CN103639584B - 一种爆炸复合管制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种爆炸复合管制造工艺，包括以下操作：准备好需要进行复合的管材，管材至少包括外包管和内衬管；将第一爆炸纤维呈螺旋状地均匀地缠绕在外包管上；当缠好所需炸药量后，对第一爆炸纤维做松弛处理，使第一爆炸纤维与外包管的外壁之间保持预设距离的空隙；将第二爆炸纤维插入内衬管的内部，用带孔的塞子固定；将第一爆炸纤维和第二爆炸纤维接在同一发雷管上，构成整体装置，将整体装置放入储水设备中，使需要复合的部分没入水中；最后起爆。实际试验结果表明，本发明开创式地提供了一种长管及超长管的爆炸复合方法，具有多方面的创新性和突出的优点。

Description

一种爆炸复合管制造工艺

技术领域

本发明涉及金属复合技术领域，特别涉及一种爆炸复合管制造工艺。

背景技术

腐蚀是一个普遍而严重的问题，遍及各个行业，很大程度上影响着化学、石油、机械及军工等领域的生产和发展。腐蚀所造成的损失相当惊人，每年都在几万亿元，并且逐年增加，特别是在大量使用管道的石油化工行业，其恶劣的环境致使腐蚀较其他领域更为严重，尤其是海洋油气领域。因此，做好石油化工管道的防腐对石化行业以及与之密切相关的国民经济的健康发展具有重大意义。

虽然越来越多的新型材料随着材料科学的发展被使用，但是钢管在石化行业中依然占据着主导地位。因此，钢管的防腐是急需解决的问题。目前，采用耐蚀合金复合管是解决钢管腐蚀问题的一种经济有效的方法。而在为数不多的复合管生产工艺中爆炸复合法具有经济、高效、成形效果好等优点，利用该工艺生产的复合管性能优异、抗腐蚀能力强，即使在非常复杂的环境下依然具有很强的生命力。

爆炸复合是利用炸药爆炸产生的可控巨大能量和冲击波，使不同金属在一定碰撞角度下高速碰撞，在碰撞点产生高温、高压，碰撞点附近金属产生强烈塑性变形，而实现不同金属材料组合的高质量冶金结合的技术。现有的爆炸复合管技术主要是以乳化炸药为能源在经过特殊设计的装置中进行爆炸复合。这种方法具有如下不足：

1.每次复合都会对装置造成一定的损伤，有时候甚至是直接的破坏，这无疑会增加成本，不利于工业生产；

2.由于炸药与管壁的直接接触，药量的控制非常困难，药量大了会导致管壁的损伤破坏，少了会出现焊接不成功；

3.对炸药能量的利用率不是很高，这不仅会增加成本还会造成次生灾害；

4.不适合长管的复合，易造成长管的大变形。

因此，如何解决爆炸复合管技术中的上述不足，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种爆炸复合管制造工艺，该工艺以爆炸纤维为能源，采用新型装药结构、水封以及内外同时起爆的方式，可以得到兼具优良力学性能和优异防腐特性的爆炸复合管。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种爆炸复合管制造工艺，包括以下操作：

准备好需要进行复合的管材，所述管材至少包括外包管和内衬管；

将第一爆炸纤维呈螺旋状地均匀地缠绕在所述外包管上；

当缠好所需炸药量后，对所述第一爆炸纤维做松弛处理，使所述第一爆炸纤维与所述外包管的外壁之间保持预设距离的空隙；

将第二爆炸纤维插入所述内衬管的内部，用带孔的塞子固定；

将所述第一爆炸纤维和所述第二爆炸纤维接在同一发雷管上，构成整体装置，将所述整体装置放入储水设备中，使需要复合的部分没入水中；

最后进行起爆。

优选地，在上述爆炸复合管制造工艺中，准备需要进行复合的所述管材时，对所述管材进行清理，除去浮尘和锈迹，并进行干燥处理。

优选地，在上述爆炸复合管制造工艺中，将套装在一起的所述管材的下端进行密封，构成密封端，所述密封端作为起爆端。

优选地，在上述爆炸复合管制造工艺中，将所述整体装置放入所述储水设备中时，所述整体装置竖直放置，所述密封端朝下。

优选地，在上述爆炸复合管制造工艺中，所述第一爆炸纤维的外径为1.4-2.0mm，线密度为1.2-1.7g/m，配比为：90%-96%的黑索金，2%-5%的石蜡，2%-5%的石墨；

所述第二爆炸纤维的外径为2.5-12.7mm，线密度为2.0-214.2g/m，配比为：94%-98%的黑索金，2%-6%的石蜡。

优选地，在上述爆炸复合管制造工艺中，如果以米和千克为单位，所述外包管的长度为S，直径为D，厚度为T，采用所述第一爆炸纤维所需的总药量为W，则有W=127.5πDST。

优选地，在上述爆炸复合管制造工艺中，如果以米和千克为单位，所述内衬管的长度为s，直径为d，厚度为t，采用所述第二爆炸纤维所需的总药量为w，则有w=68.2πdst。

优选地，在上述爆炸复合管制造工艺中，套装在一起的所述管材的下端，通过密封胶对相邻的所述管材之间的缝隙进行密封。

优选地，在上述爆炸复合管制造工艺中，所述爆炸复合管为三层复合管，需要进行复合的所述管材包括外包管、基管和内衬管。

优选地，在上述爆炸复合管制造工艺中，套装在一起的所述管材的上端，所述内衬管和所述外包管均高出所述基管50-100mm。

实际试验结果表明，本发明提供的爆炸复合管制造工艺，具有多方面的创新性和突出的优点。首先，所采用的新型装药结构具有及其简单的形式，特别是碰撞角度可以很方便的进行调整，操作起来十分方便，具有很强的实用性，非常适合在工厂环境中进行大批量的生产。其次，利用“水”作为传压介质，从而极大地提高了炸药的利用率，同时避免了炸药对管壁的损害，炸药利用率的提高既节约了成本又减少了次生污染，而且，由于用药量较少，从而使得管件不易发生变形。可见，本发明开创式地提供了一种长管及超长管的爆炸复合方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的需要进行复合的管材及其装药结构的示意图；

图2为本发明实施例提供的需要进行复合的管材及其装药结构的纵向剖面图。

其中，1为外包管，2为基管，3为内衬管，4为第一爆炸纤维，5为第二爆炸纤维，6为环氧树脂胶。

具体实施方式

本发明提供了一种爆炸复合管制造工艺，该工艺以爆炸纤维为能源，采用新型装药结构、水封以及内外同时起爆的方式，可以得到兼具优良力学性能和优异防腐特性的爆炸复合管。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，图1为本发明实施例提供的需要进行复合的管材及其装药结构的示意图，图2为本发明实施例提供的需要进行复合的管材及其装药结构的纵向剖面图。

本发明实施例提供的爆炸复合管制造工艺，包括以下操作：①准备好需要进行复合的管材，至少包括外包管和内衬管；②将第一爆炸纤维呈螺旋状地均匀地缠绕在外包管上；③当缠好所需炸药量后，对第一爆炸纤维做松弛处理，使第一爆炸纤维与外包管的外壁之间保持预设距离的空隙；④将需要进行复合的管材依次套装在一起，并对下端进行密封（构成密封端）；⑤将第二爆炸纤维插入内衬管的内部，用带孔的塞子固定，以保证第二爆炸纤维处于内衬管的中心轴线上；⑥将第一爆炸纤维和第二爆炸纤维接在同一发雷管上，构成整体装置；⑦将整体装置放入储水设备中，使需要复合的部分没入水中，密封端作为起爆端。

易知，在实际操作过程中，上述操作顺序可以适当调节，例如，可以是先进行步骤④再进行步骤②和③，还可以是先进行步骤⑥再进行步骤⑤，或者其他实际调整。对于实际的操作顺序，本领域技术人员容易根据实际情况做出多种适当调整，因此，本发明对此并不做具体限定。

实际试验结果表明，本发明具有多方面的创新性和突出的优点。首先，所采用的新型装药结构具有及其简单的形式，特别是碰撞角度可以很方便的进行调整，操作起来十分方便，具有很强的实用性，非常适合在工厂环境中进行大批量的生产。其次，利用“水”作为传压介质，从而极大地提高了炸药的利用率，同时避免了炸药对管壁的损害，炸药利用率的提高既节约了成本又减少了次生污染，而且由于用药量较少，从而使得管件不易发生变形。可见，本发明开创式地提供了一种长管及超长管的爆炸复合方法。

在优选地具体实施例中，第一爆炸纤维的外径为1.4-2.0mm，线密度为1.2-1.7g/m，配比为90%-96%的黑索金、2%-5%的石蜡和2%-5%的石墨；第二爆炸纤维的外径为2.5-12.7mm，线密度为2.0-214.2g/m，配比为94%-98%的黑索金和2%-6%的石蜡。并且，第一爆炸纤维的外包层和第二爆炸纤维的外包层分别为铝、铅、铜等金属或塑料、橡胶等非金属。

在实际生产过程中，可根据需要做出相应调整，复合出不同规格的复合管。通过对不同直径不同长度的管件进行大量的实验可得到如下经验公式：如果以米和千克为单位，外包管的长度为S，直径为D，厚度为T，采用第一爆炸纤维所需的总药量为W，则有W=127.5πDST；同样，如果以米和千克为单位，内衬管的长度为s，直径为d，厚度为t，采用第二爆炸纤维所需的总药量为w，则有w=68.2πdst。

为了进一步优化上述技术方案，在准备需要进行复合的管材时，对管材进行清理（尤其是管材中需要进行复合的表面），除去浮尘和锈迹，并进行干燥处理；在外包管上缠绕第一爆炸纤维时，使第一爆炸纤维与外包管的外壁之间保持1.5-2.5mm的空隙，且令相邻两个螺旋之间的距离均保持在8-12mm，螺旋角选择15°-45°之间的某一定值；将管材套装在一起后，对下端进行密封构成密封端，密封端作为起爆端；将整体装置放入储水设备中时，整体装置竖直放置，且作为起爆端的密封端朝下布置。在具体实施例中，对套装在一起的管材的下端进行密封时，相邻管件之间的缝隙通过密封胶（例如采用环氧树脂胶）进行密封，以保证水不会进入相邻两管之间的夹层。

当爆炸复合管为双层复合管时，需要进行复合的管材仅包括外包管和内衬管；当爆炸复合管为三层或三层以上的多层复合管时，需要进行复合的管材包括外包管和内衬管之外，还包括至少一个基管，基管套设于外包管和内衬管之间。

例如，当爆炸复合管为三层复合管时，需要进行复合的管材包括依次套设的外包管、基管和内衬管。此时，套装在一起的管材的下端为密封端，在管材的上端，内衬管和外包管均高出基管50-100mm，这样做的目的是保证整个需要复合的部分全部浸没在水中时，水不会从上端进入管壁夹层。例如，在一个具体实施例中，基管为钢管，内衬管和外包管均为铝管；基管的直径为10-1000mm，厚度为1-200mm，内衬管和外包管的直径为10-1000mm，厚度为1-3mm；对于管件的长度，只要条件允许，理论上可以不受限制。

本发明还提供了一个更为具体的实际实施例，请参阅图1和图2所示的复合的管材及其装药结构示意图，其中：

外包管1为6061无缝铝管，其内径为39±0.1mm，外径为41±0.1mm，长度为1050mm（或2050mm）；

基管2为Q345无缝钢管，其内径为32±0.2mm，外径为38±0.1mm，长度为1000mm（或2000mm）；

内衬管3为6061无缝铝管，其内径为30±0.1mm，外径为32±0.1mm，长度为1050mm（或2050mm）；

第一爆炸纤维4的配比为：94%的黑索金、4%的石蜡和2%的碳粉，外径为2mm，线密度为1.2g/m；

第二爆炸纤维5的配比为：96%的黑索金和4%的石蜡，外径为3mm，线密度为3.0g/m；

操作过程具体为：

①将外包管1内壁、基管2两壁、内衬管3外壁清理干净，除去浮尘和锈迹，并用丙酮或酒精擦拭干净，待其自然风干；

②然后，将第一爆炸纤维4均匀地螺旋状缠绕在外包管1上，每两个螺旋之间的距离保持在1mm，螺旋角调整为15°-45°之间的某一定值；

③当缠好所需炸药量后，对第一爆炸纤维4做松弛处理，使其与外包管1的外壁保持2mm左右的距离；

④将外包管1套在基管2上，再将两者套在内衬管3上；

⑤随后对上述三管之间的缝隙进行防水处理，主要分为两步：上端要保证内衬、外包管均高出基管50-100mm，下端用环氧树脂胶6对相邻两管之间的缝隙进行密封，最终保证水不会进入两管夹层；

⑥将第二爆炸纤维5插入内衬管3中，用中心带孔的塞子套在第二爆炸纤维5上，然后将塞子塞入内衬管管口以保证第二爆炸纤维5处于内衬管3的中心轴线上；

⑦将第一爆炸纤维4和第二爆炸纤维5接在同一发雷管上；

⑧然后将整个装置竖直放入储水设备中，使需要复合的部分没入水中，密封端朝下作为起爆端，起爆后即可得到铝-钢-铝三层复合管。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种爆炸复合管制造工艺，其特征在于，包括以下操作：

准备好需要进行复合的管材，所述管材至少包括外包管和内衬管；

将第一爆炸纤维呈螺旋状地均匀地缠绕在所述外包管上；

当缠好所需炸药量后，对所述第一爆炸纤维做松弛处理，使所述第一爆炸纤维与所述外包管的外壁之间保持预设距离的空隙；

将第二爆炸纤维插入所述内衬管的内部，用带孔的塞子固定；

将所述第一爆炸纤维和所述第二爆炸纤维接在同一发雷管上，构成整体装置，将所述整体装置放入储水设备中，使需要复合的部分没入水中；

最后进行起爆。

2.根据权利要求1所述的爆炸复合管制造工艺，其特征在于，准备需要进行复合的所述管材时，对所述管材进行清理，除去浮尘和锈迹，并进行干燥处理。

3.根据权利要求1所述的爆炸复合管制造工艺，其特征在于，将套装在一起的所述管材的下端进行密封，构成密封端，所述密封端作为起爆端。

4.根据权利要求3所述的爆炸复合管制造工艺，其特征在于，所述整体装置放入储水设备中时，所述整体装置竖直放置，所述密封端朝下。

5.根据权利要求1所述的爆炸复合管制造工艺，其特征在于，所述第一爆炸纤维的外径为1.4-2.0mm，线密度为1.2-1.7g/m，配比为：90%-96%的黑索金，2%-5%的石蜡，2%-5%的石墨；

所述第二爆炸纤维的外径为2.5-12.7mm，线密度为2.0-214.2g/m，配比为：94%-98%的黑索金，2%-6%的石蜡。

6.根据权利要求1所述的爆炸复合管制造工艺，其特征在于，如果以米和千克为单位，所述外包管的长度为S，直径为D，厚度为T，采用所述第一爆炸纤维所需的总药量为W，则有W=127.5πDST。

7.根据权利要求1所述的爆炸复合管制造工艺，其特征在于，如果以米和千克为单位，所述内衬管的长度为s，直径为d，厚度为t，采用所述第二爆炸纤维所需的总药量为w，则有w=68.2πdst。

8.根据权利要求1所述的爆炸复合管制造工艺，其特征在于，套装在一起的所述管材的下端，通过密封胶对相邻的所述管材之间的缝隙进行密封。

9.根据权利要求1-8任一项所述的爆炸复合管制造工艺，其特征在于，所述爆炸复合管为三层复合管，需要进行复合的所述管材包括外包管、基管和内衬管。

10.根据权利要求9所述的爆炸复合管制造工艺，其特征在于，套装在一起的所述管材的上端，所述内衬管和所述外包管均高出所述基管50-100mm。