专利名称：一种金属管内壁涂层感应加热熔结方法
技术领域：
本发明属于管内壁涂层熔结技术领域，具体涉及一种金属管内壁涂层感应加热熔结方法。
背景技术：
石油套管内壁、水泥输送管内壁、电厂煤粉管道内壁等多个行业中的金属管道内壁都存在着金属管内壁的腐蚀和磨损问题。对于一般的腐蚀问题可采用高分子防腐涂料， 但不适宜于苛刻腐蚀环境下，更不适合高温或磨损工矿条件下。而对于磨损问题除提高本体材料的硬度来提高耐磨损外，一般考虑工作表面采用高硬度的陶瓷涂层，但对于管道内冲刷腐蚀磨损，更好的措施是进行表面熔覆一层高硬度耐蚀合金涂层，但面临的困难除选择合适的涂覆工艺获得均勻的金属粉末浆料涂层外，还需要解决涂层熔覆的合适的加热、 保温与冷却方式。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种金属管内壁涂层感应加热熔结方法，该方法对浆料涂层可以实现精准的熔覆温度和熔结深度控制，并且快速完成浆料涂层的冶金结合，获得高品质的功能金属粉末涂层。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是一种金属管内壁涂层感应加热熔结方法，包括如下步骤步骤1 金属管内壁浆料涂层真空干燥将涂有金属粉末浆料涂层的金属管置于真空干燥炉中干燥，干燥温度为60 90°C，干燥时间为2 4h ；步骤2 感应加热前准备工作，包括如下步骤(1)将步骤1干燥后的金属管置于加热台架上，一端置于加热台架的从动支撑架上，用法兰静密封，另一端置于加热台架的主动支撑架上；(2)依据金属管内径，选取外径小于金属管内径1 5mm感应加热线圈，感应加热线圈上设有比感应加热线圈长度长的支撑杆，支撑杆穿过主动支撑架上法兰将感应加热线圈伸入金属管内，主动支撑架上法兰与支撑杆采用动密封；(3)将感应加热线圈通水冷却至室温；步骤3 感应加热浆料涂层，包括如下步骤(1)根据金属粉末浆料涂层的熔点确定感应加热温度，感应加热温度比金属粉末浆料涂层的熔点低20 50°C ；(2)根据涂层厚度确定感应加热线圈的加热频率，涂层厚度越厚，感应加热频率越低；(3)开动主动支撑架上法兰拖动电机以30 120rpm的转速旋转金属管，通过从动支撑架上法兰上进气孔通入惰性保护气体；(4)启动感应加热线圈的加热电源，并启动金属管横向行走控制，单向加热到从动支撑架上法兰处，迅速返回到主动支撑架上法兰端，重复这一过程，使管内涂层的加热时间为 15 30min ；(5)关闭感应加热线圈的加热电源，自然冷却或通氩气强制冷却到室温；步骤4 打开主动支撑架上法兰，移出金属管，检查金属管内表面质量与尺寸。步骤1所述的金属管为钢管、铜管、铝管或钛管。步骤1所述金属粉末浆料为自熔合金粉末浆料或自熔合金复合物粉末浆料。所述自熔合金为铁基自熔合金或镍基自熔合金。所述自熔合金复合物为添加碳化硅、碳化钛或碳化钨强化物的铁基自熔合金复合物或镍基自熔合金复合物。步骤2中(1)所述的加热台架包括从动支撑架以及和从动支撑架相对应的主动支撑架。步骤2和步骤3所述的感应加热线圈上设有位置传感器和温度传感器，防止线圈与涂层接触短路，并测量涂层温度。步骤3中所述的惰性保护气体为氩气或氮气。与现有技术相比，本发明的有益效果是该方法工装采用成熟的感应加热设备，涂层加热通过通入保护气氛、旋转金属管件以及快速反复等，保证涂层熔覆温度精准、熔结深度调节可控，保证了获得涂层内在品质和高的表面质量，且尺寸精度高。该方法实施方便， 适合于较长管线(长达5米以上)的涂覆层进行高质量熔覆，获得高品质熔覆涂层。
具体实施例方式下面用具体实施方式
对本发明作更详细的说明。实施例1 本实施例一种金属管内壁涂层感应加热熔结方法，钢管内径为125mm，铁基自熔合金粉末浆料涂层厚度为1mm，包括如下步骤步骤1 管内壁浆料涂层真空干燥将涂有铁基自熔合金粉末浆料涂层的钢管置于真空干燥炉中干燥，干燥温度为60°C，干燥时间为4h ；步骤2 感应加热前准备工作，包括如下步骤(1)将步骤1干燥后的钢管置于加热台架上，一端置于加热台架的从动支撑架上， 用法兰静密封，另一端置于加热台架的主动支撑架上；(2)选取外径为123mm的感应加热线圈，感应加热线圈上设有比感应加热线圈长度长的支撑杆，支撑杆穿过主动支撑架上法兰将感应加热线圈伸入钢管内，主动支撑架上法兰与支撑杆采用动密封；(3)将感应加热线圈通水冷却至室温；步骤3 感应加热浆料涂层，包括如下步骤(1)根据铁基自熔合金粉末浆料涂层的熔点确定感应加热温度，确定感应加热温度为 IlSO0C ；(2)确定感应加热线圈的加热频率为300kHz ；(3)开动主动支撑架上法兰拖动电机以30rpm的转速旋转钢管，通过从动支撑架上法兰上进气孔通入氩气作为保护气体；
(4)启动感应加热线圈的加热电源，并启动钢管横向行走控制，单向加热到从动支撑架上法兰处，迅速返回到主动支撑架上法兰端，重复这一过程，使钢管内涂层的加热时间为 15min ；(5)关闭感应加热线圈的加热电源，自然冷却或通氩气强制冷却到室温；步骤4 打开主动支撑架上法兰，移出钢管，检查钢管内表面质量与尺寸。实施例2:本实施例一种金属管内壁涂层感应加热熔结方法，铜管内径为180mm，添加碳化硅强化物的铁基自熔合金复合物粉末浆料涂层厚度为1. 5mm，包括如下步骤步骤1 管内壁浆料涂层真空干燥将涂有添加碳化硅强化物的铁基自熔合金复合物粉末浆料涂层的铜管置于真空干燥炉中干燥，干燥温度为75°C，干燥时间为池；步骤2 感应加热前准备工作，包括如下步骤(1)将步骤1干燥后的铜管置于加热台架上，一端置于加热台架的从动支撑架上， 用法兰静密封，另一端置于加热台架的主动支撑架上；(2)选取外径为175mm的感应加热线圈，感应加热线圈上设有比感应加热线圈长度长的支撑杆，支撑杆穿过主动支撑架上法兰将感应加热线圈伸入铜管内，主动支撑架上法兰与支撑杆采用动密封；(3)将感应加热线圈通水冷却至室温；步骤3 感应加热浆料涂层，包括如下步骤(1)根据添加碳化硅强化物的铁基自熔合金复合物粉末浆料涂层的熔点确定感应加热温度，确定感应加热温度为1190°C ；(2)确定感应加热线圈的加热频率为250kHz ；(3)开动主动支撑架上法兰拖动电机以SOrpm的转速旋转铜管，通过从动支撑架上法兰上进气孔通入氩气作为保护气体；(4)启动感应加热线圈的加热电源，并启动铜管横向行走控制，单向加热到从动支撑架上法兰处，迅速返回到主动支撑架上法兰端，重复这一过程，使铜管内涂层的加热时间为 22min ；(5)关闭感应加热线圈的加热电源，自然冷却或通氩气强制冷却到室温；步骤4 打开主动支撑架上法兰，移出铜管，检查铜管内表面质量与尺寸。实施例3 本实施例一种金属管内壁涂层感应加热熔结方法，铝管内径为300mm，添加碳化钛强化物的镍基自熔合金复合物粉末浆料涂层厚度为2mm，包括如下步骤步骤1 管内壁浆料涂层真空干燥将涂有添加碳化钛强化物的镍基自熔合金复合物粉末浆料涂层的铝管置于真空干燥炉中干燥，干燥温度为90°C，干燥时间为池；步骤2 感应加热前准备工作，包括如下步骤(1)将步骤1干燥后的铝管置于加热台架上，一端置于加热台架的从动支撑架上， 用法兰静密封，另一端置于加热台架的主动支撑架上；(2)选取外径为295mm的感应加热线圈，感应加热线圈上设有比感应加热线圈长度长的支撑杆，支撑杆穿过主动支撑架上法兰将感应加热线圈伸入铝管内，主动支撑架上法兰与支撑杆采用动密封；
(3)将感应加热线圈通水冷却至室温；步骤3 感应加热浆料涂层，包括如下步骤(1)根据添加碳化钛强化物的镍基自熔合金复合物粉末浆料涂层的熔点确定感应加热温度，确定感应加热温度为(1200°C )；(2)确定感应加热线圈的加热频率为IOOkHz ；(3)开动主动支撑架上法兰拖动电机以120rpm的转速旋转铝管，通过从动支撑架上法兰上进气孔通入氩气作为保护气体；(4)启动感应加热线圈的加热电源，并启动铝管横向行走控制，单向加热到从动支撑架上法兰处，迅速返回到主动支撑架上法兰端，重复这一过程，使铝管内涂层的加热时间为 30min ；(5)关闭感应加热线圈的加热电源，自然冷却或通氩气强制冷却到室温；步骤4 打开主动支撑架上法兰，移出铝管，检查铝管内表面质量与尺寸。
权利要求
1.一种金属管内壁涂层感应加热熔结方法，其特征在于包括如下步骤步骤1 金属管内壁浆料涂层真空干燥将涂有金属粉末浆料涂层的金属管置于真空干燥炉中干燥，干燥温度为60 90°C，干燥时间为2 4h ；步骤2 感应加热前准备工作，包括如下步骤(1)将步骤1干燥后的金属管置于加热台架上，一端置于加热台架的从动支撑架上，用法兰静密封，另一端置于加热台架的主动支撑架上；(2)依据金属管内径，选取外径小于金属管内径1 5mm感应加热线圈，感应加热线圈上设有比感应加热线圈长度长的支撑杆，支撑杆穿过主动支撑架上法兰，将感应加热线圈伸入金属管内，主动支撑架上法兰与支撑杆采用动密封；(3)将感应加热线圈通水冷却至室温；步骤3 感应加热浆料涂层，包括如下步骤(1)根据金属粉末浆料涂层的熔点确定感应加热温度，感应加热温度比金属粉末浆料涂层的熔点低20 50°C ；(2)根据涂层厚度确定感应加热线圈的加热频率，涂层厚度越厚，感应加热频率越低；(3)开动主动支撑架上法兰拖动电机以30 120rpm的转速旋转金属管，通过从动支撑架上法兰上进气孔通入惰性保护气体；(4)启动感应加热线圈的加热电源，并启动金属管横向行走控制，单向加热到从动支撑架上法兰处，迅速返回到主动支撑架上法兰端，重复这一过程，使管内涂层的加热时间为 15 30min ；(5)关闭感应加热线圈的加热电源，自然冷却或通氩气强制冷却到室温；步骤4:打开主动支撑架上法兰，移出金属管，检查金属管内表面质量与尺寸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤1所述的金属管为钢管、铜管、铝管或钛管。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤1所述金属粉末浆料为自熔合金粉末浆料或自熔合金复合物粉末浆料。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述自熔合金为铁基自熔合金或镍基自溶合金。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述自熔合金复合物为添加碳化硅、碳化钛或碳化钨强化物的铁基自熔合金复合物或镍基自熔合金复合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤2和步骤3所述的感应加热线圈上设有位置传感器和温度传感器，防止线圈与涂层接触短路，并测量涂层温度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤3中所述的惰性保护气体为氩气或氮气。
全文摘要
一种金属管内壁涂层感应加热熔结方法，首先对管内壁浆料涂层真空干燥，然后进行感应加热前准备工作将干燥后的金属管置于加热台架上、依据金属管内径选取感应加热线圈并将感应加热线圈伸入金属管内以及将感应加热线圈通水冷却至室温；随后感应加热浆料涂层确定感应加热温度、确定感应加热线圈的加热频率、开动电机旋转金属管、加热金属管内涂层以及关闭感应加热线圈的加热电源，金属管冷却到室温；最后打开主动支撑架上法兰，移出金属管，检查金属管内表面质量与尺寸；该方法对浆料涂层可以实现精准的熔覆温度和熔结深度控制，并且快速完成浆料涂层的冶金结合，获得高品质的功能金属粉末涂层。
文档编号C23C24/10GK102560476SQ201110458509
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者席生岐, 王春昌 申请人:席生岐, 陕西天元材料保护科技有限公司