專(zhuān)利名稱(chēng)：涂覆用于傳送氣態(tài)氧的管道元件或裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可用于氣態(tài)氧管道設(shè)備的涂覆厚的涂層的方法。
技術(shù)背景氣態(tài)氧管道的i殳備和附件，例如閥、旋塞、止回閥、過(guò)濾器、管、法 蘭等，通常傳統(tǒng)上由合金化的、輕度合金化的或者未合金化的鋼類(lèi)材料制成。最普遍使用的材料是被稱(chēng)為"碳鋼"或不銹鋼的鋼。這些材料參與組成這些設(shè)備的龐大的部件，例如這種設(shè)備的體部或外 殼或者組成這種設(shè)備的其他部件。具有高含量的鎳和/或銅的蒙乃爾合金(Monel)或銅鎳合金類(lèi)型的合 金由于其非常高的成本和特有的應(yīng)用方面的困難而很少被使用。構(gòu)成每個(gè)氣態(tài)氧管道設(shè)備的承壓外殼的部件，即，主要是體部、蓋、 法蘭等，通常由一種或多種單金屬同質(zhì)材料組成。目前，參與組成這些龐大部件的碳鋼或不銹鋼在使用安全性方面、在 存在氧的情況下根據(jù)壓力保持和擴(kuò)散燃燒的能力方面具有很大缺點(diǎn)。豁免 壓力(exemption pressure)的概念是一個(gè)在CGA 4. 4和IGC 13/02意義 下的參考值，并且對(duì)于鋼根據(jù)等級(jí)和厚度設(shè)置在0. 2xl06Pa和2. 6xl0叩a (=2和26 barg -29到375 Psig)之間。另一方面，鎳、銅以及具有很高鎳銅含量-即通常含有至少60%重量 比的鎳或銅-的合金，具有大約200 bar的豁免壓力，根據(jù)材料的組成在 某些情況下甚至更高，并且具有不會(huì)保持和擴(kuò)散燃燒的性能。由于上述原因，為了防止和降低危險(xiǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谘b配到氧管道
上的由鋼制成的設(shè)備，通常將最大工作壓力限制在低于豁免壓力的水平， 或者將設(shè)備安置在屏障或其他用于周?chē)藛T和裝備的保護(hù)裝置后面，或者 使用上述合適的豁免材料。然而這些方案遠(yuǎn)不能令人滿(mǎn)意，原因在于，首先，使用鋼可能導(dǎo)致"逆燃(flash back)"類(lèi)型的事件，即使在保護(hù)室內(nèi)也是如此，并且導(dǎo)致產(chǎn) 生相當(dāng)大的損害。其次，使用鋼以外的材料會(huì)導(dǎo)致更高的制造成本并且通 常會(huì)使設(shè)備的實(shí)際制造復(fù)雜化，這是因?yàn)槭褂眠@些材料比使用鋼更困難。 另外，已知描述各種涂層的制造的下述文件US-A-6089828教導(dǎo)了在燃?xì)鉁u輪元件上形成由鋁合金和青銅構(gòu)成的 耐磨涂層。JP-A-57070306和US-A-2300400描述了由鎳/鉻類(lèi)型的合金形成的涂層。EP-A-825272涉及通過(guò)熱噴涂由銅、鉛和青銅組成的涂層進(jìn)行的生產(chǎn)。 JP-A-2001323361提供了基于鎳/鋁合金的涂層。 然而，所有這些方案都不能解決上述問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容那么，現(xiàn)在的問(wèn)題是提供一種設(shè)備或這種設(shè)備的元件，該設(shè)備或元件 設(shè)計(jì)成用于設(shè)置在傳送加壓氧的管道上，并且不具有現(xiàn)有技術(shù)中的i殳備的 上述危險(xiǎn)和缺點(diǎn)。因此，本發(fā)明的方案是一種用于生產(chǎn)由鋼或合金鋼制成的設(shè)備或設(shè)備 元件的方法，該設(shè)備或設(shè)備元件能夠在使用過(guò)程中與加壓氧接觸。其中，以便在所述表面上得到至少一個(gè)厚度小于或等于5mm的涂層，其特征在于， 所述噴涂材料選自鎳以及鎳和銅的合金。換句話(huà)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的方法，在由鋼或合金剛制成的設(shè)備或設(shè)備元 件的表面上沉積有至少 一個(gè)由鎳或鎳/銅合金形成的保護(hù)層。在使用期間， 所迷表面可與加壓氧接觸，以便通過(guò)一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層保護(hù)該表面，從而
避免了上述問(wèn)題。根據(jù)情況，本發(fā)明的方法可包括下述特征中的一個(gè)或多個(gè) 一生成厚度為0. lmm到5mm的涂層。 -所述元件或設(shè)備由鋼、鑄鐵或不銹鋼制成。-所述元件或設(shè)備具有腔室或內(nèi)部通道，所述涂層覆蓋在所述腔室或 所述內(nèi)部通道的至少部分內(nèi)壁上。-該噴涂材料是鎳或主要由鎳和銅組成的合金，并且還可以附加地包 括一些合金元素例如鉻或鈷。-該噴涂材料是純鎳或鎳/銅合金(NiCu)，該合金含有多達(dá)60%重量 比的銅，其余為鎳。-所述涂層通過(guò)熱等離子噴涂生成，即通過(guò)"噴射等離子體(blown plasma) ，， 、 APS (空氣等離子體噴射)或HV0F (高速氧燃料)類(lèi)型的方 法生成。-所述涂層通過(guò)使用選自氬、氯、氦和氮的氣體作為運(yùn)載氣體的噴射 等離子體生成。-生成由優(yōu)選陶瓷類(lèi)型的完全氧化的第二種材料制成的作為附加保護(hù) 層的涂層。實(shí)際上，產(chǎn)生燃燒需要三個(gè)要素，即氧化劑、燃料和能量。由 于這個(gè)原因，有必要在關(guān)鍵部位增加第二個(gè)氧化物層，該氧化物層將形成 熱障并且將減少由摩擦或磨損產(chǎn)生的熱(能量)，從而增強(qiáng)安全性。-所述新的或現(xiàn)有的設(shè)備選自閥體、回轉(zhuǎn)部件或任何其他氣態(tài)氧管道 設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種設(shè)備或設(shè)備元件，例如管道系統(tǒng)的單個(gè)元件，如法 蘭、直段、側(cè)支、肘管、T形接頭、縮徑管(reduction pipe)等，它們 被設(shè)計(jì)成在使用過(guò)程中與加壓氧接觸，并且包括由鋼或合金鋼制成的體部， 其特征在于，在所述體部的至少部分表面上包含至少一層涂層，該涂層的 材料選自鎳以及鎳和銅的合金，所述涂層的厚度小于或等于5mm。此外，本發(fā)明還涉及一種使用至少一個(gè)氧管道傳送加壓氧的方法，在 該管道中氧在壓力下被傳送，其特征在于，根據(jù)本發(fā)明或通過(guò)根據(jù)本發(fā)明
的生產(chǎn)方法得到的設(shè)備或設(shè)備元件，例如管道系統(tǒng)的元件，設(shè)置在所述管 道上并與在所述管道中流通的加壓氧接觸。換句話(huà)說(shuō)，本發(fā)明通過(guò)將鎳或鎳/銅和/或氧化物類(lèi)型的豁免材料熱噴 涂在設(shè)計(jì)成針對(duì)氧工作的任何設(shè)備或設(shè)備元件 一尤其是管道系統(tǒng)-的受到氧的壓力的內(nèi)壁或外壁上，以形成一層或多層通常為1到5mm的涂層，從 而提高了由鋼或合金鋼制成的設(shè)計(jì)成與氧接觸的設(shè)備的安全性。優(yōu)選地，設(shè)備的機(jī)械界面覆蓋涂層，而無(wú)論它是新的設(shè)備還是必須被 改進(jìn)的用舊的設(shè)備。按照本發(fā)明的涂覆工藝，以這種方式處理過(guò)的裝置或設(shè)備可用于在下迷條件下針對(duì)氧工作-容納在工作中的設(shè)備內(nèi)的氧可小于或等于100%，-工作中的設(shè)備的工作壓力最大可以為50xl06Pa ( 500 bara),但 通常至少為25 x l()6Pa ( 250 bara )，以及-設(shè)備的工作溫度設(shè)置在-40x:和+2oot:之間。因此，以這種方式處理過(guò)的裝置或i殳備與由堅(jiān)固的豁免材料制成的相 同裝置具有相同的安全性和可靠性條件。


附圖中給出了本發(fā)明的實(shí)施例的示例。
具體實(shí)施方式
附圖中示出通常用在氧管道2上的具有控制桿10 (此處位于關(guān)閉位 置)的"門(mén)"型全徑閥(full-bore valve) 1，所述氧管道2的安全性已 經(jīng)通過(guò)本發(fā)明得到改善。更確切地說(shuō)，在閥1的內(nèi)表面4， 5， 6-即在閥l的使用過(guò)程中與氧3 直接接觸的表面4， 5， 6 -以及在待涂覆的機(jī)械連接部的界面7， 8， 9上 涂覆涂層。通過(guò)利用上述"噴射等離子體"類(lèi)型的熱噴涂的沉積方法形成鎳涂層。
應(yīng)該指出，這種涂層還使得修復(fù)基材的任何孔隙成為可能。如上所述，本發(fā)明不限于閥的涂層，而是適用于傳送高壓氧的任何元 件或設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)由鋼或合金鋼制成的設(shè)備或設(shè)備元件的方法，該設(shè)備或設(shè)備元件能夠在使用過(guò)程中與加壓氧接觸。其中，通過(guò)將噴涂材料熱噴涂在所述元件或設(shè)備的至少部分表面上來(lái)生成涂層，以便在所述表面上得到至少一層厚度小于或等于5mm的涂層，其特征在于，所述噴涂材料選自鎳以及鎳和銅的合金。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，生成厚度為0. lmm到 5mm的涂層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述元件或設(shè)備 由鋼、鑄鐵或不銹鋼制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述 元件或i殳備具有腔室或內(nèi)部通道，所述涂層形成在所述腔室或所述內(nèi)部通 道的至少部分內(nèi)壁上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該噴 涂材料是鎳或鎳/銅合金，該合金含有多達(dá)60%重量比的銅，其余為鎳。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述 涂層通過(guò)噴射等離子體、APS或HVOF生成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到6中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述 涂層通過(guò)使用選自氬、氫、氦和氮的氣體作為運(yùn)載氣體的噴射等離子體生 成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1到7中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，生成 由完全氧化的第二種材料制成的作為附加保護(hù)層的涂層，優(yōu)選為附加的陶
9. 根據(jù)權(quán)利要求1到8中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述 元件或設(shè)備選自閥體、回轉(zhuǎn)部件或任何其他氣態(tài)氧管道的設(shè)備，包括管道 系統(tǒng)的元件。
10. —種被設(shè)計(jì)成在使用過(guò)程中與加壓氧接觸并且包括由鋼或合金 鋼制成的體部的設(shè)備或設(shè)備元件，尤其是管道系統(tǒng)的元件，其特征在于， 在所述體部的至少部分表面上包含至少一層涂層，該涂層的材料選自鎳以及鎳和銅的合金，所述涂層的厚度小于或等于5mm。
11. 一種使用至少一個(gè)氧管道傳送加壓氧的方法，在該管道中氧在壓 力下被傳送，其特征在于，如權(quán)利要求10所述的或者通過(guò)權(quán)利要求1到9 中任何一項(xiàng)所述的方法得到的設(shè)備或設(shè)備元件設(shè)置在所述管道上，并與在 所述管道中流通的加壓氧接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)屬于由鋼或合金鋼制成的設(shè)備的裝置或元件的方法，該裝置或元件可在使用期間與加壓氧接觸。本發(fā)明的方法將選自鎳以及銅和鎳的合金的噴涂材料熱噴涂在所述元件或裝置的至少部分表面上來(lái)生產(chǎn)涂層，以便在所述表面上獲得至少一個(gè)厚度小于或等于5mm的涂層。
文檔編號(hào)F27D99/00GK101133179SQ200680006854
公開(kāi)日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2006年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月3日
發(fā)明者A·科爾松, E·法諾 申請(qǐng)人:喬治洛德方法研究和開(kāi)發(fā)液化空氣有限公司