用于在金属部件中产生耐腐蚀锌-金属氧化物层的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于制造具有耐腐蚀层的成品金属物品或产品的方法，所述耐腐蚀层与将暴露于腐蚀性环境的至少一个其表面的顶部一体或在该顶部内。在一个实施方案中，该制造方法涉及在其暴露于流体的内表面内具有耐腐蚀层的成品金属管道产品且其中所述耐腐蚀层是锌‑金属氧化物层，诸如锌‑铬氧化物层或锌‑混合金属氧化物层。除了制造方法之外，本发明专利技术还提供了具有耐腐蚀层的成品金属物品或产品，所述耐腐蚀层与将暴露于腐蚀性环境的至少一个表面的顶部一体或在该顶部内。

A Method for Generating Corrosion Resistant Zinc-Metal Oxide Layer in Metal Components

The present invention provides a method for manufacturing a finished metal article or product with a corrosion resistant layer integrated with or within the top of at least one of its surfaces to be exposed to a corrosive environment. In one implementation, the manufacturing method relates to a finished metal pipeline product having a corrosion resistant layer on the inner surface of the fluid exposed thereto, and the corrosion resistant layer therein is a zinc-metal oxide layer, such as a zinc-chromium oxide layer or a zinc-mixed metal oxide layer. In addition to the manufacturing method, the present invention also provides a finished metal article or product with a corrosion resistant layer integrated with or within the top of at least one surface to be exposed to a corrosive environment.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在金属部件中产生耐腐蚀锌-金属氧化物层的方法专利技术背景。专利
本专利技术在其各种实施方案中提供了用于制造与金属物品或产品的金属表面的顶部一体的耐腐蚀层的方法，以减小金属表面的腐蚀和金属物质的释放。特别是，本专利技术提供了用于制造具有与暴露表面(诸如金属管的内表面)一体的稳定化的锌-金属氧化物或锌-混合金属氧化物层的成品金属物品或产品的方法，以减小腐蚀和从金属释放金属。本专利技术在其各种实施方案中还提供了具有一体的耐腐蚀层的成品金属物品或产品。相关技术描述在动力产生工业中，水冷体系中的金属腐蚀是主要的可靠性因素。从金属表面释放的金属释放驱动水性腐蚀，其在给定条件下受金属物类控制。任何金属、钢或合金经受这样的腐蚀。释放的物质通常沉积在体系中的任何地方，诸如低流动区域中或传热表面上，引起结垢和效率损失。特别是在核工业中，金属释放是在反应器容器外部产生辐射场的来源。已经开发了众多技术通过保护金属表面免于腐蚀来减少金属腐蚀和金属释放。例如，在核动力应用中，原位处理用于在热功能试验(HFT)期间“预调节”金属表面。在新的加压水反应器(PWRs)中，用给定的化学处理蒸汽发生器管道历时给定的时段以预调节管道的内表面。在沸水反应器(BWRs)中，还可以预调节进水管道和在常规操作期间传输反应器冷却水或可能暴露于反应器冷却水的其他金属表面(例如进水加热器)。这种“预调节”的预期是在金属表面提供稳定的腐蚀膜，该膜会限制随后的腐蚀和在操作期间的金属释放，籍此减少在工厂操作期间放射活性物质在反应器水中的结合。遗憾的是，这种预调节不提供稳定、持久的避免在正常操作期间金属释放的耐腐蚀膜。另外，工厂仅有有限量的时间用于这种预调节并且无法投入数千小时的暴露时间，然而在大多数金属表面上建立稳定的膜可能需要数千小时。因此，需要用于暴露的金属表面的更稳定的耐腐蚀层，特别是在PWR或BWR环境中使用的那些。特别是，需要制备具有与金属产品的暴露表面的顶部一体的更稳定的耐腐蚀层诸如耐腐蚀和相应金属释放的锌-金属氧化物层的金属产品的制造方法。专利技术概述本专利技术提供了一种用于制造在使用时将暴露于至少潜在地腐蚀性或腐蚀性环境中的至少一个其表面的顶部内具有耐腐蚀层的成品金属物品或产品的方法。因此，应该理解的是，在用于制作该成品金属物品或产品的制造过程期间形成耐腐蚀氧化物层，与在制造之后产生保护性层相对，例如通过原位产生保护性层(即，其中该成品金属物品或产品已经完全制造且准备就绪用于其预定用途，已经准备就绪用于这类用途，以及随后，但是在使用前，产生保护性层)。在一个实施方案中，耐腐蚀层是锌-金属氧化物层，其中锌已经结合到金属物品或产品中的金属中且与该金属结合，以形成锌-金属氧化物层。在一个实施方案中，锌-金属氧化物层为锌-铬氧化物层。在另一个实施方案中，耐腐蚀层是锌-混合金属氧化物层，其中锌已经结合到金属物品或产品内的多于一种金属中且与这些金属连接，以形成锌-混合金属氧化物层。应当理解的是，锌-金属氧化物层和锌-混合金属氧化物层比原位制造的类似层更稳定。在一个实施方案中，本专利技术提供了一种用于产生具有耐腐蚀氧化物层的成品金属产品的方法，包括将锌结合到半成品金属产品的至少一个表面中，所述表面在由半成品金属产品生产的成品金属产品的使用期间将暴露，其中所述半成品金属产品包含金属；在锌结合之后使半成品金属产品形成为预定形状的成品金属产品；和在所述形成之后在受控环境中热处理半成品金属产品以在所述至少一个表面的顶部形成锌-金属氧化物层。在一个实施方案中，所述半成品金属产品包含金属，所述金属是铬并且形成的锌-金属氧化物是锌-铬氧化物层。在一个实施方案中，所述受控环境包括氢气和氧气的存在。在另一个实施方案中，本专利技术提供了一种用于产生在金属管的暴露内表面的一部分内具有耐腐蚀氧化物层的金属管的方法，包括将锌结合到包含金属的半成品金属产品的至少一个表面中；由半成品金属产品形成金属管，其中所述至少一个表面是金属管的内表面；在所述形成之后在受控环境中热处理金属管以在金属罐的内表面的顶部内形成锌-金属氧化物层。在一个额外的实施方案中，在所述热处理之后通过皮尔格式轧管或者使用冷拔工艺进一步加工金属管。在另一个实施方案中，将锌结合到已经形成的金属管中，随后热处理，并任选地在所述热处理之后通过皮尔格式轧管或使用冷拔工艺进一步加工。在另一个实施方案中，半成品金属产品包含金属，所述金属是铬，并且形成锌-金属氧化物是锌-铬氧化物层。在一个实施方案中，所述受控环境包括氢气和氧气的存在。在另一个实施方案中，本专利技术提供了具有耐腐蚀表面的金属产品，包含成品金属产品，无需金属的进一步加工即准备就绪待使用，在所述成品金属产品的至少一个表面内具有耐腐蚀层，其中所述耐腐蚀层通过本文所述的方法产生。例如，在一个实施方案中，所述方法包括将锌结合到半成品金属产品的至少一个表面中，所述表面在由半成品金属产品生产的成品金属产品的使用期间将暴露，其中所述半成品金属产品包含金属；在结合之后，使半成品金属产品形成为预定形状的成品金属产品；其中所述半成品金属产品包含金属；在结合锌之后使所述半成品金属产品形成为预定形状的成品金属产品；并且在所述形成之后在受控的环境中热处理半成品金属产品以在所述至少一个表面的顶部内形成锌-金属氧化物层。在一个实施方案中，所述半成品金属产品包含为铬的金属并且形成的锌-金属氧化物为锌-铬氧化物层。在一个实施方案中，所述受控的环境包括存在氢气和氧气。在一个额外的实施方案中，所述金属产品包括管且其中所述耐腐蚀层在管的内部表面内并且其中所述管和耐腐蚀层已经通过本文所述的方法制备。应当理解的是，本专利技术提供了稳定的耐腐蚀层，所述耐腐蚀层在给定的成品金属物品或产品的制造过程期间形成，其与在完成成品金属物品或产品的制造之后原位形成的耐腐蚀层相比更稳定并且具有更长期的可靠性，并且其例如通过将其放置就位和连接以待服务(例如，成品金属管被连接在其待用的工艺中)准备就绪用于服务或使用。因此，本专利技术通过将锌结合到半成品金属物品或产品的给定表面的顶部或上部中提供了该更稳定的耐腐蚀层(即在最后部件制造步骤之前)以确保在制造工艺中使用的随后且最终的热处理产生锌-金属氧化物或锌-混合金属氧化物层并在使用前稳定表面结构。因此，下面的金属的腐蚀可以减少，这可能显著增加资产的可靠性和设备的可用性和效率。这样也减少了否则由于这样的腐蚀出现的任何金属的释放的影响。在核电动力应用中，其中，成品金属物品或产品可以包括用作与加压水反应器(PWR)相关的蒸汽发生器管或进水管或会暴露于来自沸水反应器(BWR)的反应器冷却水的其他金属表面(例如进水加热器)的管，减少金属释放到流体中可以减少否则可能在这些系统中的任何地方所产生的辐射场。相应地，应当理解的是，在一些实施方案中，本专利技术的结果提供了一种部件表面，所述部件表面不需要如在原位中所做的那样的任何长时间的预调节周期来确保最小的腐蚀和金属释放。本专利技术广泛适用于为动力工厂(特别是用于蒸汽发生器、热交换器和水分分离器)制造的任何含铬钢或任何合金(包括无铬合金)的冷却剂回路部件。然而，其还可用于管道和其他相关部件。虽然强调的是新部件制造，该原理适用于已经在服务的化学和/或物理清洗的部件表面，以努力延长寿命并在放回本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于产生具有耐腐蚀层的金属物品的方法，包括：将锌结合到金属物品的至少一个金属表面的至少一部分中，所述金属表面在金属物品的使用期间将暴露；在所述至少一个金属表面的那部分内形成耐腐蚀层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.29 US 62/2479451.一种用于产生具有耐腐蚀层的金属物品的方法，包括：将锌结合到金属物品的至少一个金属表面的至少一部分中，所述金属表面在金属物品的使用期间将暴露；在所述至少一个金属表面的那部分内形成耐腐蚀层。2.权利要求1的方法，其中所述耐腐蚀层包含锌-金属氧化物层。3.权利要求1的方法，其中所述金属表面包含铬并且其中所述锌-金属氧化物层包含锌-铬氧化物层。4.权利要求1的方法，其中所述金属表面包含含有铬的合金。5.权利要求1的方法，其中所述金属表面包含镍-铁-铬轴承钢。6.权利要求1的方法，进一步包括：将第二金属结合到所述至少一个金属表面的那部分中。7.权利要求6的方法，其中所述第二金属包含铬。8.一种用于产生具有耐腐蚀层的金属物品的方法，包括：将锌结合到金属物品的至少一个金属表面的至少一部分中，所述金属表面在金属物品的使用期间将暴露；在所述至少一个金属表面的那部分内形成包含锌-混合金属氧化物的耐腐蚀层。9.权利要求8的方法，其中所述金属表面包含含有铬的合金。10.权利要求8的方法，其中所述金属表面包含镍-铁-铬轴承钢。11.权利要求8的方法，进一步包括：将第二金属结合到所述至少一个金属表面的那部分中。12.权利要求11的方法，其中所述第二金属包含铬。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM里德尔，CA格雷戈里奇，DM维尔斯，
申请(专利权)人：电力研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US