專利名稱：一種鈦/鋼復合管道及制備方法
一種鈦/鋼復合管道及制備方法技術領域
用于腐蝕介質輸送裝備中的鈦、鋼復合管道，擁有著鈦材特有的耐腐蝕性以及鋼材本身的高強性。故該管道在腐蝕介質輸送領域中有較大前景，如化工介質，海水輸送管道等領域，特別適用于造船行業。
背景技術：
上世紀50年代，世界范圍內的航空、航天、電子、機械、化工等工業的高速發展，對材料提出了更高、更多、更加苛刻的使用要求，由于復合材料能克服單一材料的局限性，可在一定程度上較好的滿足相應的要求，因此復合材料便應運而生，并迅猛發展。
用于腐蝕介質的輸送裝備中的鈦、鋼復合管道，有著以下幾個主要特點1)外部可承受一定的工作壓力。2、內部具有一定的耐腐蝕性能。幻由于鈦材的密度較低，所以該復合管道在保證強度和耐腐蝕特性前提下，還可以減輕重量。4)替代單一耐腐蝕材料的使用，可以在一定程度上降低裝配制造成本。5)具有良好結合強度。鈦、復合管可以避免在外層鋼層與電解質溶液(腐蝕介質)直接接觸，從而避免產生電偶腐蝕。綜合以上因素，該類鈦、鋼復合管道的應用前景較為開闊。CN200910029877.2給出了熱交換器用鈦管的加工方法，對鈦圓棒熱擠壓穿孔后進行冷軋、內鏜孔、刨皮、酸洗和退火等步驟。
鈦以其輕質、高比強、高耐蝕、無磁性等優異的性能被稱為“海洋金屬”，是船舶項目中最有應用前途的金屬材料，被世界各國廣泛應用于水面艦船、水下潛艇、深潛器、水中兵器、通訊設備等領域。雖然鈦材在船舶管系方面有著較大優勢但是由于鈦材相對較高的價格，使得項目初期的投入實際成本偏高，導致部分靠計劃投入建造的項目上不能大量使用具有良好耐腐蝕性能的鈦材。發明內容
本發明的目的在于，為相關特別是造船行業和領域提供安全可靠的耐腐蝕材料、 成本低廉、規格多樣化的鈦鋼復合管道及鈦鋼復合管道的制備方法。該發明最終使得一些項目不需要投入較大資金就可以充分獲得鈦管的使用特性，大大降低項目運營和維護成本。
本發明的技術方案是鈦鋼復合管道，由純鈦與碳素鋼或其他鋼種制得。采用無縫純鈦管和無縫碳素鋼管制得，為雙層結構，內層為純鈦管，外層為碳素鋼或其他鋼種。
鈦鋼復合管道的制備方法，內層為純鈦管、外層為碳素鋼管加工成復合管道，步驟如下1)在外層為碳素鋼管加熱200至450°C的條件下將內層純鈦管塞入到外層碳素鋼管內得鈦鋼復合管坯，內層純鈦管的外徑與外層碳素鋼管的內徑相同，內層純鈦管的外徑為 70-200mm時，內層純鈦管的外徑與外層碳素鋼管的內徑的的尺寸誤差為3mm以內；塞入至外層碳素鋼時采用液壓施加，得到鈦鋼復合管坯；2)鈦鋼復合管坯放入真空退火爐內進行退火處理，退火溫度為580-650°C，退火后鈦鋼復合管進行端部整理，對管端部錐擴；3)隨后進行冷軋成型，即以冷軋管機冷軋塑形成型而實現管道內外層的機械結合；通過冷軋成型，獲得最終各種成品尺寸；4)成品的真空退火、退火溫度為380-450°Cj)再進行切頭、矯直、入庫。
冷軋時用二輥或三輥冷軋管機進行二道以上的冷軋，二道冷軋時的一道次加工變形率30-50 %，二道次加工變形率在20-30 %。
本發明的有益效果是為相關特別是造船行業和領域提供安全可靠的耐腐蝕材料、成本低廉、規格多樣化的管道。該發明最終使得一些項目不需要投入較大資金就可以充分獲得鈦管的使用特性，大大降低項目運營和維護成本。航空、航天、電子、機械、化工


圖1為本發明結構示意圖。
具體實施方式
本發明所涉鈦管2、鋼管1復合管道的主要成型方法為將獲得的鈦、鋼復合管坯放入真空退火爐內進行退火處理，退火后進行端部整理，隨后進行冷軋成型使其達到使用要求的規格，最后真空退火、切頭、矯直、入庫。具體工藝步驟為
1.通過合適的方法獲得大規格鈦、鋼復合管坯。本發明所需管坯可由熱擠壓、離心鑄造或爆炸復合等方式提供；
2.對復合管坯進行真空退火。為避免在大氣狀態下退火而導致的較重氧化皮，宜采用真空退火。退火溫度為580-650°C 1小時(不同鋼種溫度有所偏差，本溫度限于鈦與 20鋼復合管坯)，隨爐空冷。退火加熱溫度小于15°C /分鐘；
3.用二輥或三輥冷軋管機進行冷加工。一道次加工變形率30-50%，二道次加工變形率在20-30% ；
4.進行真空熱處理，熱處理溫度在380-450°C均可(不同鋼種溫度有所偏差，本溫度限于鈦與20鋼復合管坯)，隨爐空冷；退火加熱溫度小于15°C /分鐘；
5.切頭去毛刺，矯直，定尺；
6.如需要進行表面拋光，隨后檢驗、包裝、入庫。
權利要求
1.鈦鋼復合管道，由純鈦與碳素鋼或其他鋼種制得，其特征在于采用無縫純鈦管和無縫碳素鋼管制得，為雙層結構，內層為純鈦管，外層為碳素鋼或其他鋼種。
2.根據權利要求1所述的鈦鋼復合管道的制備方法，其特征在于將內層為純鈦管、外層為碳素鋼管加工成復合管道，步驟如下1)在外層為碳素鋼管加熱200至450°C的條件下將內層純鈦管塞入到外層碳素鋼管內得鈦鋼復合管坯，內層純鈦管的外徑與外層碳素鋼管的內徑相同，內層純鈦管的外徑為70-200mm時，內層純鈦管的外徑與外層碳素鋼管的內徑的的尺寸誤差為3mm以內；塞入至外層碳素鋼時采用液壓施加，得到鈦鋼復合管坯；2)鈦鋼復合管坯放入真空退火爐內進行退火處理，退火溫度為580-650°C，退火后鈦鋼復合管進行端部整理，對管端部錐擴；3)隨后進行冷軋成型，即以冷軋管機冷軋塑形成型而實現管道內外層的機械結合；通過冷軋成型，獲得最終各種成品尺寸；4)成品的真空退火、退火溫度為380-450°C ；5)再進行切頭、矯直、入庫。
3.根據權利要求2所述的鈦鋼復合管道的制備方法，其特征在于，用二輥或三輥冷軋管機進行二道或更多道次的冷軋，一道次加工變形率30-50%，二道次加工變形率在 20-30%。
4.根據權利要求2所述的鈦鋼復合管道的制備方法，其特征在于，退火加熱溫度小于 15°C /分鐘。
全文摘要
鈦鋼復合管道，由純鈦與碳素鋼或其他鋼種制得，采用無縫純鈦管和無縫碳素鋼管制得，為雙層結構，內層為純鈦管，外層為碳素鋼或其他鋼種。制備方法將內層為純鈦管、外層為碳素鋼管加工成復合管道，將內層為純鈦管先塞入外層碳素鋼時采用液壓施加且對外碳素鋼管加熱，得到鈦鋼復合管坯；鈦鋼復合管坯放入真空退火爐內進行退火處理；隨后進行冷軋成型，成品的真空退火、退火溫度為380-450℃；再進行切頭、矯直、入庫。具有較高強度、較好的貼合度、同時具有質量輕、比強高、內層耐腐蝕、外層耐壓等特點。
文檔編號F16L9/02GK102537531SQ20111040034
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月6日 優先權日2011年12月6日
發明者徐國俊, 李弘緣, 王戈, 葛偉, 袁曉芳, 鄧寧嘉, 馬青華 申請人:中國人民解放軍海軍裝備技術研究所, 南京寶泰特種材料股份有限公司