專利名稱：具有抗磨蝕和腐蝕的內(nèi)部覆層的流體容器及海水過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型總體上涉及一種抗腐蝕流體容器及其制造方法。
背景技術(shù)：
流體容器經(jīng)常使用在腐蝕性流體必須與其周圍環(huán)境隔離開的應(yīng)用中。在一種應(yīng)用中，流體容器可以包括入口結(jié)構(gòu)、出口結(jié)構(gòu)和過濾介質(zhì)，并可以用來從流體流中過濾顆粒物質(zhì)。例如，船、石油鉆塔、脫鹽場和發(fā)電廠使用這種“過濾器”在允許水進(jìn)入冷卻系統(tǒng)和/或機(jī)器前去除海水中的碎片和顆粒。在這種應(yīng)用中，含鹽和富氧的海水對與水流接觸的黑色金屬具有很強(qiáng)的腐蝕性。同樣，海水還可能包含可能接觸、撞擊和/或磨蝕容器壁的小顆粒硅石、沙子和/或其它硬顆粒如碳酸鈣(例如碾碎的貝殼)。如果容器壁不足夠堅(jiān)硬，則長時間暴露在這些流動的顆粒中可能導(dǎo)致過度磨損并降低容器的預(yù)期壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容一種流體容器可包括限定空腔的體部結(jié)構(gòu)、限定第一通道的入口結(jié)構(gòu)和限定第二通道的出口結(jié)構(gòu)。體部結(jié)構(gòu)可包括圍繞空腔的覆蓋材料并且可包括圍繞覆蓋材料的金屬基底。第一通道和第二通道與空腔流體連通。與體部結(jié)構(gòu)類似地，入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)各自可包括圍繞相應(yīng)的第一通道和第二通道的覆蓋材料并且可包括圍繞相應(yīng)覆蓋材料的金屬基底。體部結(jié)構(gòu)、入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)各自的覆蓋材料例如通過激光覆層熔合在體部結(jié)構(gòu)、入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)各自的金屬基底上。在一個構(gòu)造中，覆蓋材料可具有按重量計(jì)小于約7%的鐵含量，并且金屬基底可具有按重量計(jì)大于或等于約90到95%的鐵含量。另外，覆蓋材料可包括選自包括鎳、鈷、鉻及其組合的組的元素。將覆蓋材料熔合到金屬基底上的激光覆層方法導(dǎo)致按重量計(jì)小于或等于約4%的焊接稀釋。流體容器的體部結(jié)構(gòu)還可包`括第一端蓋、第二端蓋和中心段，其中，第一端蓋和第二端蓋設(shè)置在中心段的基本相對的端部上，第一端蓋和第二端蓋中的至少一個焊接到中心段上。另外，過濾介質(zhì)可設(shè)置空腔內(nèi)并與第一通道和第二通道中的每一個流體連通。該過濾介質(zhì)操作地定位成使得第一通道和第二通道位于過濾介質(zhì)的基本相對的側(cè)上。在一種構(gòu)造中，過濾介質(zhì)可以是網(wǎng)式過濾器。流體容器的入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)可以都通過分層焊縫連接到體部結(jié)構(gòu)上，其中，分層焊縫包括根焊縫和填料焊縫。在一種構(gòu)造中，根焊縫可以包括選自包括鎳、鈷、鉻及其組合的組的元素。另一方面，本實(shí)用新型還涉及一種海水過濾器，其特征在于，該海水過濾器包括:限定空腔的體部結(jié)構(gòu)，該體部結(jié)構(gòu)包括圍繞所述空腔的覆蓋材料并且包括圍繞該覆蓋材料的金屬基底；限定第一通道的入口結(jié)構(gòu)，第一通道與所述空腔流體連通，入口結(jié)構(gòu)包括圍繞第一通道的覆蓋材料并且包括圍繞該覆蓋材料的金屬基底；限定第二通道的出口結(jié)構(gòu)，第二通道與所述空腔流體連通，出口結(jié)構(gòu)包括圍繞第二通道的覆蓋材料并且包括圍繞該覆蓋材料的金屬基底；和過濾介質(zhì)，該過濾介質(zhì)設(shè)置在所述空腔內(nèi)并與第一通道和第二通道中的每一個流體連通，該過濾介質(zhì)操作地定位成使得第一通道和第二通道位于過濾介質(zhì)的基本相對的側(cè)上；其中，覆蓋材料包括選自包括鎳、鈷、鉻及其組合的組的元素；和其中，體部結(jié)構(gòu)、入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)各自的覆蓋材料通過激光覆層熔合在體部結(jié)構(gòu)、入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)各自的金屬基底上。優(yōu)選地，覆蓋材料具有按重量計(jì)在100份的覆蓋材料中小于或等于7份的鐵含量。優(yōu)選地，金屬基底具有按重量計(jì)在100份金屬基底中大于或等于90到95份的鐵含量。優(yōu)選地，可歸因于激光覆層的覆蓋材料的焊接稀釋為按重量計(jì)在100份的熔合的覆蓋材料中含有小于或等于4份的金屬基底。優(yōu)選地，體部結(jié)構(gòu)包括第一端蓋、第二端蓋和中心段，第一端蓋和第二端蓋設(shè)置在中心段的基本相對的端部上；并且第一端蓋和第二端蓋中的至少一個焊接到中心段上。優(yōu)選地，A 口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)都通過分層焊縫連接到體部結(jié)構(gòu)上，分層焊縫包括根焊縫和填料焊縫，并且根焊縫包括選自包括鎳、鈷、鉻及其組合的組的元素。類似地， 一種制造流體容器、例如海水過濾器的方法可以包括:將粉狀覆蓋材料通過激光覆層熔合到體部結(jié)構(gòu)、入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面上，并且將入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)都焊接到體部結(jié)構(gòu)上。在一個實(shí)施例中，體部結(jié)構(gòu)、入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)都可包括金屬基底，金屬基底各自具有按重量計(jì)大于或等于約90到95%的鐵含量。另外，粉狀覆蓋材料可具有按重量計(jì)小于或等于約7%的鐵含量，并且可包括選自包括鎳、鈷、鉻及其組合的組的元素。焊接工藝可包括形成根焊縫和形成填料焊縫；其中，根焊縫材料可包括選自包括鎳、鈷、鉻及其組合的組的元素。另外，覆蓋材料可進(jìn)行后續(xù)處理，例如粗加工或加工硬化。最后，該方法可包括將過濾介質(zhì)放置在體部結(jié)構(gòu)中，該過濾介質(zhì)與入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)中的每一個流體連通，該過濾介質(zhì)操作地定位成使得入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)位于過濾介質(zhì)的基本相對的側(cè)上。上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)可以從
以下結(jié)合附圖對實(shí)施本實(shí)用新型的最佳方式的詳細(xì)描述中清楚看出。

圖1是海水過濾器的實(shí)施例的透視圖。圖2是圖1中的海水過濾器的示意性橫截面圖。圖3是將覆蓋材料施加到管狀金屬基底上的激光覆層裝置的透視圖。圖4是圖3中提供的金屬基底和覆蓋材料沿線4-4的示意性橫截面圖。圖5是圖2中標(biāo)有“A”部分的示意性放大橫截面圖，示出抗腐蝕焊接接頭的一個實(shí)施例。圖6是示出制造具有抗腐蝕和磨蝕的內(nèi)部覆層的流體容器的方法的實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施方式
[0023]參照附圖，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。圖1總體上示出流體容器10，該流體容器10具有體部結(jié)構(gòu)12、入口結(jié)構(gòu)14和出口結(jié)構(gòu)16。在一種構(gòu)造中，體部結(jié)構(gòu)12可由管狀中心段18、第一端蓋20和第二端蓋22構(gòu)成，其中，如圖所示，第一和第二端蓋20、22設(shè)置在中心段18的基本相對的端部上。各個端蓋20、22可以利用緊固裝置連接到中心段18上，其中，緊固裝置可選擇成在各端蓋20、22和中心段18之間提供基本防水的密封。例如，如圖1所示，第一端蓋20利用多個螺栓(例如，螺栓24)可拆卸地連接到中心段18上，螺栓將端蓋20聯(lián)接到中心段18的相配合的凸緣上。相反地，第二端蓋22通過焊接26剛性連接到中心段18上。如圖2中的流體容器10的橫截面圖所示，體部結(jié)構(gòu)12可總體上限定空腔28。類似地，入口結(jié)構(gòu)14可限定第一通道30，出口結(jié)構(gòu)16可限定第二通道32。第一和第二通道30、32可各自與空腔28流體連通，從而入口結(jié)構(gòu)14可允許流體流34流入空腔28，出口結(jié)構(gòu)16可允許流體流36流出空腔28。然而，各流體流34、36的方向和數(shù)量不應(yīng)當(dāng)用于限制本實(shí)用新型的范圍。在一個實(shí)施例中，流體容器10可包括過濾介質(zhì)38，過濾介質(zhì)38設(shè)置在空腔28內(nèi)并與第一和第二通道30、32中的每一個流體連通。過濾介質(zhì)38可操作地定位成使得通過第一通道30供給的基本所有流體流34在流出第二通道32之前必須通過過濾介質(zhì)38(SP，第一通道30和第二通道32位于過濾介質(zhì)38的基本相對的側(cè)上)。在一個實(shí)施例中，過濾介質(zhì)38可以是網(wǎng)式過濾器，該網(wǎng)式過濾器可包括具有多個孔或開口的剛性或柔性網(wǎng)，并可以操作以在流體被允許流過出口結(jié)構(gòu)16之前從入口結(jié)構(gòu)流體流34中分離出沙子或其它小顆粒。網(wǎng)式過濾器上的孔或開口的大小可取決于懸浮在流體中的材料的預(yù)期大小和/或下游系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。體部結(jié) 構(gòu)12、入口結(jié)構(gòu)14和出口結(jié)構(gòu)16可由金屬基底60和覆蓋材料70構(gòu)造而成，其中，覆蓋材料70襯在金屬基底60的內(nèi)表面62上。換句話說，覆蓋材料70可圍繞空腔28、第一通道30和第二通道32，而金屬基底60可圍繞覆蓋材料70。在一種構(gòu)造中，金屬基底60是黑色金屬例如鋼，并且/或者由例如碳鋼、合金鋼、不銹鋼、工具鋼、鑄鐵及其組合形成。這樣，金屬基底60可例如具有按重量計(jì)超過約90-95%的含鐵量(即，按重量計(jì)100份的金屬基底中含有大于或等于約90-95份)。在一個實(shí)施例中，金屬基底60可以是鋼合金，例如，淬火并回火的SAE4340鋼，SAE4340鋼雖然可以比相當(dāng)強(qiáng)度的抗腐蝕材料以較低價格獲得，但其具有較高的強(qiáng)度重量比。然而，不管其強(qiáng)度特性，SAE4340鋼當(dāng)暴露在鹽水中時可能被腐蝕，例如用在海水過濾器中時。因此，覆蓋材料70薄層可用來襯在金屬基底60的內(nèi)表面62上，以增強(qiáng)金屬基底60的硬度、抗磨蝕性和/或抗腐蝕性，如將在下面更詳細(xì)描述的。覆蓋材料70可以包括金屬合金，例如可以包括選自包括鎳、鈷、鉻及其組合的組的元素。鎳和/或鈷可以存在于金屬合金中，以便為覆蓋材料70提供抗腐蝕性。更具體地，鎳和/或鈷在金屬合金中的量為按重量計(jì)在100份的金屬合金中占約I份到約90份。例如，合適的含鎳金屬合金按重量計(jì)在100份的金屬合金中可包括約65份的鎳、約20份的鉻、約8份的鑰、約3.5份的鈮和鉭組合以及約4.5份的鐵，這種含鎳金屬合金可以在紐約新哈特
福德市的Special Metals Corporation的商標(biāo)名丨IVCONE 1^625購得。同樣，合適的
含鈷金屬合金可包括按重量計(jì)約54份的鈷、約26份的鉻、約9份的鎳、約5份的鑰、約3份的鐵、約2份的鎢以及約I份的錳、硅、氮和碳的組合，這種含鈷金屬合金可以在印第安納州
科科莫市的Haynes International公司的商標(biāo)名I丨丨,「Π\〖丨,:/廠下購得。此外，金屬合金
的其它合適的非限制性示例可包括在俄亥俄州克利夫蘭市的Eaton Corporation的商標(biāo)名 EATONITE ABC-LI 合金、賓夕法尼亞州里丁市的 Carpenter Technology Corporation 的
商標(biāo)名MIGRO-MILTe ccw合金和印第安納州歌珊地市的商標(biāo)名SmXITEw；21下購得的合金。在一個實(shí)施例中，為了利于抗腐蝕品質(zhì)，覆蓋材料70的含鐵量按重量計(jì)少于約7%(S卩，按重量計(jì)100份的覆蓋材料中少于或等于7份)。然而，在另一個實(shí)施例中，覆蓋材料70的含鐵量按重量計(jì)可以少于約4%(S卩，按重量計(jì)100份的覆蓋材料中少于或等于約4份)。由于金屬合金包含鎳和/或鈷，因此覆蓋材料70可具有良好的抗腐蝕性。更具體地，在從約-40° C到約50° C的環(huán)境溫度下，覆蓋材料70可以基本抵抗來自海水的腐蝕。換句話說，在內(nèi)部暴露于海水后，覆蓋材料70使得流體容器10的表面氧化降至最小。與淡水形成對比，在此使用的術(shù)語“海水”是指按體積計(jì)在I萬億份海水中具有約31份到約40份的鹽度——即，約31ppt到約40ppt (約3.1%到約4%)——和在4°C下具有約1.025g/ml的密度的水。此外，海水包括一種或多種選擇以下組的離子的溶解鹽，該組包括氯化物、鈉、硫酸鹽、鎂、鈣、鉀、重碳酸鹽、溴化物、硼酸鹽、鍶、氟化物及其組合。海水可包括咸的苦澀的水和鹽水。另外，覆蓋材料70可具有小于或等于-0.200的自腐蝕電位Era 。在此使用的術(shù)語“自腐蝕電位”是指在海水中相對于基準(zhǔn)電極的流向或流出金屬基底60的凈電流的缺失。此外，覆蓋材料70可具有小于或等于大約0.0lOmils每年(Imil=0.001英寸)的腐蝕速率。在此使用的術(shù)語“腐蝕速率”是指每單位時間由腐蝕引起的金屬基底60和/或覆蓋材料70的變化，并表示為每年腐蝕深度的增加。因此,覆蓋材料70可顯示出不易受到來自例如蝕損斑和/或裂紋擴(kuò)展的局部腐蝕。
·[0031]雖然覆蓋材料70的施加將在下面更詳細(xì)地描述，在沉積情況下，覆蓋材料70，例如EATONITE ABC-Ll，可具有在24和30HRC的洛氏C級硬度(根據(jù)ISO測試方法6507-1:2005測量時，在維氏硬度表中為260-302HV30)。通過下面更詳細(xì)描述的加工硬化工藝，覆蓋材料70可達(dá)到硬度從約42到54HRC(在維氏硬度表中為412HV30到約577HV30)的硬度。因此，由于其硬度特征，覆蓋材料70可顯示出優(yōu)良的抗磨損和/或抗磨蝕性能。參照圖3，現(xiàn)在討論施加覆蓋材料70的示例性方法。如圖所示，在入口結(jié)構(gòu)14、出口結(jié)構(gòu)16或體部結(jié)構(gòu)12的中心段18由管狀件制成的流體容器10中，管狀金屬基底60可首先例如使用三爪卡盤102固定在旋轉(zhuǎn)裝置100中。在另外的構(gòu)造中，金屬基底60可例如使用四爪或更多爪卡盤或其它類似夾緊/固定裝置固定。一旦被固定，旋轉(zhuǎn)裝置100就工作，以向金屬基底60施加基本圍繞基底60的中心縱向軸線取向的角旋轉(zhuǎn)104。為了將覆蓋材料施加到金屬基底60的內(nèi)表面62上，熔化裝置110可通過延伸臂112保持在管狀基底60中。該臂可以與金屬基底60基本對齊，這樣它可以在縱向方向114上位移，并延伸進(jìn)入基底60。熔化裝置110例如可以是將覆蓋材料70沉積到金屬基底60上并以導(dǎo)致低焊接稀釋量的方式凝固在基底60上的裝置100。此處使用的“焊接稀釋”是指熔化并隨后熔合到覆蓋材料70中的金屬基底60的量。焊接稀釋通?？梢员硎緸榇嬖谟谧罱K覆層中的基底材料的百分?jǐn)?shù)或比率。在一個實(shí)施例中，可歸因于熔化工藝的焊接稀釋的量按重量計(jì)少于約7% (S卩，按重量計(jì)100份的熔化覆蓋材料中含有少于或等于約7份金屬基底)。然而，在另一個實(shí)施例中，可歸因于熔化工藝的焊接稀釋的量按重量計(jì)可少于約4%(S卩，按重量計(jì)100份的熔化覆蓋材料中含有少于或等于約4份金屬基底)。相比較而言，采用典型的埋弧焊(SAW)或氣體保護(hù)金屬極電弧焊(MIG)技術(shù)施加覆蓋材料70可能導(dǎo)致按重量計(jì)在10%和15%之間的焊接稀釋。在一個實(shí)施例中，熔化裝置110可以是激光覆層裝置，該激光覆層裝置可以采用激光116，例如二極管或YAG激光，將沉積的覆蓋材料70的未加工/粉末形式118熔合到基底60的表面62上。在該工藝中，激光116可首先液化金屬基底60的薄層，其中，裝置110可接著將粉狀、未加工覆蓋材料118注射入由激光116形成的熔化焊接坑中。粉末化的覆蓋材料118可然后熔化并與金屬基底60的熔化的薄層熔合。這樣的工藝可通過使激光最初撞擊入基底60的深度降至最小使焊接稀釋和/或任何相應(yīng)的來自基底60的鐵降至最小，從而使焊坑的深度降至最小。在一個實(shí)施例中，激光覆層工藝可使用能達(dá)到例如3.0kff到5.0kff功率的激光116來執(zhí)行。在將覆蓋材料70施加到金屬基底60的過程中，旋轉(zhuǎn)裝置100可以恒定的角速度使金屬基底60旋轉(zhuǎn)，同時熔化裝置110可將未加工的覆蓋材料118沉積并熔合到表面62上。熔化裝置110可在縱向方向114上相應(yīng)地平移，從而在表面62上產(chǎn)生重疊的螺旋圖案。金屬基底60的旋轉(zhuǎn)速度可取決于基底60的物理尺寸(例如直徑)和覆蓋材料70的期望厚度(即，較快的旋轉(zhuǎn)速度通常產(chǎn) 生較薄的覆層)。另外，熔化裝置UO的平移速度可控制覆蓋材料70的連續(xù)焊珠的重疊量。在一個實(shí)施例中，可在之前沉積的焊珠上以40-50%的重疊量施加覆層(即，覆蓋材料70)。希望具有充分覆蓋整個內(nèi)表面62的重疊量，也就是說，防止金屬基底60暴露在外的量。圖4示出圖3的金屬基底60和沉積的覆蓋材料70沿線4_4的示例性示意性橫截面圖。如圖所示，覆蓋材料70可由沉積在基底60的表面62上的多排120覆蓋材料70構(gòu)成。由于沒有任何后續(xù)加工，這種工藝將導(dǎo)致脊?fàn)钔庥^，其中，連續(xù)排120的重疊量可以控制各排120之間的谷部122的深度(即，較多的重疊通常產(chǎn)生較小的谷部)。另外，金屬基底60的表面62可表現(xiàn)為具有不平坦的深度。這種不平坦的深度可歸因于熔化工藝，其中，激光選擇性地熔化基底60的一部分(例如，較深部124)，以產(chǎn)生由基底60和覆蓋材料70形成的局部合金。在一個實(shí)施例中，覆蓋材料70可以進(jìn)行后續(xù)處理，以提高表面光潔度和/或提高硬度，例如通過加工硬化工藝。覆蓋材料70可以利用任何合適的工藝進(jìn)行粗加工和/或加工硬化。例如，粗加工可以選自包括機(jī)加工、磨削、拋光及其組合的組。作為非限制性示例，覆蓋材料70可以通過磨削裝置例如車床進(jìn)行粗加工。加工硬化可以使覆蓋材料70塑性變形，從而增強(qiáng)其硬度和抗磨損性能。覆蓋材料70可以利用任何合適的產(chǎn)生可控量的塑性變形而不會使覆蓋材料70破裂的工藝加工硬化。例如，覆蓋材料70可以通過例如但不限于輥?zhàn)訚L光、低塑性滾光(LPB)、流動成形、拉延成形、噴丸、聚合物研磨、等徑角擠壓(ECAP)、電磁沖擊成形、擠壓、冷成形、冷軋、拉伸及其組合等工藝進(jìn)行加工硬化。通過一個非限制性的示例，加工硬化可包括利用至少一個有色金屬輥?zhàn)訉Ω采w材料70進(jìn)行輥?zhàn)訚L光。[0039]再次參考圖1-2，在一個實(shí)施例中，體部結(jié)構(gòu)12、入口結(jié)構(gòu)14和出口結(jié)構(gòu)16中的每一個可以在將各個構(gòu)件12、14、16連接在一起之前分別覆蓋上覆蓋材料70。在一種構(gòu)造中，入口結(jié)構(gòu)14和出口結(jié)構(gòu)16分別通過焊接接頭140連接到體部結(jié)構(gòu)12上。為了保持在接頭處的抗腐蝕性，期望采用抗腐蝕焊料進(jìn)行焊接。由于很多抗腐蝕焊料不如鋼焊料強(qiáng)度大，因此同樣也期望焊料的一部分由鋼合金制造。圖5示出圖2中標(biāo)有“A”的部分的示意性放大圖，總體上示出一種既結(jié)實(shí)又抗腐蝕的焊接接頭140的實(shí)施例。如圖所示，焊接接頭140可形成設(shè)置在體部結(jié)構(gòu)12和例如入口結(jié)構(gòu)14之間的通道142中。通道142由設(shè)置在體部結(jié)構(gòu)12和/或入口結(jié)構(gòu)14的一者或兩者上的肩角144形成。焊接接頭140通常是可包括兩層或更多層的分層焊縫:例如，根焊縫150和外部/填料焊縫152。當(dāng)從容器10的外部焊接時，首先施加根焊縫150，即，施加到通道142的“根部”，填料焊縫152通常在其后施加。根焊縫150可以使用常用的抗
腐蝕材料制造，例如，INCONE1."625或eatonite abc-li，并且/或者可包括選自包括鎳、鈷、鉻及其組合的組的元素。根焊縫150可以使入口結(jié)構(gòu)14的覆蓋材料70與體部結(jié)構(gòu)12的覆蓋材料70連接起來，并可以充分防止液體繞過覆蓋材料70與金屬基底60接觸。當(dāng)根焊縫150完成后，可施加填料焊縫152，以使入口結(jié)構(gòu)14與體部結(jié)構(gòu)12進(jìn)一步結(jié)合。填料焊縫152可以使用例如含鐵材料——例如適于焊接應(yīng)用的鋼合金——制造。填料焊縫152可使入口結(jié)構(gòu)14的金屬基底60與體部結(jié)構(gòu)12的金屬基底60結(jié)合起來。同樣，填料焊縫152可以具有與金屬基底60相當(dāng)?shù)挠捕龋⑻峁宇^的加強(qiáng)措施。如可預(yù)料的并且如圖1所示，焊縫140可以圍繞入口結(jié)構(gòu)-體部結(jié)構(gòu)接縫的整個周長以將入口結(jié)構(gòu)14流體密封到體部結(jié)構(gòu)12上的方式延伸。同樣，出口結(jié)構(gòu)16可以采用類似的分層焊接技術(shù)密封到體部結(jié)構(gòu)12上。如可進(jìn)一步預(yù)料的，將第二端蓋22連接到體部結(jié)構(gòu)12的中心段上的焊縫26可以是分層角焊縫(或其它相似類型的焊縫)，這種焊縫采用抗腐蝕的根焊縫來總體上密封覆蓋材料70，接著采用填料焊縫提供增強(qiáng)的強(qiáng)度。
如總體上在圖6的流程圖中所示，制造海水過濾器的方法與上述的類似，可以包括提供體部結(jié)構(gòu)、入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)210，以及可以包括提供粉狀覆蓋材料220。每個結(jié)構(gòu)可包括具有各自內(nèi)表面的金屬基底，且每個都可以具有按重量計(jì)大于或等于90到95%的鐵含量。相反，粉狀覆蓋材料具有按重量計(jì)小于或等于7%的鐵含量，并且可包括選自包括鎳、鈷、鉻及其組合的組的元素。該方法可進(jìn)一步包括通過激光覆層將覆蓋材料熔化在體部結(jié)構(gòu)、入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)各自的內(nèi)表面上230。一旦熔化，覆蓋材料就可進(jìn)行后續(xù)處理240，所述后續(xù)處理包括通過任何合適的工藝進(jìn)行粗加工和/或加工硬化。例如，粗加工可以選自包括機(jī)加工、磨削、拋光及其組合的組。同樣，覆蓋材料可以通過例如但不限于輥?zhàn)訚L光、低塑性滾光(LPB)、流動成形、拉延成形、噴丸、聚合物研磨、等徑角擠壓(ECAP)、電磁沖擊成形、擠壓、冷成形、冷軋、拉伸及其組合等工藝進(jìn)行加工硬化。任何后續(xù)處理240之后，如果可行，入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)可分別焊接到體部結(jié)構(gòu)上250。在一個實(shí)施例中，焊接250可包括形成根焊縫252和形成填料焊縫254，例如以圖5所示的方式。為了提供一定程度的抗腐蝕性，根焊縫可包括選自包括鎳、鈷、鉻及其組合的組的元素。最后，必須將過濾介質(zhì)放置在海水過濾器的體部結(jié)構(gòu)內(nèi)260。如上參照圖2所具體描述的，過濾介質(zhì)可以與入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)中的每一個流體連通，且可操作地定位成入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)位于過濾介質(zhì)的基本相對的側(cè)上。雖然對實(shí)施本實(shí)用新型的最佳方式進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是熟悉本實(shí)用新型所涉及領(lǐng)域的本領(lǐng)域技術(shù)人員會意識到在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用于實(shí)踐本實(shí)用新型的各種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。包含在上述說明書中的或附圖中所示出的所有內(nèi)容都應(yīng)當(dāng)理解為僅是說明性的而不具有限 制性。
權(quán)利要求1.一種流體容器，其特征在于，該流體容器包括: 限定空腔的體部結(jié)構(gòu)，該體部結(jié)構(gòu)包括圍繞所述空腔的覆蓋材料并且包括圍繞該覆蓋材料的金屬基底； 限定第一通道的入口結(jié)構(gòu)，第一通道與所述空腔流體連通，入口結(jié)構(gòu)包括圍繞第一通道的覆蓋材料并且包括圍繞該覆蓋材料的金屬基底； 限定第二通道的出口結(jié)構(gòu)，第二通道與所述空腔流體連通，出口結(jié)構(gòu)包括圍繞第二通道的覆蓋材料并且包括圍繞該覆蓋材料的金屬基底； 其中，體部結(jié)構(gòu)、入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)各自的覆蓋材料通過激光覆層熔合在體部結(jié)構(gòu)、入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)各自的金屬基底上。
2.如權(quán)利要求1所述的流體容器，其特征在于，覆蓋材料具有按重量計(jì)在100份的覆蓋材料中小于或等于7份的鐵含量。
3.如權(quán)利要求2所述的流體容器，其特征在于，金屬基底具有按重量計(jì)在100份金屬基底中大于或等于90到95份的鐵含量。
4.如權(quán)利要求1所述的流體容器，其特征在于，可歸因于激光覆層的覆蓋材料的焊接稀釋為按重量計(jì)在100份的熔合的覆蓋材料中含有小于或等于4份的金屬基底。
5.如權(quán)利要求1所述的流體 容器，其特征在于，體部結(jié)構(gòu)包括第一端蓋、第二端蓋和中心段，第一端蓋和第二端蓋設(shè)置在中心段的基本相對的端部上；并且 第一端蓋和第二端蓋中的至少一個焊接到中心段上。
6.如權(quán)利要求1所述的流體容器，其特征在于，該流體容器還包括過濾介質(zhì)，該過濾介質(zhì)設(shè)置所述空腔內(nèi)并與第一通道和第二通道中的每一個流體連通，該過濾介質(zhì)操作地定位成使得第一通道和第二通道位于過濾介質(zhì)的基本相對的側(cè)上。
7.如權(quán)利要求6所述的流體容器，其特征在于，過濾介質(zhì)是網(wǎng)式過濾器。
8.如權(quán)利要求1所述的流體容器，其特征在于，覆蓋材料包括選自包括鎳、鈷、鉻及其組合的組的元素。
9.如權(quán)利要求1所述的流體容器，其特征在于，入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)都通過分層焊縫連接到體部結(jié)構(gòu)上，分層焊縫包括根焊縫和填料焊縫。
10.如權(quán)利要求9所述的流體容器，其特征在于，根焊縫包括選自包括鎳、鈷、鉻及其組合的組的元素。
11.一種海水過濾器，其特征在于，該海水過濾器包括: 限定空腔的體部結(jié)構(gòu)，該體部結(jié)構(gòu)包括圍繞所述空腔的覆蓋材料并且包括圍繞該覆蓋材料的金屬基底； 限定第一通道的入口結(jié)構(gòu)，第一通道與所述空腔流體連通，入口結(jié)構(gòu)包括圍繞第一通道的覆蓋材料并且包括圍繞該覆蓋材料的金屬基底； 限定第二通道的出口結(jié)構(gòu)，第二通道與所述空腔流體連通，出口結(jié)構(gòu)包括圍繞第二通道的覆蓋材料并且包括圍繞該覆蓋材料的金屬基底；和 過濾介質(zhì)，該過濾介質(zhì)設(shè)置在所述空腔內(nèi)并與第一通道和第二通道中的每一個流體連通，該過濾介質(zhì)操作地定位成使得第一通道和第二通道位于過濾介質(zhì)的基本相對的側(cè)上； 其中，覆蓋材料包括選自包括鎳、鈷、鉻及其組合的組的元素；和 其中，體部結(jié)構(gòu)、入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)各自的覆蓋材料通過激光覆層熔合在體部結(jié)構(gòu)、入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)各自的金屬基底上。
12.如權(quán)利要求11所述的海水過濾器，其特征在于，覆蓋材料具有按重量計(jì)在100份的覆蓋材料中小于或等于7份的鐵含量。
13.如權(quán)利要求12所述的海水過濾器，其特征在于，金屬基底具有按重量計(jì)在100份金屬基底中大于或等于90到95份的鐵含量。
14.如權(quán)利要求11所述的海水過濾器，其特征在于，可歸因于激光覆層的覆蓋材料的焊接稀釋為按重量計(jì)在100份的熔合的覆蓋材料中含有小于或等于4份的金屬基底。
15.如權(quán)利要求11所述的海水過濾器，其特征在于，體部結(jié)構(gòu)包括第一端蓋、第二端蓋和中心段，第一端蓋和第二端蓋設(shè)置在中心段的基本相對的端部上；并且 第一端蓋和第二端蓋中的至少一個焊接到中心段上。
16.如權(quán)利要求11所述的海水過濾器，其特征在于，入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)都通過分層焊縫連接到體部結(jié)構(gòu)上，分層焊縫包括根焊縫和填料焊縫，并且根焊縫包括選自包括鎳、鈷、鉻及其組合的組 的元素。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有抗磨蝕和腐蝕的內(nèi)部覆層的流體容器，該流體容器包括限定空腔的體部結(jié)構(gòu)、限定第一通道的入口結(jié)構(gòu)和限定第二通道的出口結(jié)構(gòu)。體部結(jié)構(gòu)包括圍繞空腔的覆蓋材料并且包括圍繞覆蓋材料的金屬基底。第一通道和第二通道與空腔流體連通。入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)各自包括圍繞相應(yīng)的第一通道和第二通道的覆蓋材料并且包括圍繞相應(yīng)覆蓋材料的金屬基底。體部結(jié)構(gòu)、入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)各自的覆蓋材料通過激光覆層熔合在體部結(jié)構(gòu)、入口結(jié)構(gòu)和出口結(jié)構(gòu)各自的金屬基底上。
文檔編號B01D35/02GK203090597SQ20122027182
公開日2013年7月31日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者M·L·基利安, J·特魯博洛斯基, C·S·勞, D·R·特倫 申請人:伊頓公司