CN103272878A - 制造复合钢管的方法 - Google Patents

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贺国盛
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Abstract

本发明公开了一种制造复合钢管的方法，该方法通过在内管中形成一端可移动的封闭区域，给封闭区域内通入加压流体介质，利用封闭区域内流体介质的压力使内管往外膨胀与外管贴合，同时往管外挤出或抽出内外管之间的间隙空气，保证内管和外管之间的紧密贴合，提高复合钢管的质量。采用本方法制造的复合钢管，因为内外管之间无残留空气，内外管的结合强度高，制造的复合钢管质量好，使用寿命长。

Description

制造复合钢管的方法
技术领域
本发明涉及一种制造复合钢管的方法，特别涉及一种沿钢管长度方向渐进加压制造复合钢管的方法。
背景技术
目前复合钢管非冶金制造的方法一般有两种，一种为利用炸药或者混合燃气的爆炸力使内管瞬间膨胀与外管压紧结合，另一种为利用高压水使内管膨胀与外管压紧结合。这两种方法都必须将内管的两端封堵，都存在内外管之间间隙处的空气无法排出，极大地影响了复合钢管的结合强度及使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种沿钢管长度方向渐进加压排出内外管之间的间隙空气，提高复合钢管内外管之间结合强度的制造复合钢管的方法。
本发明提供的这种制造复合钢管的方法，包括以下步骤：
（1）、将待复合的内管和外管套装形成套管并定位；
（2）、将内管的一端封闭，在内管中设置可移动的封闭环，在套管的另一端封闭内外管之间的间隙环同时留出若干排气孔；
（3）、持续从内管的封闭端往内管中通入加压流体介质，加压流体介质的压力使内管封闭端和封闭环之间的封闭区域产生膨胀变形与外管贴合，同时不断往封闭区域的后端挤出内管和外管之间的间隙空气；往内管中通入流体介质的同时通过排气孔往外抽不断被挤出的间隙空气，提高内管与外管的贴合强度；封闭区域到达内管的末端后继续通入加压流体介质直至内管发生塑性变形并与外管更紧密贴合。
（4）、卸压排出流体介质。
一种用于上述方法制造复合钢管的装置，该装置包括密封于内管一端的堵头和从内管另一端插入的活塞杆；堵头和活塞杆的前段外壁均有膨胀密封圈，两膨胀密封圈之间形成封闭区域，活塞杆上的膨胀密封圈可随活塞杆沿内管移动；堵头内有用于流过流体的通孔。
所述堵头的前段插入内管中，后段的外径大于外管的内径。
所述活塞杆头部的外径大于其杆身外径。
所述内外管形成的套管对应活塞杆的插入端有密封端盖，密封端盖的中心有与活塞杆对应的安装孔、对应内管和外管之间的间隙处有用于排出间隙空气的排气孔。
本发明通过在内管中形成一端可移动的封闭区域，给封闭区域内通入加压流体，利用封闭区域流体的压力使内管往外膨胀并与外管贴合，同时往管外抽出间隙空气，保证内管和外管之间的紧密贴合，提高复合钢管的质量。具体的说，将内管的一端用堵头封闭，另一端插入可移动的活塞体，从堵头端的通孔中压入流体至内管中，使堵头前端和活塞杆前端之间形成封闭的压迫内管往外变形的膨胀区域，从而使内管与外管之间紧密贴合为一体，同时将该膨胀区域内外管之间的间隙空气往活塞体的后端挤出。随着流体的不断压入，内管的膨胀区域不断扩大后移，使内管从前往后逐渐与外管紧密贴合，同时内外管之间的间隙空气在此过程中被逐渐排挤到活塞后方的内外管间隙处并最终被排出管外，此过程直至活塞渐进移动到内管的另一端为止结束，双层钢管复合完成。为了使内外管之间的间隙空气更彻底的排出，还可在活塞的逐渐后退过程中，同时用抽真空机构连通密封端盖上的排气孔往外抽出内外管间隙之间的空气，内外管的间隙之间形成真空，使随后的内外管贴合更好。 跟现有技术相比，本发明采用沿钢管长度方向渐进加压的方式使内外管之间紧密贴合形成复合钢管，一方面利用流体的压力使内管膨胀变形与外管贴合挤出两者之间间隙的空气，另一方面还可结合抽真空机构来加速间隙空气的排出以达到真空状态，使两者之间无残留空气，内外管的结合强度高，制造的复合钢管质量好，使用寿命长。
附图说明
图1为本发明针对薄壁外管制造复合钢管实施例的结构示意图。
图2为本发明针对厚壁外管制造复合钢管实施例的结构示意图。
    图3为本发明的工作原理示意图。
具体实施方式
本发明提供的这种制造复合钢管的方法，包括以下步骤：首先将内管和外管套装形成套管后定位，如通过外管夹持模来实现定位；接着将内管的一端封闭，在内管中设置可移动的封闭环，在套管的另一端封闭内外管之间的间隙环同时留出若干排气孔；然后持续从内管的封闭端往内管中通入加压流体介质，加压流体介质的压力使内管封闭端和封闭环之间的封闭区域产生膨胀变形与外管贴合，同时不断往封闭区域的后端挤出内管和外管之间的间隙空气；与此同时通过排气孔往外抽不断被挤出的间隙空气，提高内管与外管的贴合强度；封闭区域到达内管的末端后继续通入加压流体介质直至内管发生塑性变形；最后卸压排出流体介质。
实施例一，将上述方法用来制造外管为薄壁管的复合钢管。采用如图1所示的装置，该装置将堵头1、活塞杆2和密封端盖3三者配套使用。堵头1的前段外径小于后段外径，且后段的外径大于外管4的内径。堵头1的前段插入内管5中。堵头1内开设流体流过的通孔11。活塞杆2的头部外径大于其杆身外径。活塞杆2的头部外壁和堵头1插入内管段的外壁均有膨胀密封圈6，两膨胀密封圈6之间形成封闭区域，活塞杆2上的膨胀密封圈6可随活塞杆2沿内管5移动；尽量使活塞杆2的前端靠近堵头1。密封端盖3位于内管5和外管4形成的套管对应活塞杆2的插入端，其中心有与活塞杆2对应的安装孔，其对应内管5和外管4之间的间隙处有排气孔31。本装置使用时，需在外管的外壁配套外管夹持模7，外管夹持模7可以采用合适的厚壁钢管剖分制作。
因为水是最普遍最好操作的流体，本实施例的加压流体采用水。使用前将堵头1内的通孔11与加压通水机构连通，将排气孔31与抽真空机构连通。
工作原理如下：堵头1与活塞杆2之间的内管段因通水加压而产生膨胀变形与外管4压紧结合，而外管4被外管夹持模7夹紧无法膨胀。因为此封闭区域长度很短，内管5与外管4之间的间隙空气随着内管5的逐渐膨胀而被排挤到活塞杆2后方的内外管间隙处。随着加压水的不断通入，堵头1和活塞杆2之间新形成的封闭区域继续膨胀变形与外管4压紧结合；活塞杆2逐渐后退，内管5与外管4之间的间隙空气在此过程中被逐渐排挤到活塞杆3后方的内外管间隙处并最终被排出管外，此过程直至活塞杆2移动到内管5的另一端为止结束，双层钢管复合完成。在活塞杆2的移动过程中，抽真空机构将内管5与外管4之间的间隙空气抽出，以保证内管5膨胀变形后与外管4达到更好的复合强度，如图3所示。
实施例二，如图2所示，将本发明提供的这种制造复合钢管的方法用来制造外管为厚壁管的复合钢管。本实施例的操作步骤及复合装置同实施例一，但可以不用外管夹持模。因为外管为厚壁管，内管为薄壁管，只需使外管的厚度能保证内管的膨胀变形不足以使外管发生膨胀变形，将外管置于合适的工装8上定位即可。
当需要制造多层复合钢管时，分别将各层内管与先复合好的钢管套装，根据外管的厚薄分别重复上述步骤即可。

Claims (5)

1.一种制造复合钢管的方法，包括以下步骤：
（1）、将待复合的内管和外管套装形成套管并定位；
（2）、将内管的一端封闭，在内管中设置可移动的封闭环，在套管的另一端封闭内外管之间的间隙环同时留出若干排气孔；
（3）、持续从内管的封闭端往内管中通入加压流体介质，加压流体介质的压力使内管在封闭端和封闭环之间的封闭区域产生膨胀变形并与外管贴合，同时不断往封闭区域的后端挤出内管和外管之间的间隙空气；与此同时通过排气孔往外抽不断被挤出的间隙空气，提高内管与外管的贴合强度；封闭区域到达内管的末端后继续通入加压流体介质直至内管发生塑性变形；
（4）、卸压排出流体介质。
2.一种制造复合钢管的装置，其特征在于：该装置包括密封于内管一端的堵头和从内管另一端插入的活塞杆；堵头和活塞杆的前段外壁均有膨胀密封圈，两膨胀密封圈之间形成封闭区域，膨胀密封圈可随活塞杆沿内管移动；堵头内有用于流过流体的通孔。
3.如权利要求2所述的制造复合钢管的装置，其特征在于：所述堵头的前段插入内管中，后段的外径大于外管的内径。
4.如权利要求2所述的制造复合钢管的装置，其特征在于：所述活塞杆头部的外径大于其杆身外径。
5.如权利要求2所述的制造复合钢管的装置，其特征在于：所述内外管形成的套管对应活塞杆的插入端有密封端盖，密封端盖的中心有与活塞杆对应的安装孔、对应内管和外管之间的间隙处有用于排出间隙空气的排气孔。
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