[发明专利]高强度金属过滤管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及特种功能材料的制备领域中的一种金属过滤管及其制备方法，特别涉及一种适用于高温高压气/固、液/固过滤分离领域应用的高强度金属过滤管及其制备方法。

背景技术

过滤器在石化行业的高温气体过滤，高温烟气的净化，催化剂的过滤和回收，以及火力发电、核能发电工业中的粉尘和尾气净化工艺中发挥着巨大的作用。

在石化、煤化工行业，过滤器尤其是多用在高温和高压等恶劣条件下。如Shell煤气化技术装置，在煤粉输送系统以及飞灰收集排放系统均使用了大量的烧结过滤器。其工作温度达到340-500℃，工作压力达到3.4～4MPa，反吹气体压力超过5.2MPa。飞灰气体组分包括CO、H₂、N₂、CO₂、H₂O、CH₄、NH₃Cl等多种气体，其中部分气体在高温高湿环境中有较强的腐蚀性。鉴于以上使用要求，必须采用耐高温、耐腐蚀、高强度的金属过滤管进行过滤分离。

目前，现有技术均采用粉末冶金烧结金属多孔材料或多层编织烧结丝网与连接件焊接组成过滤管，由于烧结金属材料孔隙率较高，其孔穴容易成为裂纹扩展源，因此，其强度与同种材质致密金属相比强度降低约30％。受其特殊孔隙结构特点影响，其焊接强度也非常薄弱。使用过程中，由于滤芯在高温环境下，在高压脉冲反吹气体作用下产生振动，容易导致滤芯在焊缝部位断裂失效，最终导致整套过滤器故障，影响生产顺利进行。

随着科学技术的进步以及节能环保新技术的推广，未来将有越来越多的高温高压工作环境需要用到流体过滤净化设备，目前尚未发现有能用于特种工况条件高强金属过滤管制备方法的报导。

发明内容

鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种具有高强度的金属过滤管及其制备方法，以解决当前技术现状中存在的如下技术问题：当过滤器使用压力达到4MPa、温度超过300℃，过滤器滤芯在使用过程中出现断裂。

为了实现上述发明目的，本发明的第一侧面提供一种高强度金属过滤管，其包括：位于内层的内管；在所述内管的外面、与所述内管隔开一定间隙平行设置的外管；所述内管为孔管或者螺旋管；所述外管为烧结粉末管，起过滤作用，含有微孔过滤结构。

在第一侧面的高强度金属过滤管中，优选：所述一定间隙在5～15mm，所述内管孔隙率大于50％，起支撑作用。

在第一侧面的高强度金属过滤管中，优选：在所述内管与所述外管的相同的一端均与连接头组焊在一起；在所述内管与所述外管的相同的另一端均与底封环组焊在一起。

在第一侧面的高强度金属过滤管中，优选：所述底封环的一端介入所述内管与所述外管之间以保持所述内外管之间隔开一定间隙，在所述底封环的另一端焊接有底盖。

在第一侧面的高强度金属过滤管中，优选：在所述外管与所述连接头的焊缝处设置有帽形护罩，从外面罩住所述焊缝，所述帽形护罩与所述连接头在连接头根部，所述帽形护罩与所述焊缝的间隙在0.5mm以下，更优选在0.2mm以下。

在第一侧面的高强度金属过滤管中，优选：所述外管通过将金属粉末材料进行冷等静压成型和高温烧结制得，所述金属粉末材料是不锈钢或者高温合金，比如哈氏合金、因科镍合金。

本发明的第二侧面提供第一侧面的高强度金属过滤管的制备方法，该制备方法包括：第一步：将混合均匀的粉末装入冷等静压管的模具进行成型得到粉末管生坯；第二步：将所述粉末管生坯放入烧结炉进行烧结得到粉末管；第三步：将所述粉末管裁切成要求的尺寸，得到所述外管；第四步：用氩弧焊机将所述连接头与所述内管的一端焊接在一起；第五步：用氩弧焊机将所述连接头与所述外管的一端焊接在一起；第六步：用氩弧焊机接将所述内管与所述外管在相同的另一端与所述底封环组焊在一起；和第七步：用氩弧焊机将所述底封环与所述底盖焊接在一起。

在第二侧面的高强度金属过滤管的制备方法中，优选：该制备方法还包括：第八步：按照从外面罩住所述外管与所述连接头的焊缝处的方式在所述焊缝的外面设置帽形护罩，通过氩弧焊接将所述帽形护罩与所述连接头焊接在一起，所述氩弧焊接的焊接电流为40～70A、氩气流量为8～10L/min。