一种金属管道表面在线合金化装置制造方法及图纸

一种金属管道表面在线合金化装置，将待合金化金属管道置于前输送机构上，同时开启气体进气阀门，确保待合金化金属管道处于惰性环境中；在前输送机构作用下，待合金化金属管道首先穿过快速加热系统后升温至所需温度，达到金属管道合金化条件，然后在保温系统中行进保温，最后金属管道进入冷却系统中，冷却至100℃以下，完成管道表面合金化处理。整个金属管道在行进过程中处于逆向惰性气体保护环境中。本实用新型专利技术能够很好地完成金属表面合金化所需的苛刻条件(惰性气氛保护、快速升温、高温保温、动态在线等)，并且具有操作简单，效率高，合金化层厚度可控，扩散层质量高等优点。

An on-line alloying device for metal pipe surface

A metal pipe line surface alloying device to be alloyed metal pipe is arranged on the front conveying mechanism, a gas intake valve open at the same time, to ensure the alloying metal pipe in an inert environment; the role of the front conveying mechanism, the alloying metal pipe through the first rapid heating system after heated to the required temperature, reach the metal pipe alloying condition, and then into the insulation in the insulation system of Bank of China, finally into the metal pipe in the cooling system, cooling to 100 DEG, finished alloy pipe surface treatment. The whole metal pipe is in the reverse inert gas protection environment during the course of moving. The utility model can well finish the harsh conditions required for metal surface alloying, including inert atmosphere protection, fast heating, high temperature insulation, dynamic on-line, etc., and has the advantages of simple operation, high efficiency, controllable thickness of alloying layer and high quality of diffusion layer.

【技术实现步骤摘要】
一种金属管道表面在线合金化装置
本技术属于金属管道表面热处理
，具体涉及一种金属管道表面在线合金化装置。
技术介绍
金属管道在实际使用、服役过程中会不可避免的出现管壁的腐蚀、摩擦磨损以及微裂纹等问题，为了保证生产安全、延长管道服役寿命并降低经济成本，需在金属管道服役前对其管壁进行预强化处理，表面合金化是提高管道表面物化性能的有效途径之一。表面合金化是指通过金属原子扩散及与金属表面层发生化学反应等改变基体金属表面的成分和组织的一种技术，在机械制造中主要应用的是铝、铬、硅、钒、锌等的表面合金化层或渗层；一般采用粉末包覆法或者熔盐法，但对于长管道表面的合金化层制备来说，包覆法或者熔盐法成本高、耗时长、效率低、不易实现，若将合金粉末制备成一种金属料浆喷涂于管道表面，之后再对其进行合金化热处理将不失为一种行之有效的方法。金属管道在表面均匀喷涂一层特殊的金属料浆之后，进行合金化热处理将是成功制备合金化层的关键；为了达到理想的合金化热处理效果，经料浆喷涂的金属管道合金化热处理制度将包括预热、快速升温、保温以及冷却等阶段；预热的温度较低，主要目的是烘干金属料浆内部水分及挥发性有机物，确保管道表面与料浆金属粉的充分接触，消除间隙、内孔等缺陷；为防止金属粉末在升温过程中由于出现挥发、变质而造成成分偏差，拟采用快速升温即2min甚至1min之内升温至900℃-1100℃的方式至原子扩散温度，减少升温过程中合金粉的挥发；保温过程确保料浆中金属原子的扩散及与管道表面化学反应的发生，即表面合金化层的形成阶段；全程合金化热处理过程采用惰性气体保护直至冷却至100℃以内以防止管道表面的氧化。对于所要求的快速升温、高温保温、全程惰性环境以及在线动态合金化过程为一体的热处理工艺，目前现有的管道在线热处理装置无法满足此要求并完成表面合金化过程。
技术实现思路
本技术的目的在于针对金属管道表面合金化层制备要求，提供了一种金属管道表面在线合金化装置，该装置能够在线动态快速完成管道表面合金化层的制备，省时、高效。为达到上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种金属管道表面在线合金化装置，包括设备底座、管道输送机构、第一工作台、第二工作台、快速加热系统、保温系统、冷却系统以及电、气柜控制系统；其中，所述第一工作台以及第二工作台设置在设备底座上，冷却系统末端开设有气体进气阀门，通过气体进气阀门通入惰性气体使金属管道全程在气体惰性环境中；管道输送机构、快速加热系统、保温系统以及冷却系统均与电、气柜控制系统相连；金属管道在管道输送机构的作用下，依次经快速加热系统、保温系统和冷却系统完成合金化。本技术进一步的改进在于，快速加热系统包括若干套装于待合金化金属管道上的感应加热线圈及用于控制感应加热线圈的功率控制设备。本技术进一步的改进在于，设备底座上还设置有高度能够调节的支撑平台系统，快速加热系统和保温系统均固定于支撑平台系统顶部。本技术进一步的改进在于，支撑平台系统包括下固定框架和上支撑平台，下固定框架设置有若干用于起支撑作用并能够调节高度的定位光杆，快速加热系统设置在穿出上支撑平台的定位光杆上，保温系统同样设置在穿出上支撑平台的定位光杆上，通过分别调节快速加热系统底部的定位光杆和保温系统底部的定位光杆的高度，使快速加热系统和保温系统位于同一水平轴线上。本技术进一步的改进在于，管道输送机构包括前输送机构以及后牵引机构，前输送机构设置在第一工作台上，后牵引机构设置在冷却系统内；前输送机构以及后牵引机构结构相同；前输送机构和后牵引机构均包括若干滚轮，所有滚轮均通过同步带连接同一台电机。本技术进一步的改进在于，前输送机构、快速加热系统以及保温系统均设置在壳体内，壳体前端开口，壳体末端密封，且前输送机构与快速加热系统之间设置有若干用于夹持金属管道的夹棍，壳体内位于保温系统的末端设置有若干用于夹持金属管道的夹棍，壳体与冷却系统之间密封连接。本技术进一步的改进在于，冷却系统包括带有水套冷却的长方形箱体，箱体内设置有多个用于喷出起保护作用和冷却作用的气体的气环；箱体前端与壳体密封连接。本技术进一步的改进在于，箱体侧壁上设置有能够活动的密封立板。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术在合金化的过程中，待合金化金属管道经输送机构输送至快速加热系统、保温系统以及冷却系统通孔，在穿过的过程中，快速加热系统及保温系统对管道进行快速升温与保温，冷却系统末端通过气体进气阀门逆向通入惰性气体，金属管道全程在逆向气体惰性环境中完成合金化实验过程，输送机构前端为敞开式，确保惰性气体的排放与管道的输送。本技术中快速加热系统和保温系统可对长度在1.2m～50m、管径为20mm～500mm的金属管进行表面合金化过程，且管道在进入快速升温系统时可瞬间完成升温过程，同时在保温系统中完成保温环节。进一步的，同时在冷却系统端采用气环对管道进行气氛冷却，可实现快速冷却。进一步的，通过分别调节快速加热系统底部的定位光杆和保温系统底部的定位光杆的高度，使快速加热系统和保温系统位于同一水平轴线上。进一步的，冷却系统设置有能够活动的密封立板，待金属管完成合金化过程并完全进入到冷却系统冷却之后便可打开密封立板取出管道，然后再关上密封立板，等待下一段完成合金化的金属管道。进一步的，前输送机构、快速加热系统以及保温系统均设置在壳体内，壳体前端开口，壳体末端密封，且前输送机构与快速加热系统之间设置有若干用于夹持金属管道的夹棍，壳体内位于保温系统的末端设置有若干用于夹持金属管道的夹棍，夹棍可以实现不同长度的金属管道的合金化。壳体与冷却系统之间密封连接，使得金属管道从始至终均处于惰性环境中，且金属管道与惰性气体为逆向接触。附图说明图1为本技术的结构装置示意图；图2为实施例1所对应的合金化层组织微观形貌；图3为实施例2所对应的合金化层组织微观形貌。图4为实施例3所对应的合金化层组织微观形貌。图5为实施例4所对应的合金化层组织微观形貌。图中，1为设备底座，2为第一工作台，3为第二工作台，4为支撑平台系统，5为管道输送机构，6为快速加热系统，7为保温系统，8为冷却系统，9为电、气柜控制系统，10为夹辊，11为下固定框架，12为上支撑平台，13为定位光杆，14为前输送机构，15为后牵引机构，16为合金化管道，17为气体进气阀门。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细描述：参见图1，本技术所述的一种金属管道表面在线合金化装置，包括设备底座1、支撑平台系统4、管道输送机构5、第一工作台2、第二工作台3、快速加热系统6、保温系统7、冷却系统8以及电、气柜控制系统9等；其中，所述第一工作台2、第二工作台3及支撑平台系统4下端均固定于设备底座1上，快速加热系统6和保温系统7固定于支撑平台系统4顶部，支撑平台系统4包括下固定框架11和上支撑平台12，下固定框架11设置有若干用于起支撑作用并能够调节高度的定位光杆13，具体的，快速加热系统6设置在穿出上支撑平台12的定位光杆上，同样的，保温系统7设置在穿出上支撑平台12的定位光杆上，通过分别调节快速加热系统6底部的定位光杆和保温系统7底部的定位光杆的高度，可以使快速加热系统6和保温系统7位于同一水平轴线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属管道表面在线合金化装置，其特征在于，包括设备底座(1)、管道输送机构(5)、第一工作台(2)、第二工作台(3)、快速加热系统(6)、保温系统(7)、冷却系统(8)以及电、气柜控制系统(9)；其中，所述第一工作台(2)以及第二工作台(3)设置在设备底座(1)上，冷却系统(8)末端开设有气体进气阀门(17)，通过气体进气阀门(17)通入惰性气体使金属管道全程在气体惰性环境中；管道输送机构(5)、快速加热系统(6)、保温系统(7)以及冷却系统(8)均与电、气柜控制系统(9)相连；金属管道在管道输送机构(5)的作用下，依次经快速加热系统(6)、保温系统(7)和冷却系统(8)完成合金化。

【技术特征摘要】
1.一种金属管道表面在线合金化装置，其特征在于，包括设备底座(1)、管道输送机构(5)、第一工作台(2)、第二工作台(3)、快速加热系统(6)、保温系统(7)、冷却系统(8)以及电、气柜控制系统(9)；其中，所述第一工作台(2)以及第二工作台(3)设置在设备底座(1)上，冷却系统(8)末端开设有气体进气阀门(17)，通过气体进气阀门(17)通入惰性气体使金属管道全程在气体惰性环境中；管道输送机构(5)、快速加热系统(6)、保温系统(7)以及冷却系统(8)均与电、气柜控制系统(9)相连；金属管道在管道输送机构(5)的作用下，依次经快速加热系统(6)、保温系统(7)和冷却系统(8)完成合金化。2.根据权利要求1所述的一种金属管道表面在线合金化装置，其特征在于，快速加热系统(6)包括若干套装于待合金化金属管道(16)上的感应加热线圈及用于控制感应加热线圈的功率控制设备。3.根据权利要求2所述的一种金属管道表面在线合金化装置，其特征在于，设备底座(1)上还设置有高度能够调节的支撑平台系统(4)，快速加热系统(6)和保温系统(7)均固定于支撑平台系统(4)顶部。4.根据权利要求3所述的一种金属管道表面在线合金化装置，其特征在于，支撑平台系统(4)包括下固定框架(11)和上支撑平台(12)，下固定框架(11)设置有若干用于起支撑作用并能够调节高度的定位光杆(13)，快速加热系统(6)设置在穿出上支撑平台(12)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锦阳，鲁金涛，杨珍，周永莉，党莹樱，严靖博，尹宏飞，赵新宝，袁勇，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司，西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11