[发明专利]用于连接两个部件的方法及套筒

说明书

技术领域

本发明涉及用于连接至少两个部分例如管子的方法，其中，至少一个部分包括难以焊接的材料，或者是由该材料制成。“难以焊接的材料”这个说法指的是在焊接时至少局部地丧失其机械性能或耐蚀性的材料，例如弥散加强合金(dispersion-strengthened alloy)。

背景技术

对于操作大型化学设施所造成的干扰，将导致生产率明显下降和收益损失，因为该设施每小时都有停工。在所有的工作完成之前，好多日常的维护操作都要求关闭设施的主要部分。一种这样的操作就是替换生产乙烯所用的裂化炉的管子。

用于裂化炉用途例如用于蒸汽裂化室的管子，具有范围900至1200℃的典型的工作温度，这些管子可长达20米，因此很沉重，而它们通常输送腐蚀性的或者含碳的介质。管子主要受到来自外面的辐射及对流电流的热，然而，穿过管子的部件的温度也可以从内部使管子受热。为了抵消这种高的工作温度、高的负荷以及腐蚀性的或碳化的环境，人们采用许多耐热合金比如弥散加强合金。这些合金是专门配制的，其具有合意的性能例如良好的蠕变强度，但是，它们会造成严重的焊接难题。

焊接过程能够引起重新配置，使碳化、氮化和/或氧化的物相聚集或粗化，这样会导致严重地削弱焊缝。在高温下使用合金时，难以达到有效的连接强度。所以，把此种合金焊接在一起时，会使焊缝区域的合金的合意性能丧失。这样会使此种焊缝在裂化炉中的某些部分所经受的高温降不下来。

欧洲专利第1418376号(EP 1418376)提供了一种可选方案用于焊接此种合金。该专利描述了由难以焊接的材料制成的管子在高温下使用的情况，在这些管子的末端部分内外都有螺纹，于是，它们靠螺纹而彼此紧固。此种管子的缺点是，由于在管子上切削螺纹时材料被迫从管子上去除，被连接的管子部分的机械稳定性降低。机械性能较为削弱的结构，会使被连接的管子部分的使用寿命缩短，因此，会增大劳动成本和材料成本。此外，当部件被连接在一起之后，已被连接的管子部分的内表面和/或外表面必须密封，以保持已被连接的管子部分的气密性。所以，制造及安装此种管子比较复杂，而且假如把管子焊接在一起，就更费时间。最后，为了从该专利公开的发明中获益，必须使用带有螺纹的管子替代现有的焊接管子。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于连接至少两个部件例如管子或翅片管的简单方法，其中，至少一个部件包括难以焊接的材料，同时，以能够消除高温环境的良好的机械稳定性，实现连接。

该目的是采用一种包括下述步骤的方法达到的：把部件焊接在一起，接着，使焊缝绝热。由于使焊缝与部件周围的热绝热，难以焊接的材料在焊缝处所经受的温度被降低。所以，流经此种空心部件的任何介质的介质流或成分，都不会像穿过连接结构那样被改变。此外，绝热使绝热体之内的部件的一些部分里的温度得以保持，从而所述部分冷却更慢，因而降低了焊缝遭遇热冲击的风险。绝热还可以保护焊缝，使其免遭机械冲击或化学腐蚀。

本发明的方法可形成封住流体的连接结构，该结构在高温下机械性能稳定，且容易完成，因此可以降低安装及替换的成本。本发明的方法可用于安装含有难以焊接部件的新系统，或者用于改善现有系统，而无须被迫改变此种系统中的材料类型，或无须改变设计方案例如该系统的裂化炉的设计方案。

根据本发明的一个实施例，所述绝热步骤包括：布置具有绝热性能的套筒，以便覆盖所述焊缝以及由所述焊缝连接的靠近所述焊缝的所述部件的区域。此种套筒可以有效地使焊缝绝热，同时，确实降低焊缝所经受的温度，以及当部件冷却时减小温度下降的速度。此种套筒可以布置在所述部件外面和/或该部件里面，这取决于焊缝所暴露处的高温源的位置。因此，根据本发明的又一个实施例，所述热绝热步骤包括：把所述套筒布置在所述焊缝外面以便包围所述焊缝以及所述部件区域，使焊缝相对于所述部件的外部而言形成绝热，这适宜当部件是布置在裂化炉中的管子并从外面受热的情况下采用。

根据本发明的另一个实施例，在该实施例中，至少其被所述焊缝连接的区域是空心的部件，例如管子，将被连接，所述热绝热步骤包括：把所述套筒布置在所述部件里面，以便包围所述焊缝以及最靠近焊缝的部件的所述区域，使焊缝相对于所述部件的内部而言形成绝热。

根据本发明的另一个实施例，套筒包括外护套，该护套例如由金属或陶瓷制成，至少局部填充了耐熔材料例如陶瓷纤维，该材料布置在所述焊缝外面。