CN105221883B - 一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法及其弯头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于疏浚工程输送管线的弯头的设计方法及其弯头，属于疏浚工程装备技术领域。本发明的技术方案是：采用添加有稀土元素的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管，在内层钢管的外侧包覆有一用低碳钢板经配料、压型、焊接工艺过程加工而成的外层钢管所构成的弯头管体；所述内层钢管的折弯受力处设有一层与其融为一体的耐磨高铬铸铁加强层，加强层为双曲面相接所构成的曲面体结构。本发明与现有技术相比具有技术方案可靠，既满足调整排泥管线弯曲要求，又能达到与金属复合排泥管的耐磨性能相接近与之配套使用的突出的实质性特点和显著的进步。
Description
技术领域
本发明涉及疏浚工程中使用的有关装备技术领域，尤其涉及一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法及其弯头的技术领域。
背景技术
河道、航道、港池浚深、海港浅滩、码头基槽等机械疏浚工程都需要大量的输送管线来实现输送，而在整个输送管线中不可缺少的用于调整输送管线方向的弯头，至今大部分一直使用自浮式排泥橡胶管或普通碳钢弯头，由于自浮式排泥橡胶管在输送如岩石、珊瑚礁、矿石等有锐缘的固体物料时很快会被磨穿，失去使用价值，而将导致整个疏浚工程系统停工，进行修复或整根输送管线报废，耗费宝贵的施工时间和较高的管线维修费用。为解决这一技术问题，进一步改进自浮式排泥橡胶管所存在的技术缺陷，国家知识产权局2011年06月29日公开的专利号为：ZL200920235203.3的技术方案和2009年12月02日授权公告的专利号为：ZL200920036395.5的技术方案都为解决背景技术中存在的技术缺陷，在提高耐磨性能方面采取了在胶管的最内层增加了耐磨性能好的有机胶粘剂和耐磨钢环的技术方案，为提高自浮式排泥橡胶管的使用寿命提供了新的技术方案。但是由于自浮式排泥橡胶管本身所存在的产品本身缺陷而致使仍然存在如下不足之处：其一是自浮式排泥橡胶管虽然具有一定的弯曲性能，但用来作为排泥弯管起到调整排泥输送管线方向的功能来说还是存在明显的先天不足，特别是在与捆绑式托浮金属复合排泥管配套使用时其表现更为突出；其二是自浮式排泥橡胶管通过在胶管的最内层增加有机胶粘剂和耐磨钢环的技术方案，达到提高橡胶管自身的耐磨性能，但与耐磨性能好的耐磨高铬铸铁材料制成的金属复合排泥管相比自浮式排泥橡胶管或普通碳钢弯头不仅在产品售价、产品运输成本等方面还有相当的差距，更重要的是其使用寿命只能达到金属复合排泥管的三分之一，在使用寿命上存在着严重的质量缺陷；因此，如何在现有技术的基础上新设计和制造一种用于疏浚工程输送管线的弯头，使其既满足用来调整输送管线方向的用途，同时又能达到与金属复合排泥管的耐磨性能相接近，全面提高金属排泥管的使用质量、使用寿命和使用环境的适应性能，降低疏浚工程的生产成本，提高企业经济效益，这对于本技术领域的技术人员来说仍是一个亟待解决的课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，而提供一种设计构思新颖、技术方案可靠，既满足用来调整输送管线方向的弯曲要求，又能达到与金属复合排泥管的耐磨性能相接近，全面提高金属排泥管的使用质量、使用寿命和使用环境的适应性能，降低疏浚工程的生产成本，提高企业经济效益的用于疏浚工程输送管线的弯头的设计方法。
本发明所要解决的另一技术问题是克服现有技术的不足，而提供一种设计构思新颖、技术方案可靠，既满足用来调整排泥管线方向的弯曲要求，又能达到与金属复合排泥管的耐磨性能相接近，全面提高金属排泥管的使用质量、使用寿命和使用环境的适应性能，降低疏浚工程的生产成本，提高企业经济效益的用于疏浚工程输送管线的弯头。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案的：一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法，包括对弯头管体和法兰盘的整体设计及各零部件的具体设计，其特殊之处是所述弯头的设计方法是以满足用于疏浚工程输送管线90°、135°、180°弯曲度的技术要求，采用添加有稀土元素的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管，在内层钢管的外侧包覆有一用低碳钢板经配料、压型、焊接工艺过程加工而成的外层钢管所构成的弯头管体；所述的法兰盘为焊接在管体两端的连接接头，该法兰盘的内径与外层钢管的外径相匹配，其法兰盘与外层钢管的纵向相接处均布的设有4个以上加强筋；所述内层钢管的折弯受力处设有一层与其融为一体且含有稀土元素的耐磨高铬铸铁加强层，加强层为双曲面相接所构成的曲面体结构。
为进一步解决上述技术问题，上述技术方案的优选方案是：
上述所述的含有稀土耐磨高铬铸铁材料的成分含量为：C 3-4%、Cr20-40%、Si 1-1.5%、Mn 0.8-1.2%、Mo3-5%、Ni1-1.95%、Cu 1-1.5%、V3-6%、Ca0.1-0.13%、Ba 0.03-0.08%、Ti 0.1-0.3%、La 0.03-0.08%、Ce 0.03-0.06%、P＜0.03% ，其余为Fe。
上述所述的弯头管体的内经为219-1820㎜，其内层钢管壁厚h1为5-10㎜，外层钢管的壁厚h2为8-12㎜，曲面体中心处的厚度h3为5-10㎜。
上述所述内层钢管的材料也可为KMTBCr26G、KMTBCr20MoG、KMTBCr15MoG中的任一种。
上述所述的外层钢管为由至少2块碳素钢板经配料、压型、焊接过程加工而成的；所述的配料是根据内层钢管的长度、外径尺寸，裁剪符合尺寸要求的碳素钢板料块；所述的压型是将碳素钢板料块在压型机上压制成与内层钢管的外径表面弧形相一致的形状；所述的焊接是将压制成型的碳素钢板料块贴合在内层钢管的外侧，采用紧固焊接的方法将其紧固焊接为一体。
为进一步解决上述技术问题，本发明上述所述的弯头的技术方案是：
一种依据上述弯头设计方法而设计的弯头，包括弯头管体和法兰盘，其所述弯头采用添加有稀土材料的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管，在内层钢管的外侧包覆有一外层钢管；所述的法兰盘为焊接在管体两端的连接接头，该法兰盘的内径与外层钢管的外径相匹配，其法兰盘与外层钢管的纵向相接处均布的设有4个以上加强筋；所述内层钢管的折弯受力处设有一层与其融为一体且含有稀土元素的耐磨高铬铸铁加强层，加强层为双曲面相接所构成的曲面体结构。
为进一步解决上述技术问题，上述技术方案的优选方案是：
上述所述的弯头管体的内经为219-1820㎜，其内层钢管壁厚h1为5-10㎜，外层钢管的壁厚h2为8-12㎜，曲面体中心处的厚度h3为5-10㎜。
上述所述的外层钢管是由至少2块碳素钢板经配料、压型加工成与弯头内层钢管外形相符的形状后紧固焊接在弯头内层钢管的外侧，与弯头内层钢管紧固为一体。
本发明与现有技术相比具有如下突出的实质性特点和显著的进步：
其一是由于本发明是采用添加有稀土元素的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管，在内层钢管的外侧包覆有一用低碳钢板经配料、压型、焊接工艺过程加工而成的外层钢管所构成的弯头管体的设计方案，经生产加工和现场试验证明，该技术方案不仅满足了调整输送管线弯曲90°、135°、180°的技术要求，而且本发明所述的弯头实现了比金属复合排泥管的耐磨性能还优越的目标，达到全面提高金属排泥管的使用质量、使用寿命和使用环境的适应性能，从而使本发明所述的弯头与现有技术相比具有设计构思新颖、技术方案可靠，能充分满足排泥管线方向的弯曲要求，达到与金属复合排泥管的配套使用创造了前提条件的突出的实质性特点。
其二是本发明所述弯头采取在内层钢管使用稀土耐磨高铬铸铁材料的基础上，又在其折弯受力处设有一层与其融为一体且含有稀土元素的耐磨高铬铸铁加强层，加强层为双曲面相接所构成的曲面体结构的技术方案，为进一步增强本发明所述弯头折弯受力处的耐磨性能和耐冲撞性能、提高使用寿命提供了更加可靠的技术措施，从而克服现有弯头折弯受力处这一薄弱环节所存在的技术缺陷，使本发明所述的弯头具有极高的耐磨性能、达到与金属复合排泥管的耐磨性能相近并与之配套使用的目的，为全面提高输送管线的使用质量、使用寿命，降低疏浚工程的生产成本，提高企业经济效益提供了新的、技术可靠的技术方案，这与现有技术相比，确实产生了意想不到的技术效果，具有突出的实质性特点和显著的进步。
其三是本发明所述的外层钢管是用低碳钢板经配料、压型和紧固焊接的方式将其与内层钢管紧固为一体的技术方案，不仅使外层钢管在发挥应有的安装法兰盘和保护内层钢管的设计功能条件下，通过紧固焊接的方式使两层钢管之间不产生间隙、避免了两张皮现象的发生，同时为提高内层钢管的耐磨性能和耐冲撞性能、提高使用寿命提供了一个释放和缓冲的条件和机会，从而使本发明所述的弯头为全面提高输送管线的使用质量、使用寿命，降低疏浚工程的生产成本，提高企业经济效益提供了一个新的、可靠的技术方案，这是与现有技术相比所具有突出的实质性特点和显著的进步。
附图说明
所包括的附图提供了对本发明的进一步理解，其被并入到本说明书中构成本说明书的一部分，所述附图示出了本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中相同的附图标记表示相同的部件。
在附图中：
图1为本发明实施例1、4的一种用于疏浚工程输送管线的弯头结构示意图。
图2为本发明实施例2、5的一种用于疏浚工程输送管线的弯头结构示意图。
图3为本发明实施例3的一种用于疏浚工程输送管线的弯头结构示意图。
图4为图1、图2、图3的A-A剖视图。
附图标记： 1-法兰盘 2-外层钢管 3-内层钢管 4-加强层 5-法兰盘 6-加强筋 。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法及其弯头的具体结构细节和安装使用过程，不得理解为任何意义上的对本发明权利要求的限制。
实施例1：
本发明实施例1的一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法，包括对弯头管体和法兰盘的整体设计及各零部件的具体设计，本实施例1所述弯头的设计方法是以满足用于疏浚工程输送管线90°弯曲度的技术要求，采用添加有稀土元素的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管，在内层钢管的外侧包覆有一用低碳钢板经配料、压型、焊接工艺过程加工而成的外层钢管所构成的弯头管体；所述的法兰盘为焊接在管体两端的连接接头，该法兰盘的内径与外层钢管的外径相匹配，其法兰盘与外层钢管的纵向相接处均布的设有4个加强筋；所述的内层钢管的折弯受力处设有一层与其融为一体且含有稀土元素的耐磨高铬铸铁加强层，加强层为双曲面相接所构成的曲面体结构。
上述所述的含有稀土耐磨高铬铸铁材料的成分含量为：C 3%、Cr20%、Si 1%、Mn0.8%、Mo3%、Ni1%、Cu 1%、V3%、Ca0.1%、Ba 0.03%、Ti 0.1%、La 0.03%、Ce 0.03%、P＜0.03% ，其余为Fe。
上述所述的弯头管体的内经为219㎜，其内层钢管壁厚h1为5㎜，外层钢管的壁厚h2为8㎜，曲面体中心处的厚度h3为5㎜。
上述所述的外层钢管为2块碳素钢板经配料、压型、焊接过程加工而成的；所述的配料是根据内层钢管的长度、外径尺寸，裁剪符合尺寸要求的碳素钢板料块；所述的压型是将碳素钢板料块在压型机上压制成与内层钢管的外径表面弧形相一致的形状；所述的焊接是将压制成型的碳素钢板料块贴合在内层钢管的外侧，采用紧固焊接的方法将其紧固焊接为一体。
本发明实施例1所述的弯头的技术方案是：一种依据上述弯头设计方法而设计的弯头（参见图1、图4），包括弯头管体2、3和法兰盘1、5，所述弯头采用添加有稀土材料的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管2，在内层钢管2的外侧包覆有一用低碳钢板经配料、压型、焊接工艺过程加工而成的外层钢管3所构成的弯头管体；所述的法兰盘1、5为焊接在管体两端的连接接头，该法兰盘1、5的内径与外层钢管3的外径相匹配，其法兰盘1、5与外层钢管3的纵向相接处均布的设有4个加强筋6；所述内层钢管2的折弯受力处设有一层与其融为一体且含有稀土元素的耐磨高铬铸铁加强层4，加强层4为双曲面相接所构成的曲面体结构。
上述所述的弯头管体的内经为219㎜，其内层钢管壁厚h1为5㎜，外层钢管的壁厚h2为8㎜，曲面体中心处的厚度h3为5㎜。
上述所述的外层钢管是由2块碳素钢板经配料、压型加工成与弯头内层钢管外形相符的形状后紧固焊接在弯头内层钢管的外侧，与弯头内层钢管紧固为一体。
以上构成本发明实施例1的一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法及其弯头的一静态结构。
本实施例1所述的用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法及其弯头宜适用于内陆江河、湖泊、码头等地域作业环境稍好的陆地上疏浚工程用于调整输送管线方向的弯头的用途。也可以用于混凝土运输车上的混凝土输送管的弯头的用途。
实施例2：
本发明实施例2的一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法，包括对弯头管体和法兰盘的整体设计及各零部件的具体设计，本实施例2所述弯头的设计方法是以满足用于疏浚工程输送管线135°弯曲度的技术要求，采用添加有稀土元素的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管，在内层钢管的外侧包覆有一用低碳钢板经配料、压型、焊接工艺过程加工而成的外层钢管所构成的弯头管体；所述的法兰盘为焊接在管体两端的连接接头，该法兰盘的内径与外层钢管的外径相匹配，其法兰盘与外层钢管的纵向相接处均布的设有10个加强筋；所述内层钢管的折弯受力处设有一层与其融为一体且含有稀土元素的耐磨高铬铸铁加强层，加强层为双弧形面相接所构成的弧形体结构。
上述所述的含有稀土耐磨高铬铸铁材料的成分含量为：C 3.5%、Cr30%、Si 1.2%、Mn 1 %、Mo4%、Ni1.5%、Cu 1.3%、V4.5%、Ca0.11%、Ba 0.05%、Ti 0.2%、La 0.05%、Ce 0.04%、P＜0.03% ，其余为Fe。
上述所述的弯头管体的内经为1220㎜，其内层钢管壁厚h1为9㎜，外层钢管的壁厚h2为10㎜，曲面体中心处的厚度h3为9㎜。
上述所述的外层钢管为由4块碳素钢板经配料、压型、焊接过程加工而成的；所述的配料是根据内层钢管的长度、外径尺寸，裁剪符合尺寸要求的碳素钢板料块；所述的压型是将碳素钢板料块在压型机上压制成与内层钢管的外径表面弧形相一致的形状；所述的焊接是将压制成型的碳素钢板料块贴合在内层钢管的外侧，采用紧固焊接的方法将其紧固焊接为一体。
本发明实施例2所述的弯头的技术方案是：一种依据上述弯头设计方法而设计的弯头（参见图2、图4），包括弯头管体2、3和法兰盘1、5，所述弯头采用添加有稀土材料的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管2，在内层钢管2的外侧包覆有一用低碳钢板经配料、压型、焊接工艺过程加工而成的外层钢管3所构成的弯头管体；所述的法兰盘1、5为焊接在管体两端的连接接头，该法兰盘1、5的内径与外层钢管3的外径相匹配，其法兰盘1、5与外层钢管3的纵向相接处均布的设有10个加强筋6；所述内层钢管2的折弯受力处设有一层与其融为一体且含有稀土元素的耐磨高铬铸铁加强层4，加强层4为双曲面相接所构成的曲面体结构。
上述所述的弯头管体的内经为1220㎜，其内层钢管2壁厚h1为9㎜，外层钢管3的壁厚h2为10㎜，曲面体中心处的厚度h3为9㎜。
上述所述的外层钢管3是由4块碳素钢板经配料、压型加工成与弯头内层钢管2外形相符的形状后紧固焊接在弯头内层钢管2的外侧，与弯头内层钢管2紧固为一体。
以上构成本发明实施例2的一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法及其弯头的一静态结构。
本发明实施例2的用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法及其弯头是以作业环境和条件较为恶劣，要求输送管线具有抗风浪、抗碰撞的能力强，连续作业时间长、输送管线中输送弯头多的海上疏浚工程用于调整输送管线方向的弯头的用途。
实施例3：
本发明实施例3的一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法，包括对弯头管体和法兰盘的整体设计及各零部件的具体设计，本实施例所述弯头的设计方法是以满足用于疏浚工程输送管线180°弯曲度的技术要求，采用添加有稀土元素的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管，在内层钢管的外侧包覆有一用低碳钢板经配料、压型、焊接工艺过程加工而成的外层钢管所构成的弯头管体；所述的法兰盘为焊接在管体两端的连接接头，该法兰盘的内径与外层钢管的外径相匹配，其法兰盘与外层钢管的纵向相接处均布的设有16个加强筋；所述内层钢管的折弯受力处设有一层与其融为一体且含有稀土元素的耐磨高铬铸铁加强层，加强层为双弧形面相接所构成的弧形体结构。
上述所述的含有稀土耐磨高铬铸铁材料的成分含量为：C 4%、Cr40%、Si1.5%、Mn1.2%、Mo5%、Ni1.95%、Cu1.5%、V6%、Ca0.13%、Ba0.08%、Ti0.3%、La 0.08%、Ce0.06%、P＜0.03%，其余为Fe。
上述所述的弯头管体的内经为1820㎜，其内层钢管壁厚h1为10㎜，外层钢管的壁厚h2为12㎜，曲面体中心处的厚度h3为10㎜。
上述所述的外层钢管为由6块碳素钢板经配料、压型、焊接过程加工而成的；所述的配料是根据内层钢管的长度、外径尺寸，裁剪符合尺寸要求的碳素钢板料块；所述的压型是将碳素钢板料块在压型机上压制成与内层钢管的外径表面弧形相一致的形状；所述的焊接是将压制成型的碳素钢板料块贴合在内层钢管的外侧，采用紧固焊接的方法将其紧固焊接为一体。
本发明实施例3所述的弯头的技术方案是：一种依据上述弯头设计方法而设计的弯头（参见图3、图4），包括弯头管体2、3和法兰盘1、5，本实施例3所述弯头采用添加有稀土材料的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管2，在内层钢管2的外侧包覆有一用低碳钢板经配料、压型、焊接工艺过程加工而成的外层钢管3所构成的弯头管体；所述的法兰盘1、5为焊接在管体两端的连接接头，该法兰盘1、5的内径与外层钢管3的外径相匹配，其法兰盘1、5与外层钢管3的纵向相接处均布的设有16个加强筋6；所述内层钢管2的折弯受力处设有一层与其融为一体且含有稀土元素的耐磨高铬铸铁加强层4，加强层4为双弧面相接所构成的弧形体结构。
上述所述的弯头管体的内经为1820㎜，其内层钢管2壁厚h1为10㎜，外层钢管3的壁厚h2为12㎜，曲面体4中心处的厚度h3为10㎜。
上述所述的外层钢管3是由6块碳素钢板经配料、压型加工成与弯头内层钢管2外形相符的形状后紧固焊接在弯头内层钢管2的外侧，与弯头内层钢管2紧固为一体。
以上构成本发明实施例3的一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法及其弯头的一静态结构。
本发明实施例3的一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法及其弯头是以作业环境和条件更为恶劣，要求输送管线具有抗风浪、抗碰撞的能力强，特别是能够耐受矿石、珊瑚礁碰撞，连续作业时间长、输送管线中弯头多的海上疏浚工程用于调整排泥管线方向的排泥弯管的应用。
实施例4：
本发明实施例4的一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法，包括对弯头管体和法兰盘的整体设计及各零部件的具体设计。本实施例4所述弯头的设计方法是以满足用于疏浚工程输送管线90°弯曲度的技术要求，采用型号为KMTBCr20MoG的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管，在内层钢管的外侧包覆有一用低碳钢板经配料、压型、焊接工艺过程加工而成的外层钢管所构成的弯头管体；所述的法兰盘为焊接在管体两端的连接接头，该法兰盘的内径与外层钢管的外径相匹配，其法兰盘与外层钢管的纵向相接处均布的设有6个加强筋；所述内层钢管的折弯受力处设有一层与其融为一体且型号为KMTBCr20MoG的耐磨高铬铸铁加强层，加强层为双曲面相接所构成的曲面体结构。
上述所述的弯头管体的内经为550㎜，其内层钢管壁厚h1为6㎜，外层钢管的壁厚h2为9㎜，曲面体中心处的厚度h3为6㎜。
上述所述的外层钢管为2块碳素钢板经配料、压型、焊接过程加工而成的；所述的配料是根据内层钢管的长度、外径尺寸，裁剪符合尺寸要求的碳素钢板料块；所述的压型是将碳素钢板料块在压型机上压制成与内层钢管的外径表面弧形相一致的形状；所述的焊接是将压制成型的碳素钢板料块贴合在内层钢管的外侧，采用紧固焊接的方法将其紧固焊接为一体。
本发明实施例4的弯头的技术方案是：一种依据上述弯头设计方法而设计的弯头（参见图1、图4），包括弯头管体2、3和法兰盘1、5，所述弯头采用型号为KMTBCr20MoG的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管2，在内层钢管2的外侧包覆有一用低碳钢板经配料、压型、焊接工艺过程加工而成的外层钢管3所构成的弯头管体；所述的法兰盘1、5为焊接在管体两端的连接接头，该法兰盘1、5的内径与外层钢管3的外径相匹配，其法兰盘1、5与外层钢管3的纵向相接处均布的设有6个加强筋6；所述内层钢管2的折弯受力处设有一层与其融为一体且型号为KMTBCr20MoG的耐磨高铬铸铁加强层4，加强层4为双曲面相接所构成的曲面体结构。
上述所述的弯头管体的内经为550㎜，其内层钢管壁厚h1为6㎜，外层钢管的壁厚h2为9㎜，曲面体中心处的厚度h3为6㎜。
上述所述的外层钢管3是由2块碳素钢板经配料、压型加工成与弯头内层钢管2外形相符的形状后紧固焊接在弯头内层钢管2的外侧，与弯头内层钢管2紧固为一体。
以上构成本发明实施例4的一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法及其弯头的一静态结构。
本实施例4所述的一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法及其弯头宜适用于内陆江河、湖泊、码头等地域作业环境稍好的陆地上疏浚工程用于调整输送管线方向的弯头的用途。
实施例5：
本发明实施例5的一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法，包括对弯头管体和法兰盘的整体设计及各零部件的具体设计，本实施例5所述弯头的设计方法是以满足用于疏浚工程输送管线135°弯曲度的技术要求，采用型号为KMTBCr26G的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管，在内层钢管的外侧包覆有一用低碳钢板经配料、压型、焊接工艺过程加工而成的外层钢管所构成的弯头管体；所述的法兰盘为焊接在管体两端的连接接头，该法兰盘的内径与外层钢管的外径相匹配，其法兰盘与外层钢管的纵向相接处均布的设有8个以上加强筋；所述内层钢管的折弯受力处设有一层与其融为一体且型号为KMTBCr26G的耐磨高铬铸铁加强层，加强层为双弧形面相接所构成的弧形体结构。
上述所述的弯头管体的内经为850㎜，其内层钢管壁厚h1为8㎜，外层钢管的壁厚h2为10㎜，曲面体中心处的厚度h3为8㎜。
上述所述的外层钢管为由4块碳素钢板经配料、压型、焊接过程加工而成的；所述的配料是根据内层钢管的长度、外径尺寸，裁剪符合尺寸要求的碳素钢板料块；所述的压型是将碳素钢板料块在压型机上压制成与内层钢管的外径表面弧形相一致的形状；所述的焊接是将压制成型的碳素钢板料块贴合在内层钢管的外侧，采用紧固焊接的方法将其紧固焊接为一体。
本发明实施例5的弯头的技术方案是：一种依据上述弯头设计方法而设计的弯头（参见图2、图4），包括弯头管体2、3和法兰盘1、5，所述弯头采用型号为KMTBCr26G的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管2，在内层钢管2的外侧包覆有一用低碳钢板经配料、压型、焊接工艺过程加工而成的外层钢管3所构成的弯头管体；所述的法兰盘1、5为焊接在管体两端的连接接头，该法兰盘1、5的内径与外层钢管3的外径相匹配，其法兰盘1、5与外层钢管3的纵向相接处均布的设有8个加强筋6；所述内层钢管2的折弯受力处设有一层与其融为一体且型号为KMTBCr26G的耐磨高铬铸铁加强层4，加强层4为双曲面相接所构成的曲面体结构。
上述所述的弯头管体的内经为850㎜，其内层钢管2壁厚h1为8㎜，外层钢管3的壁厚h2为10㎜，曲面体4中心处的厚度h3为8㎜。
上述所述的外层钢管3是由4块碳素钢板经配料、压型加工成与弯头内层钢管2外形相符的形状后紧固焊接在弯头内层钢管2的外侧，与弯头内层钢管2紧固为一体。
以上构成本发明实施例5的一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法及其弯头的一静态结构。
本实施例5所述的一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法及其弯头是以作业环境和条件较为恶劣，要求输送管线具有抗风浪、抗碰撞的能力强，连续作业时间长、输送管线中排泥弯头多的海上疏浚工程用于调整输送管线方向的弯头的用途，也可以用于挖泥船上调整输送管线方向的弯头的用途。
当本发明所述的一种用于疏浚工程输送管线的弯头在投入安装使用时，需将所述的弯头按照需要的型号规格进行选择后，运到生产现场并按照产品的结构要求进行组装，特别是要求调整输送管线的弯曲度的时候可依据弯头的调整度数进行多个组装，用螺栓连接成一体而构成一条输送管线。
Claims (8)
1.一种用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法，包括对弯头管体和法兰盘的整体设计及各零部件的具体设计，其特征是所述弯头的设计方法是以满足用于疏浚工程输送管线90°、135°、180°弯曲度的技术要求，采用添加有稀土元素的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管，在内层钢管的外侧包覆有一用低碳钢板经配料、压型、焊接工艺过程加工而成的外层钢管所构成的弯头管体；所述的法兰盘为焊接在管体两端的连接接头，该法兰盘的内径与外层钢管的外径相匹配，其法兰盘与外层钢管的纵向相接处均布的设有4个以上加强筋；所述内层钢管的折弯受力处设有一层与其融为一体且含有稀土元素的耐磨高铬铸铁加强层，加强层为双曲面相接所构成的曲面体结构。
2.根据权利要求1所述的用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法，其特征是所述的含有稀土元素的耐磨高铬铸铁材料的成分含量为：C 3-4%、Cr20-40%、Si 1—1.5%、Mn 0.8-1.2%、Mo3-5%、Ni1-1.95%、Cu 1-1.5%、V3-6%、Ca0.1-0.13%、Ba 0.03-0.08%、Ti 0.1-0.3%、La 0.03-0.08%、Ce 0.03-0.06%、P＜0.03% ，其余为Fe。
3.根据权利要求1或2所述的用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法，其特征是所述的弯头管体的内经为219-1820㎜，其内层钢管壁厚h1为5-10㎜，外层钢管的壁厚h2为8-12㎜，曲面体中心处的厚度h3为5-10㎜。
4.根据权利要求1或2所述的用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法，其特征是所述内层钢管的材料为KmTBCr26G、KmTBCr20MoG、KmTBCr15MoG中的任一种。
5.根据权利要求1或2所述的用于疏浚工程输送管线的弯头设计方法，其特征是所述的外层钢管为由至少2块碳素钢板经配料、压型、焊接过程加工而成的；所述的配料是根据内层钢管的长度、外径尺寸，裁剪符合尺寸要求的碳素钢板料块；所述的压型是将碳素钢板料块在压型机上压制成与内层钢管的外径表面弧形相一致的形状；所述的焊接是将压制成型的碳素钢板料块贴合在内层钢管的外侧，采用紧固焊接的方法将其紧固焊接为一体。
6.一种依据权利要求1所述的用于疏浚工程排泥管线的弯头设计方法设计的弯头，包括弯头管体和法兰盘，其特征是所述弯头采用添加有稀土材料的耐磨高铬铸铁材料经模具铸造而成的铸钢管作为弯头内层钢管，在内层钢管的外侧包覆有一外层钢管；所述的法兰盘为焊接在管体两端的连接接头，该法兰盘的内径与外层钢管的外径相匹配，其法兰盘与外层钢管的纵向相接处均布的设有4个以上加强筋；所述内层钢管的折弯受力处设有一层与其融为一体且含有稀土元素的耐磨高铬铸铁加强层，加强层为双曲面相接所构成的曲面体结构。
7.根据权利要求6所述的弯头，其特征是所述的弯头管体的内径为219-1820㎜，其内层钢管壁厚h1为5-10㎜，外层钢管的壁厚h2为8-12㎜，曲面体中心处的厚度h3为5-10㎜。
8.根据权利要求6所述的弯头，其特征是所述的外层钢管是由至少2块碳素钢板经配料、压型加工成与弯头内层钢管外形相符的形状后紧固焊接在弯头内层钢管的外侧，与弯头内层钢管紧固为一体。
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