专利名称：一种钛/钢复合管道及制备方法
一种钛/钢复合管道及制备方法技术领域
用于腐蚀介质输送装备中的钛、钢复合管道，拥有着钛材特有的耐腐蚀性以及钢材本身的高强性。故该管道在腐蚀介质输送领域中有较大前景，如化工介质，海水输送管道等领域，特别适用于造船行业。
背景技术：
上世纪50年代，世界范围内的航空、航天、电子、机械、化工等工业的高速发展，对材料提出了更高、更多、更加苛刻的使用要求，由于复合材料能克服单一材料的局限性，可在一定程度上较好的满足相应的要求，因此复合材料便应运而生，并迅猛发展。
用于腐蚀介质的输送装备中的钛、钢复合管道，有着以下几个主要特点1)外部可承受一定的工作压力。2、内部具有一定的耐腐蚀性能。幻由于钛材的密度较低，所以该复合管道在保证强度和耐腐蚀特性前提下，还可以减轻重量。4)替代单一耐腐蚀材料的使用，可以在一定程度上降低装配制造成本。5)具有良好结合强度。钛、复合管可以避免在外层钢层与电解质溶液(腐蚀介质)直接接触，从而避免产生电偶腐蚀。综合以上因素，该类钛、钢复合管道的应用前景较为开阔。CN200910029877.2给出了热交换器用钛管的加工方法，对钛圆棒热挤压穿孔后进行冷轧、内镗孔、刨皮、酸洗和退火等步骤。
钛以其轻质、高比强、高耐蚀、无磁性等优异的性能被称为“海洋金属”，是船舶项目中最有应用前途的金属材料，被世界各国广泛应用于水面舰船、水下潜艇、深潜器、水中兵器、通讯设备等领域。虽然钛材在船舶管系方面有着较大优势但是由于钛材相对较高的价格，使得项目初期的投入实际成本偏高，导致部分靠计划投入建造的项目上不能大量使用具有良好耐腐蚀性能的钛材。发明内容
本发明的目的在于，为相关特别是造船行业和领域提供安全可靠的耐腐蚀材料、 成本低廉、规格多样化的钛钢复合管道及钛钢复合管道的制备方法。该发明最终使得一些项目不需要投入较大资金就可以充分获得钛管的使用特性，大大降低项目运营和维护成本。
本发明的技术方案是钛钢复合管道，由纯钛与碳素钢或其他钢种制得。采用无缝纯钛管和无缝碳素钢管制得，为双层结构，内层为纯钛管，外层为碳素钢或其他钢种。
钛钢复合管道的制备方法，内层为纯钛管、外层为碳素钢管加工成复合管道，步骤如下1)在外层为碳素钢管加热200至450°C的条件下将内层纯钛管塞入到外层碳素钢管内得钛钢复合管坯，内层纯钛管的外径与外层碳素钢管的内径相同，内层纯钛管的外径为 70-200mm时，内层纯钛管的外径与外层碳素钢管的内径的的尺寸误差为3mm以内；塞入至外层碳素钢时采用液压施加，得到钛钢复合管坯；2)钛钢复合管坯放入真空退火炉内进行退火处理，退火温度为580-650°C，退火后钛钢复合管进行端部整理，对管端部锥扩；3)随后进行冷轧成型，即以冷轧管机冷轧塑形成型而实现管道内外层的机械结合；通过冷轧成型，获得最终各种成品尺寸；4)成品的真空退火、退火温度为380-450°Cj)再进行切头、矫直、入库。
冷轧时用二辊或三辊冷轧管机进行二道以上的冷轧，二道冷轧时的一道次加工变形率30-50 %，二道次加工变形率在20-30 %。
本发明的有益效果是为相关特别是造船行业和领域提供安全可靠的耐腐蚀材料、成本低廉、规格多样化的管道。该发明最终使得一些项目不需要投入较大资金就可以充分获得钛管的使用特性，大大降低项目运营和维护成本。航空、航天、电子、机械、化工
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
本发明所涉钛管2、钢管1复合管道的主要成型方法为将获得的钛、钢复合管坯放入真空退火炉内进行退火处理，退火后进行端部整理，随后进行冷轧成型使其达到使用要求的规格，最后真空退火、切头、矫直、入库。具体工艺步骤为
1.通过合适的方法获得大规格钛、钢复合管坯。本发明所需管坯可由热挤压、离心铸造或爆炸复合等方式提供；
2.对复合管坯进行真空退火。为避免在大气状态下退火而导致的较重氧化皮，宜采用真空退火。退火温度为580-650°C 1小时(不同钢种温度有所偏差，本温度限于钛与 20钢复合管坯)，随炉空冷。退火加热温度小于15°C /分钟；
3.用二辊或三辊冷轧管机进行冷加工。一道次加工变形率30-50%，二道次加工变形率在20-30% ；
4.进行真空热处理，热处理温度在380-450°C均可(不同钢种温度有所偏差，本温度限于钛与20钢复合管坯)，随炉空冷；退火加热温度小于15°C /分钟；
5.切头去毛刺，矫直，定尺；
6.如需要进行表面抛光，随后检验、包装、入库。
权利要求
1.钛钢复合管道，由纯钛与碳素钢或其他钢种制得，其特征在于采用无缝纯钛管和无缝碳素钢管制得，为双层结构，内层为纯钛管，外层为碳素钢或其他钢种。
2.根据权利要求1所述的钛钢复合管道的制备方法，其特征在于将内层为纯钛管、外层为碳素钢管加工成复合管道，步骤如下1)在外层为碳素钢管加热200至450°C的条件下将内层纯钛管塞入到外层碳素钢管内得钛钢复合管坯，内层纯钛管的外径与外层碳素钢管的内径相同，内层纯钛管的外径为70-200mm时，内层纯钛管的外径与外层碳素钢管的内径的的尺寸误差为3mm以内；塞入至外层碳素钢时采用液压施加，得到钛钢复合管坯；2)钛钢复合管坯放入真空退火炉内进行退火处理，退火温度为580-650°C，退火后钛钢复合管进行端部整理，对管端部锥扩；3)随后进行冷轧成型，即以冷轧管机冷轧塑形成型而实现管道内外层的机械结合；通过冷轧成型，获得最终各种成品尺寸；4)成品的真空退火、退火温度为380-450°C ；5)再进行切头、矫直、入库。
3.根据权利要求2所述的钛钢复合管道的制备方法，其特征在于，用二辊或三辊冷轧管机进行二道或更多道次的冷轧，一道次加工变形率30-50%，二道次加工变形率在 20-30%。
4.根据权利要求2所述的钛钢复合管道的制备方法，其特征在于，退火加热温度小于 15°C /分钟。
全文摘要
钛钢复合管道，由纯钛与碳素钢或其他钢种制得，采用无缝纯钛管和无缝碳素钢管制得，为双层结构，内层为纯钛管，外层为碳素钢或其他钢种。制备方法将内层为纯钛管、外层为碳素钢管加工成复合管道，将内层为纯钛管先塞入外层碳素钢时采用液压施加且对外碳素钢管加热，得到钛钢复合管坯；钛钢复合管坯放入真空退火炉内进行退火处理；随后进行冷轧成型，成品的真空退火、退火温度为380-450℃；再进行切头、矫直、入库。具有较高强度、较好的贴合度、同时具有质量轻、比强高、内层耐腐蚀、外层耐压等特点。
文档编号F16L9/02GK102537531SQ20111040034
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者徐国俊, 李弘缘, 王戈, 葛伟, 袁晓芳, 邓宁嘉, 马青华 申请人:中国人民解放军海军装备技术研究所, 南京宝泰特种材料股份有限公司