10^-6K^-1，純鈮為7.1×10^-6K^-1，鋼為12.32×10^-6K^-1，鈦、鋯、鉭、鈮及其合金與鋼材的熱膨脹差別較大。在常溫下松襯的鈦、鋯、鉭、鈮及其合金等稀有金屬襯筒，在高溫使用時，由于熱膨脹大小不同，與鋼法蘭之間產生較大間隙，設備內介質如果流速不均勻，容易造成襯筒的震動，對襯筒焊縫造成疲勞失效。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種一種管箱松襯結構。該結構能夠有效防止鈦、鋯、鉭、鈮及其合金等稀有金屬與鋼的復合結構設備在實際運行中稀有金屬襯筒的失效。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種管箱松襯結構，其特征在于，包括兩端開口的圓形筒體、焊接在筒體一端的封頭和焊接在筒體另一端的法蘭，所述封頭和筒體均采用由稀有金屬和鋼板復合而成的復合板制成，所述法蘭為鋼法蘭，所述法蘭內壁貼設有襯筒，所述法蘭頂部設置有焊環，封頭和筒體的焊接焊縫的內側設置有第一防護蓋板，筒體和法蘭的焊接焊縫的內側設置有第二防護蓋板，封頭和筒體的焊接焊縫處開設有第一檢漏孔，所述第一檢漏孔與第一檢漏嘴連通，筒體和法蘭的焊接焊縫處開設有第二檢漏孔，所述第二檢漏孔與第二檢漏嘴連通，所述襯筒、焊環、第一防護蓋板和第二防護蓋板均為稀有金屬材質。

上述的一種管箱松襯結構，其特征在于，所述法蘭內壁設有圓環形凹槽，所述凹槽內設置有墊圈，所述墊圈為稀有金屬材質。

上述的一種管箱松襯結構，其特征在于，所述稀有金屬為鈦、鈦合金、鋯、鋯合金、鉭、鉭合金、鈮或鈮合金。

另外，本發明還提供了一種上述管箱松襯結構的制作方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將封頭、筒體和法蘭組對，組對完畢并檢測錯變量滿足要求后，將封頭焊接在筒體一端，將法蘭焊接在筒體另一端；

步驟二、將電加熱履帶均勻纏繞在法蘭外壁上，然后使用保溫棉將電加熱履帶嚴密包覆，之后接通電加熱履帶的電源，利用電加熱履帶對法蘭進行加熱，使法蘭內表面升溫至220～250℃；

步驟三、待法蘭內表面在溫度為220～250℃的條件下保持0.5h后，將溫度為20℃～30℃的襯筒貼設到法蘭內壁；

步驟四、斷掉電加熱履帶的電源，拆除保溫棉和電加熱履帶，靜置冷卻，待法蘭內表面的溫度降至室溫后，將焊環與襯筒和法蘭進行組對；

步驟五、在筒體與封頭的焊接焊縫處鉆設第一檢漏孔，然后在第一檢漏孔處組焊第一檢漏嘴，在筒體與法蘭的焊接焊縫處鉆設第二檢漏孔，然后在第二檢漏孔處組焊第二檢漏嘴；

步驟六、向第一檢漏嘴或/和第二檢漏嘴內充入氬氣，然后將第一防護蓋板焊接在封頭和筒體的焊接焊縫內側，將第二防護蓋板焊接在筒體和法蘭的焊接焊縫內側，將焊環與襯筒焊接，最終得到管箱松襯結構。

上述的方法，其特征在于，步驟六中所述氬氣的質量純度不低于99.99％。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、本發明能夠有效防止稀有金屬襯筒焊縫在設備使用過程中的失效。

2、本發明的加熱方式采用電加熱，簡單方便、易于控制。

3、本發明同樣適用于復合板設備的鋼接管與稀有金屬襯管的組裝、其他類型的襯筒或襯管的組裝。

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。

附圖說明

圖1為本發明管箱松襯結構示意圖。

圖2為本發明封頭、筒體和法蘭焊接件的電加熱狀態圖。

附圖標記說明：

1—封頭； 2—筒體； 3—法蘭；

4—電加熱履帶； 5—保溫棉； 6—墊圈；

7—襯筒； 8-1—第一防護蓋板； 8-2—第二防護蓋板；

9—焊環； 10-1—第一檢漏嘴； 10-2—第二檢漏嘴。

具體實施方式

本發明管箱松襯結構通過實施例1進行描述。

實施例1

如圖1所示的一種管箱松襯結構，包括兩端開口的圓形筒體2、焊接在筒體2一端的封頭1和焊接在筒體2另一端的法蘭3，所述封頭1和筒體2均采用由稀有金屬和鋼板復合而成的復合板制成，所述法蘭3為鋼法蘭，所述法蘭3內壁貼設有襯筒7，所述法蘭3頂部設置有焊環9，封頭1和筒體2的焊接焊縫的內側設置有第一防護蓋板8-1，筒體2和法蘭3的焊接焊縫的內側設置有第二防護蓋板8-2，封頭1和筒體2的焊接焊縫處開設有第一檢漏孔，所述第一檢漏孔與第一檢漏嘴10-1連通，筒體2和法蘭3的焊接焊縫處開設有第二檢漏孔，所述第二檢漏孔與第二檢漏嘴10-2連通，所述襯筒7、焊環9、第一防護蓋板8-1和第二防護蓋板8-2均為稀有金屬材質。

如圖1所示，所述法蘭3內壁設有圓環形凹槽，所述凹槽內設置有墊圈6，所述墊圈6為稀有金屬材質。

上述的稀有金屬，是指鈦、鈦合金、鋯、鋯合金、鉭、鉭合金、鈮或鈮合金。所述鈦包括TA1-3等，鈦合金包括TA5-8、TC1-10、TB1-2等，鋯包括Zr0、Zr1、Zr3等，鋯合金包括Zr2、Zr4、Zr5等，鉭包括Ta1-2、FTa1-2等，鉭合金包括TaNb3、TaNb20、TaNb40、TaW2.5、TaW10、TaW12等，鈮包括Nb1-2、FNb1-2等，鈮合金包括NbZr1-2、NbHf10-1等。

本發明管箱松襯結構的制作方法通過實施例2至實施例9進行描述。

實施例2

本實施例管箱松襯結構的制作方法包括以下步驟：

步驟一、將封頭1(材質為：鈦鋼復合板，其中鈦復層厚度3mm，規格為：內徑600mm，厚度18mm)、筒體2(材質為鈦鋼復合板)和法蘭3(材質為：鋼，規格為：內徑606mm)組對，組對完畢并檢測錯變量滿足“錯變量≤1.5mm”的要求后，將封頭1焊接在筒體2一端，將法蘭3焊接在筒體2另一端；

焊接后進行100％RT無損檢測，經檢測，焊接符合NB/T47013.2-2015I級或II級合格；

步驟二、將電加熱履帶4均勻纏繞在法蘭3外壁上，然后使用保溫棉5將電加熱履帶4嚴密包覆，之后接通電加熱履帶4的電源，利用電加熱履帶4對法蘭3進行加熱，使法蘭3內表面升溫至220～250℃；

步驟三、待法蘭3內表面在溫度為220～250℃的條件下保持0.5h后，將溫度為20℃～30℃的襯筒7(材質為：鈦，規格為：外徑608mm，厚度3mm)貼設到法蘭3內壁，然后將墊圈6(材質為：鈦)放置到鋼法蘭3內表面的槽中；

步驟四、斷掉電加熱履帶4的電源，拆除保溫棉5和電加熱履帶4，靜置冷卻，待法蘭3內表面的溫度降至室溫后，將焊環9與襯筒7和法蘭3進行組對；

步驟五、在筒體2與封頭1的焊接焊縫處鉆設第一檢漏孔，然后在第一檢漏孔處組焊第一檢漏嘴10-1，在筒體2與法蘭3的焊接焊縫處鉆設第二檢漏孔，然后在第二檢漏孔處組焊第二檢漏嘴10-2；

步驟六、向第一檢漏嘴10-1或/和第二檢漏嘴10-2內充入質量純度不低于99.99％的氬氣，然后將第一防護蓋板8-1焊接在封頭1和筒體2的焊接焊縫內側，將第二防護蓋板8-2焊接在筒體2和法蘭3的焊接焊縫內側，將焊環9與襯筒7焊接，焊接后進行100％PT無損檢測，焊接符合NB/T47013.5-2015I級合格，最終得到管箱松襯結構。

實施例3

本實施例管箱松襯結構的制作方法與實施例2的區別之處僅在于：所有由復合板制成的部件中，其稀有金屬材質的復層均由鈦替換為鈦合金、鉭、鉭合金、鋯、鋯合金、鈮或鈮合金。所有稀有金屬材質的部件中，其材質均由鈦替換為鈦合金、鉭、鉭合金、鋯、鋯合金、鈮或鈮合金。

實施例4

本實施例管箱松襯結構的制作方法包括以下步驟：

步驟一、將封頭1(材質為：鋯鋼復合板，其中鋯復層厚度3mm，規格為：內徑1500mm，厚度23mm)、筒體2(材質為鋯鋼復合板)和法蘭3(材質為：鋼，規格為：內徑1506mm)組對，組對完畢并檢測錯變量滿足“錯變量≤1.5mm”的要求后，將封頭1焊接在筒體2一端，將法蘭3焊接在筒體2另一端；焊接后進行100％RT無損檢測，經檢測，焊接符合NB/T47013.2-2015I級或II級合格；

步驟二、將電加熱履帶4均勻纏繞在法蘭3外壁上，然后使用保溫棉5將電加熱履帶4嚴密包覆，之后接通電加熱履帶4的電源，利用電加熱履帶4對法蘭3進行加熱，使法蘭3內表面升溫至220～250℃；

步驟三、待法蘭3內表面在溫度為220～250℃的條件下保持0.5h后，將溫度為20℃～30℃的襯筒7(材質為：鋯，規格為：外徑1510mm，厚度3mm)貼設到法蘭3內壁，然后將墊圈6(材質為：鋯)放置到鋼法蘭3內表面的槽中；

步驟四、斷掉電加熱履帶4的電源，拆除保溫棉5和電加熱履帶4，靜置冷卻，待法蘭3內表面的溫度降至室溫后，將焊環9與襯筒7和法蘭3進行組對；

步驟五、在筒體2與封頭1的焊接焊縫處鉆設第一檢漏孔，然后在第一檢漏孔處組焊第一檢漏嘴10-1，在筒體2與法蘭3的焊接焊縫處鉆設第二檢漏孔，然后在第二檢漏孔處組焊第二檢漏嘴10-2；

步驟六、向第一檢漏嘴10-1或/和第二檢漏嘴10-2內充入質量純度不低于99.99％的氬氣，然后將第一防護蓋板8-1焊接在封頭1和筒體2的焊接焊縫內側，將第二防護蓋板8-2焊接在筒體2和法蘭3的焊接焊縫內側，將焊環9與襯筒7焊接，焊接后進行100％PT無損檢測，焊接符合NB/T47013.5-2015I級合格，最終得到管箱松襯結構。

實施例5

本實施例管箱松襯結構的制作方法與實施例4的區別之處僅在于：所有由復合板制成的部件中，其稀有金屬材質的復層均由鋯替換為鈦、鈦合金、鉭、鉭合金、鋯合金、鈮或鈮合金。所有稀有金屬材質的部件中，其材質均由鋯替換為鈦、鈦合金、鉭、鉭合金、鋯合金、鈮或鈮合金。

實施例6

本實施例管箱松襯結構的制作方法包括以下步驟：

步驟一、將封頭1(材質為：鉭鋼復合板，其中鉭復層厚度3mm，規格為：內徑600mm，厚度18mm)、筒體2(材質為鉭鋼復合板)和法蘭3(材質為：鋼，規格為：內徑606mm)組對，組對完畢并檢測錯變量滿足“錯變量≤1.5mm”的要求后，將封頭1焊接在筒體2一端，將法蘭3焊接在筒體2另一端；焊接后進行100％RT無損檢測，經檢測，焊接符合NB/T47013.2-2015I級或II級合格；

步驟二、將電加熱履帶4均勻纏繞在法蘭3外壁上，然后使用保溫棉5將電加熱履帶4嚴密包覆，之后接通電加熱履帶4的電源，利用電加熱履帶4對法蘭3進行加熱，使法蘭3內表面升溫至220～250℃；

步驟三、待法蘭3內表面在溫度為220～250℃的條件下保持0.5h后，將溫度為20℃～30℃的襯筒7(材質為：鉭，規格為：外徑608mm，厚度3mm)貼設到法蘭3內壁，然后將墊圈6(材質為：鉭)放置到鋼法蘭3內表面的槽中；

步驟四、斷掉電加熱履帶4的電源，拆除保溫棉5和電加熱履帶4，靜置冷卻，待法蘭3內表面的溫度降至室溫后，將焊環9與襯筒7和法蘭3進行組對；

步驟五、在筒體2與封頭1的焊接焊縫處鉆設第一檢漏孔，然后在第一檢漏孔處組焊第一檢漏嘴10-1，在筒體2與法蘭3的焊接焊縫處鉆設第二檢漏孔，然后在第二檢漏孔處組焊第二檢漏嘴10-2；

步驟六、向第一檢漏嘴10-1或/和第二檢漏嘴10-2內充入質量純度不低于99.99％的氬氣，然后將第一防護蓋板8-1焊接在封頭1和筒體2的焊接焊縫內側，將第二防護蓋板8-2焊接在筒體2和法蘭3的焊接焊縫內側，將焊環9與襯筒7焊接，焊接后進行100％PT無損檢測，焊接符合NB/T47013.5-2015I級合格，最終得到管箱松襯結構。

實施例7

本實施例管箱松襯結構的制作方法與實施例6的區別之處僅在于：所有由復合板制成的部件中，其稀有金屬材質的復層均由鉭替換為鈦、鈦合金、鉭合金、鋯、鋯合金、鈮或鈮合金。所有稀有金屬材質的部件中，其材質均由鉭替換為鈦合金、鉭合金、鋯、鋯合金、鈮或鈮合金。

實施例8

本實施例管箱松襯結構的制作方法包括以下步驟：

步驟一、將封頭1(材質為：鈮鋼復合板，其中鈮復層厚度3mm，規格為：內徑1500mm，厚度23mm)、筒體2(材質為鈮鋼復合板)和法蘭3(材質為：鋼，規格為：內徑1506mm)組對，組對完畢并檢測錯變量滿足“錯變量≤1.5mm”的要求后，將封頭1焊接在筒體2一端，將法蘭3焊接在筒體2另一端；焊接后進行100％RT無損檢測，經檢測，焊接符合NB/T47013.2-2015I級或II級合格；

步驟二、將電加熱履帶4均勻纏繞在法蘭3外壁上，然后使用保溫棉5將電加熱履帶4嚴密包覆，之后接通電加熱履帶4的電源，利用電加熱履帶4對法蘭3進行加熱，使法蘭3內表面升溫至220～250℃；

步驟三、待法蘭3內表面在溫度為220～250℃的條件下保持0.5h后，將溫度為20℃～30℃的襯筒7(材質為：鈮，規格為：外徑1508mm，厚度3mm)貼設到法蘭3內壁，然后將墊圈6(材質為：鈮)放置到鋼法蘭3內表面的槽中；

步驟四、斷掉電加熱履帶4的電源，拆除保溫棉5和電加熱履帶4，靜置冷卻，待法蘭3內表面的溫度降至室溫后，將焊環9與襯筒7和法蘭3進行組對；

步驟五、在筒體2與封頭1的焊接焊縫處鉆設第一檢漏孔，然后在第一檢漏孔處組焊第一檢漏嘴10-1，在筒體2與法蘭3的焊接焊縫處鉆設第二檢漏孔，然后在第二檢漏孔處組焊第二檢漏嘴10-2；

步驟六、向第一檢漏嘴10-1或/和第二檢漏嘴10-2內充入質量純度不低于99.99％的氬氣，然后將第一防護蓋板8-1焊接在封頭1和筒體2的焊接焊縫內側，將第二防護蓋板8-2焊接在筒體2和法蘭3的焊接焊縫內側，將焊環9與襯筒7焊接，焊接后進行100％PT無損檢測，焊接符合NB/T47013.5-2015I級合格，最終得到管箱松襯結構。

實施例9

本實施例管箱松襯結構的制作方法與實施例8的區別之處僅在于：所有由復合板制成的部件中，其稀有金屬材質的復層均由鈮替換為鈦、鈦合金、鉭、鉭合金、鋯、鋯合金或鈮合金。所有稀有金屬材質的部件中，其材質均由鈮替換為鈦、鈦合金、鉭、鉭合金、鋯、鋯合金或鈮合金。

本發明管箱松襯結構能夠有效防止了鈦、鋯、鉭、鈮及其合金等稀有金屬與鋼的復合結構設備在實際運行中稀有金屬襯筒的失效。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制。凡是根據發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變化，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。