CN106151695A - 冷辊轧成型的无缝钢管及其制造方法 - Google Patents

冷辊轧成型的无缝钢管及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种冷辊轧成型的无缝钢管及其制造方法,采用壁厚均匀、内外表面光整的无缝钢管毛坯,在5℃‑40℃环境下通过至少2个轧辊对其外表面的进行缩径辊轧加工制成;毛坯管经辊轧后其外径、内径均被压缩减小,形成外表面有螺旋状凹槽;内表面有凹凸波纹的无缝钢管。本发明冷辊轧成型工艺是轧制设备的轧辊沿毛坯管的轴线对称布置,轧辊绕自身轴线转动并压缩钢管外径,使毛坯管的内、外径均产生塑性变形,轧辊中、后段外圆上设有多个间隔的凸起,坯管在外径变小,表面形成适当尺寸螺旋状凹槽的同时,毛坯管的内径也变小并形成凹凸波纹;用该无缝钢管进一步加工制造成的建筑用FRP筋或钢筋的灌浆连接套筒,机械切削加工量小,成本低,性能好。

Description

冷辊轧成型的无缝钢管及其制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及金属无缝管制造方法,具体的说,是涉及一种冷辊乳成型的无缝钢管及其制造方法。
背景技术
[0002]在传统的机械工业领域,金属无缝管主要采用热乳、冷乳和冷拔加工工艺制成,管产品外径均匀、表面平整,作为各种机械零件加工用毛坯,有的产品如:金属波纹管,是采用薄壁的高塑性材料金属管通过对外径滚压加工而制成;钢支撑管,是用具有较高塑性的金属管通过冷乳或温乳工艺在管的外表面滚乳出螺纹作为传力或固定件使用;中空锚杆,是以热乳工艺对厚壁无缝管进行滚乳加工制成表面螺旋凹槽成为外表锚固和连接、内孔传送流体的零件。但在已有工业产品中,尚缺乏用冷辊乳工艺生产内壁为螺旋状波纹的专用厚壁无缝钢管产品,相关生产技术也属本领域空白,而对这种钢管产品的需求已经出现,如:建筑领域用的FRP筋连接用灌浆套筒、装配式建筑应用的钢筋连接用灌浆套筒,这些产品主要为外形为管状的零件,通过向管内填充无收缩灌浆材料,灌浆材料凝固、硬化后将管件和被连接的FRP筋或钢筋锚固在一起。而现有技术填充的灌浆材料的强度仅为I OOMPa左右,远远低于连接套筒和被连接件的强度,因此套筒灌浆连接需要的锚固长度很长,全灌浆套筒的外径和长度之比一般不小于16倍钢筋直径。近些年提出的用无缝钢管车削加工制成的灌浆连接套筒克服了铸造套筒产品的铸造缺陷等问题,产品质量和可靠性显著提升,但其内腔凹凸结构的车削生产工艺效率较低、加工成本高,而如采用乳制工艺生产内壁凹凸的厚壁无缝钢管,只能采用热乳加工,但其产品的内腔尺寸精度、壁厚均匀度等尚不能满足灌浆连接套筒的结构尺寸要求,需要再进行一定的机械切削加工才能形成最终产品,这样的产品材料消耗大,成本也仍然居高不下。
[0003]机械加工理论可以采用冷辊乳方法在无缝钢管外表面局部滚乳,通过金属变形在内壁形成对应的凸起,这样的工艺制作的灌浆连接套筒减少了大量切削加工制成的连接产品就会具有成本优势,但是作为建筑结构传力件筋-FRP筋或带肋钢筋的连接件,其外径在混凝土结构设计规范的要求下不宜过大,要满足承载力要求,灌浆连接套筒就要采用厚壁且高强的材料加工,常用材料如中国GB699的45号优质碳素结构钢等。已有的冷辊乳工艺对于壁厚较厚的高强材料如45号钢钢管,很难通过外表压制凹槽而在内壁形成凸起,因为外表面挤压时距外表面近的深层处的金属会向两边流动,只有当挤压模具距离管内壁较近距离时,即当挤压出很深的凹槽时,模具的径向压力才能传到管内壁并在内壁形成变形,而碳当量较高、强度较高的钢材其塑性较低,外表挤压出深凹槽时槽底部的金属实际是原来在管外表面的金属,其受拉变形最大,当变形超过材料的塑性极限值就会产生肉眼可见或不可见的裂纹,同时也在变形处产生内应力,内应力及裂纹缺陷造成的潜在风险是阻碍灌浆套筒采用冷辊乳生产加工的重要难题,因此已有的用无缝管外表面滚乳凹槽制造灌浆套筒加工技术主要采用屈服点低、塑性好的材料来制造套筒,且仅在外表面局部辊乳,局部产生塑性变形,而未辊乳的金属表面仍保持原有尺寸状态,厚壁无缝钢管采用该工艺辊乳后的沿轴线分布的各个径向横截面面积差异明显,在外表面辊乳凹槽处的径向横截面面积最小,承载能力降低,原有毛坯材料的承载能力不能充分发挥,造成有接近于横截面损失比例的材料浪费。
[0004]随着500MPa及以上级别的高强钢筋的应用发展,高强钢筋对灌浆套筒的屈服承载力要求显著提高,使用屈服点低、塑性高的材料必然需增加套筒壁厚,不仅使灌浆套筒外径增大,而且壁厚增加使冷滚乳工艺加工外表凹槽时需要更大的变形才可形成管内壁的凸起,冷脆、微裂纹缺陷进一步增大,质量隐患风险提高,如果不能攻克高强材料无缝钢管冷辊乳加工形成内壁凸起的技术难题,装配式混凝土结构中的钢筋套筒灌浆连接技术就会因成本高的问题难以得到广泛应用和持续发展。
发明内容
[0005]针对上述现有技术中的不足,本发明提供一种提高加工效率,降低加工成本,安全可靠的冷辊乳成型的无缝钢管及其灌浆连接套筒。
[0006]本发明所采取的技术方案是:
[0007] 一种冷辊乳成型的无缝钢管,冷辊乳成型的无缝钢管是一种厚壁无缝钢管,厚壁无缝钢管外表面设有绕其轴线的螺旋状凹槽,内表面有凹凸波纹。
[0008]采用壁厚均匀、内外表面光整的无缝钢管毛坯,在5°C_40°C环境下通过至少2个乳辊对其外表面进行的缩径辊乳加工制成;
[0009]所述无缝钢管毛坯经辊乳后其外径、内径均被压缩减小,形成外表面有所述螺旋状凹槽;内表面有所述凹凸波纹的所述无缝钢管。
[0010] —种冷辊乳成型的无缝钢管的制造方法,
[0011]采用壁厚均匀、内外表面光整的无缝钢管毛坯,在5°C_40°C环境下通过设有至少2个乳辊的设备,乳辊沿被加工的无缝钢管毛坯的轴线对称布置,乳辊的轴线和无缝钢管毛坯的进给中心线呈与乳辊挤压中、后段的表面均布的环状凸起的间距相关的在2°〜6°之间的一个适当的夹角;
[0012]在设备的动力轴驱动下,乳辊绕乳辊自身轴线转动,无缝钢管毛坯前段预制一个导入斜坡,插到转动的乳辊之间,并与各个乳辊的乳辊斜面挤压前段相接触;
[0013]随着乳辊的转动,无缝钢管毛坯在乳辊的摩擦力作用下绕乳辊的加工中心线转动并前进,前进过程中,各个乳辊的斜面挤压前段之间的间隙逐步变小,乳辊斜面挤压前段对无缝钢管毛坯外表面的进行挤压,无缝钢管毛坯在乳辊的挤压力作用下发生变形,无缝钢管毛坯的外径逐步被压缩变形,并导致钢管变形发热,温度上升到50°C以上,已经发热的无缝钢管毛坯立即进入表面均布环状凸起的乳辊挤压中、后段,无缝钢管毛坯再次被乳辊挤压中、后段前部稍矮的凸起挤压,继续发热升温,无缝钢管毛坯材料的物理性能发生变化,屈服强度降低,塑性增加,由于材料强度的降低,金属的变形抗力减小,无缝钢管毛坯的外径保持被在乳辊挤压中、后段的凸起底部限制的尺寸,控制冷乳变形量致使乳制后的无缝钢管的最大外径为无缝钢管毛坯的外径的0.950〜0.995倍;而无缝钢管毛坯的内径得以缩小,并在乳辊挤压中、后段的凸起对应的内壁附近区域缩径变形进一步加大;并最终形成凹凸波纹的内壁,随着无缝钢管毛坯的被辊乳变形,不断发热,被辊乳区域的材料温度一直保持在50°C〜150°C,直至无缝钢管毛坯离开乳辊挤压中、后段,制成冷辊乳成型的无缝钢管;
[0014] 此时无缝钢管还是具有较高的温度,直至无缝钢管的温度降低到室温期间,无缝钢管在加工中的冷变形应力一直在释放。
[0015]所述螺旋状凹槽在所述无缝钢管的轴线上导程或螺距为5mm〜30mm;
[0016] 所述无缝钢管的最大外径在25mm〜10mm之间,无缝钢管最大外径与其平均壁厚之比在6〜16之间,成型后的无缝钢管最大外径是冷乳加工前无缝钢管毛坯的外径的0.950〜0.995倍。
[0017]所述无缝钢管外表面的螺旋状凹槽在管的径向方向上的最大深度在2.0mm至该无缝钢管的平均壁厚值的0.5倍之间;
[0018]所述无缝钢管内表面的凹凸波纹的凸起相对凹槽的径向最大高度在该无缝钢管的平均壁厚值的0.02〜0.5倍之间。
[0019] —种冷辊乳成型的无缝钢管制造的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒,所述灌浆连接套筒的侧壁上设有I个或多个用于向灌浆连接套筒内部进行注浆或出浆的过浆孔。
[0020] 一种冷辊乳成型的无缝钢管制造的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒,所述灌浆连接套筒的内腔在过浆孔处设有过浆沟槽。
[0021] —种冷辊乳成型的无缝钢管制造的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒,所述灌浆连接套筒的一端或两端设有安装密封件的沟槽。
[0022] —种冷辊乳成型的无缝钢管制造的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒,所述灌浆连接套筒的中部侧壁上设有安装限位螺钉或销钉的孔。
[0023] —种冷辊乳成型的无缝钢管制造的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒,所述灌浆连接套筒的一端或者两端设有内螺纹,一个或两个一端外圆设有与所述套筒的内螺纹相配合的螺塞与套筒通过所述内螺纹与灌浆连接套筒相连接。
[0024]本发明相对现有技术的有益效果:
[0025]本发明冷辊乳成型工艺生产的厚壁无缝钢管,其外表面有凹槽,内表面有凸起,辊乳变形区域变形小,传力可靠、性能好;本发明冷辊乳成型工艺是乳制设备的乳辊在动力轴驱动下绕自身轴线转动,无缝钢管毛坯插到乳辊之间并与各个乳辊的辊乳斜面挤压前段相接处,随着乳辊转动,无缝钢管毛坯在乳辊的摩擦力作用下绕乳辊的加工中心线转动并前进,无缝钢管毛坯的外径被压缩,并使其内、外径均产生塑性变形、径向尺寸缩小,乳辊中、后段外圆上设有多个间隔的凸起,无缝钢管毛坯在5°C〜40°C环境温度下辊乳加工,在外径变小,表面形成螺旋状凹槽的同时,无缝钢管毛坯的内径也变小并形成均布的凹凸波纹,最终制成一种内表面由凹凸的厚壁无缝钢管;用该无缝钢管进一步加工制造成的灌浆连接套筒,机械切削加工量小,成本低,性能好。
[0026]本发明冷辊乳成型的无缝钢管制造方法相比已有仅以冷辊挤压钢管外表面局部,使局部产生塑性变形并形成凹槽的制造方法,本冷辊乳成型工艺在加工无缝钢管时内孔无需支撑芯轴,可以加工长度很长的管毛坯,在管的缩径过程中通过乳辊外径在不同区域的形状变化逐渐加大变形量,变形带来管体被加工区域温度的升高,在乳辊后段无缝钢管毛坯进行较大变形的阶段,钢管的辊乳温度实际是在室温以上数十度甚至上百度的条件下进行,本发明利用钢铁材料温度升高后屈服点降低、塑性提高的特性,使得强度较高、塑性不好的钢材的冷压变形条件得到了改善,在无缝钢管毛坯的外径上乳制出的凹槽相比传统冷辊乳工艺压出的凹槽深度小的情况下,即可在钢管内壁形成均匀的凹凸波纹构造,减少甚至消除了无缝钢管经冷乳变形后出现的可见或不可见裂纹和内应力不均的质量风险。由于该工艺可用长度很长的无缝钢管坯整支快速、连续地加工,因此无缝钢管的成型生产效率高,产品强度高,缺陷少,性能好;以该种工艺制造的无缝钢产品做原材料加工的灌浆套筒,具有均匀、密集的波纹状凹凸内表面,可免除对套筒内表面的大量加工,为灌浆料提供良好锚固结构,大幅低降低了灌浆套筒的加工成本,填补了国内外相关产品和技术的空白。
[0027]本发明利用了金属冷变形发热的原理,突破了传统的厚壁无缝钢管光圆管冷乳生产的工艺,提出了采用带凸起乳辊进行微缩径的冷辊乳工艺,并以此工艺实现了在厚壁无缝钢管的外表面经不均匀乳制变形后在内壁形成凹凸波纹的一种新型无缝钢管产品。本无缝钢管具有以下优点:
[0028] I)内应力小,承载能力高。由于乳制段各阶段金属均有变形,温度都有升高,在进行最终的外径不均匀挤压变形加工时,被加工段的金属是在较高的温度状态,变形时不会像传统的局部冷辊压变形工艺那样变形部分的金属受周围常温状态金属的拘束,变形产生的内应力相对减小,且本发明的无缝钢管(I)的全长范围都有经过棍乳加工,相比传统的套筒局部冷辊乳工艺的变形量差异要小;此外,由于加工段材料温度升高和无周围冷态金属约束,辊乳时使管内径局部缩径变形形成凸起对管外表面的局部变形凹槽深度要求也较小,因此整管上各处的残余内应力也要少,成型后无缝钢管全长上辊乳有凹槽的断面与没有凹槽的断面承载能力差异也小,承载力好;
[0029] 2)制作灌浆连接套筒,内腔锚固效果好。由于在无缝钢管(I)内壁形成的凹凸波纹是连续、密集的,即成型的无缝管内壁全长范围布满螺旋环状波纹,相比局部加工凹槽或凸起的传统灌浆连接套筒,本发明的无缝钢管(I)内壁设有更多数量的具有弧形楔面锁紧功能的凹槽或凸起,虽然该波纹的高度比传统灌浆连接套筒的凸起高度或凹槽深度低,但可提供锁紧锚固作用的内壁凹凸结构总面积加大了,因此实际在FRP筋或钢筋所需的连接长度范围内,锚固效果不降低,反而有所提高。
[0030] 3)材料适用范围增加,可利用高强材料减小灌浆连接套筒外径。由于外表面变形量可以减小,本发明的无缝钢管(I)可以使用的材料范围就变宽了,包括碳当量在0.55以上强度高、塑性较低的钢材也可以应用,这样在内腔直径相同的条件下,以本发明的无缝钢管制造的灌浆连接套筒相比传统工艺生产的产品壁厚更薄,而内表面凹凸波纹高度相对较低,因此可使本发明的无缝钢管材料制造的灌浆连接套筒在内腔直径相同的条件下,具有更小的外径。
[0031]本发明的提出的专门用于制作灌浆连接套筒的冷辊乳成型无缝钢管,具有更小的外形尺寸,更安全的结构,更优材料性能,更高的生产效率,直接使用该无缝钢管制造FRP筋和带肋钢筋连接用灌浆套筒,可减少甚至免除了对套筒内腔进行的切削加工,大大提升了灌浆连接套筒的生产效率,降低了制造成本,提高了套筒承载能力和安全性,有利于套筒灌浆连接技术持续地大面积推广应用。
附图说明
[0032]图1是本发明冷辊乳成型的无缝钢管的结构示意图;
[0033]图2是本发明冷辊乳成型的无缝钢管的局部结构示意图;
[0034]图3是采用本发明冷辊乳成型的无缝钢管的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒第一实施例结构不意图;
[0035]图4是采用本发明冷辊乳成型的无缝钢管的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒第二实施例结构示意图;
[0036]图5是采用本发明冷辊乳成型的无缝钢管的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒第三实施例结构示意图;
[0037]图6是采用本发明冷辊乳成型的无缝钢管的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒第四实施例结构示意图;
[0038]图7是采用本发明冷辊乳成型的无缝钢管的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒第五实施例结构示意图;
[0039]图8是采用本发明冷辊乳成型的无缝钢管的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒第六实施例结构示意图;
[0040]图9是采用本发明冷辊乳成型的无缝钢管的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒第六实施例结构示意图;
[0041]图10是本发明冷辊乳成型的无缝钢管的加工过程准备状态结构示意图;
[0042]图11是本发明冷辊乳成型的无缝钢管的加工过程的乳辊的斜面挤压前段加工结构示意图;
[0043]图12是本发明冷辊乳成型的无缝钢管的加工过程的乳辊挤压中、后段加工结构示意图;
[0044]图13是采用本发明的无缝钢管加工的灌浆连接套筒应用的第一实施例的结构示意图;
[0045]图14是采用本发明的无缝钢管加工的灌浆连接套筒应用的第二实施例的结构示意图;
[0046]图15是采用本发明的无缝钢管加工的灌浆连接套筒应用的第三实施例的结构示意图;
[0047]图16是采用本发明的无缝钢管加工的灌浆连接套筒应用的第四实施例的结构示意图;
[0048]图17是采用本发明的无缝钢管加工的灌浆连接套筒应用的第五实施例的结构示意图;
[0049]图18是采用本发明的无缝钢管加工的灌浆连接套筒应用的第六实施例的结构示意图;
[0050]图19是采用本发明的无缝钢管加工的灌浆连接套筒应用的第七实施例的结构示意图。
[0051]附图中主要部件符号说明:
[0052]图中:
[0053] 1.成型的无缝钢管 2.内表面凹凸波纹3.外表面凹槽
[0054] 4.灌浆连接套筒 5.套筒过浆孔 6.密封件安装沟槽
[0055] 7.限位螺钉或销钉安装孔 8.套筒过浆沟槽
[0056] 9.螺塞连接螺纹 10.螺塞 11.钢筋限位台肩
[0057] 12.钢筋连接螺纹 13.无缝钢管毛坯 14.乳辊斜面挤压前段
[0058] 15.表面均布的环状凸起的乳辊挤压中、后段
[0059] 16.乳辊 18.灌浆料 19.第一 FRP筋或钢筋
[0060] 20.第二 FRP筋或钢筋 21.套筒密封环 23.进出浆孔密封塞[0061 ] 24.构件水平缝密封材料 25.限位螺钉
[0062] 30.构件安装及灌浆连通缝 31.第一混凝土构件体
[0063] 32.第二混凝土构件体 33.水平缝专用灌浆孔。
具体实施方式
[0064]以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明:
[0065]附图1可知,
[0066] —种冷辊乳成型的无缝钢管及其灌浆连接套筒,冷辊乳成型的无缝钢管I是一种厚壁无缝钢管,厚壁无缝钢管外表面设有绕其轴线的螺旋状凹槽3,内表面有凹凸波纹2;
[0067]以下通过图10〜图12说明本发明所述的一种冷辊乳成型的无缝钢管I的加工工
-H-
O
[0068] —种冷辊乳成型的无缝钢管的制造方法,采用壁厚均匀、内外表面光整的一根无缝钢管毛坯13,在5°C〜40°C环境下通过至少2个冷乳辊16对其外表面的进行缩径辊乳加工制成;
[0069]所述无缝钢管毛坯管经辊乳后其外径、内径均被压缩减小,形成外表面有所述螺旋状凹槽3;内表面有凹凸波纹2的所述无缝钢管I。
[0070] 一种冷辊乳成型的无缝钢管的制造方法,采用壁厚均匀、内外表面光整的无缝钢管毛坯13,在5°C〜40 °C环境下通过设有至少2个冷乳辊16的设备,乳辊16沿被加工的无缝钢管毛坯13的轴线对称布置,乳辊16的轴线和无缝钢管毛坯13的进给中心线呈与乳辊挤压中、后段15的表面均布的环状凸起的间距相关的在2°〜6°之间的一个适当的夹角;
[0071]在设备的动力轴驱动下,乳辊16绕乳辊自身轴线转动,无缝钢管毛坯13前段预制一个导入斜坡,插到转动的乳辊16之间,并于各个乳辊16的乳辊斜面挤压前段14相接触;
[0072]随着乳辊16的转动,无缝钢管毛坯13在乳辊16的摩擦力作用下绕乳辊的加工中心线转动并前进,前进过程中,各个乳辊的斜面挤压前段14之间的间隙逐步变小,乳辊斜面挤压前段14对无缝钢管毛坯13外表面的进行挤压,无缝钢管毛坯13在乳辊16的挤压力作用下发生变形,无缝钢管毛坯13的外径逐步被压缩变形,并导致钢管变形发热,温度上升到50°C以上,已经发热的无缝钢管毛坯13还未及大量散热即进入了表面均布的环状凸起的乳辊挤压中、后段15,无缝钢管毛坯13再次被乳辊挤压中、后段15前部稍矮的凸起挤压,继续发热升温,无缝钢管毛坯13材料的物理性能发生变化,屈服强度降低,塑性增加,断后伸长率提高,由于材料强度的降低,金属的变形抗力减小,无缝钢管毛坯13的外径保持被在乳辊挤压中、后段15的凸起底部限制的尺寸,控制冷乳变形量致使乳制后的无缝钢管I的最大外径为无缝钢管毛坯13的外径的0.950〜0.995倍;而无缝钢管毛坯13内径得以缩小,并在乳辊挤压中、后段15的凸起对应的内壁附近区域缩径变形进一步加大;并最终形成凹凸波纹的内壁,随着钢管的被辊乳变形,不断发热,温度一直保持在50°C〜150°C,直至无缝钢管毛坯13离开乳辊挤压中、后段15,即完成了本发明的所述一种冷辊乳成型的无缝钢管I;
[0073] 此时无缝钢管I还是具有较高的温度,直至无缝钢管I的温度降低到室温期间,无缝钢管I在加工中的冷变形应力一直在释放。直至达到室温,最终得到外表面有所述螺旋状凹槽3,内表面有凹凸波纹2的所述无缝钢管I。
[0074] 所述螺旋状凹槽3在所述无缝钢管I的轴线上导程或螺距为5mm〜30mm。
[0075] 所述无缝钢管I的最大外径在25mm〜10mm之间,无缝钢管I最大外径与其平均壁厚之比在6〜16之间,成型后的无缝钢管I最大外径是冷乳加工前无缝钢管毛坯13的外径的
0.950 〜0.995倍。
[0076]所述无缝钢管I外表面的螺旋状凹槽在管的径向方向上的深度在2.0mm至该无缝钢管I的平均壁厚值的0.5倍之间;
[0077]所述无缝钢管I内表面的凹凸波纹2的凸起相对凹槽的径向高度在该无缝钢管I的平均壁厚值的0.02倍〜0.5倍之间;
[0078] —种采用冷辊乳成型的无缝钢管制造的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒4,所述灌浆连接套筒4的侧壁上设有I个或多个用于向灌浆连接套筒内部进行注浆或出浆的过浆孔5;
[0079] —种采用冷辊乳成型的无缝钢管制造的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒4,所述灌浆连接套筒4的内腔在过浆孔5处设有过浆沟槽8。
[0080] —种采用冷辊乳成型的无缝钢管制造的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒4,所述灌浆连接套筒4的一端或两端设有安装密封件的沟槽6。
[0081] —种采用冷辊乳成型的无缝钢管制造的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒4,所述灌浆连接套筒4的中部侧壁上设有安装限位螺钉或销钉的孔7。
[0082] —种采用冷辊乳成型的无缝钢管制造的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒4,所述灌浆连接套筒4的一端设有内螺纹9,一个或两个一端外圆设有与所述套筒的内螺纹相配合的螺塞1与套筒通过所述内螺纹9与灌浆连接套筒4相连接。
[0083]实施例1,见图1,为本发明的一种冷辊乳成型的无缝钢管I,通过表面设有均布凸起的乳辊缩径加工制成,外表面设有绕其轴线的螺旋状凹槽3,该螺旋状凹槽3在所述无缝钢管I的轴线上导程或螺距为5mm〜30mm,无缝钢管I内表面有凹凸波纹2,最大外径在25mm〜10mm之间,其最大外径与其平均壁厚之比在6〜16之间,成型后的无缝钢管I最大外径是冷乳加工前无缝钢管毛坯13的外径的0.950〜0.995倍。所述无缝钢管I的材料为优质碳素结构钢或低合金结构钢或合金结构钢,且室温下所述材料的屈服强度不小于345MPa。
[0084]实施例2,见图2,为采用本发明的成型的无缝钢管I加工制成的一种FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒4,外表面设有绕其轴线的螺旋状凹槽3,内表面有凹凸波纹2。
[0085]实施例3,见图3,为采用本发明的成型的无缝钢管I加工制成的一种FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒4,外表面设有绕其轴线的螺旋状凹槽3,内表面有凹凸波纹2,其侧壁上设有I个或多个用于向套筒内部进行注浆或出浆的过浆孔5。
[0086]实施例4,见图4,为采用本发明的成型的无缝钢管I加工制成的一种FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒4,外表面设有绕其轴线的螺旋状凹槽3,内表面有凹凸波纹2,所述连接套筒4的一端或两端设有安装密封件的沟槽6。
[0087]实施例5,见图5,为采用本发明的成型的无缝钢管I加工制成的一种FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒4,外表面设有绕其轴线的螺旋状凹槽3,内表面有凹凸波纹2,所述连接套筒4的中部侧壁上设有安装限位螺钉或销钉的孔7。
[0088]实施例6,见图6,为采用本发明的成型的无缝钢管I加工制成的一种FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒4,外表面设有绕其轴线的螺旋状凹槽3,内表面有凹凸波纹2,其侧壁上设有I个或多个用于向套筒内部进行注浆或出浆的过浆孔5,其一端或两端设有安装密封件的沟槽6。
[0089]实施例7,见图7,为采用本发明的成型的无缝钢管I加工制成的一种FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒4,外表面设有绕其轴线的螺旋状凹槽3,内表面有凹凸波纹2,其侧壁上设有I个或多个用于向套筒内部进行注浆或出浆的过浆孔5,所述连接套筒4的内腔在过浆孔5处设有过浆沟槽8。
[0090]实施例8,见图8,为采用本发明的成型的无缝钢管I加工制成的一种FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒4,外表面设有绕其轴线的螺旋状凹槽3,内表面有凹凸波纹2,所述连接套筒4的一端设有内螺纹9,一个一端外圆设有与所述套筒的内螺纹相配合的螺塞10与套筒通过内螺纹9与灌浆连接套筒4相连接,螺塞10的另一端设有与钢筋螺纹连接的直螺纹孔12,所述螺塞的直螺纹的孔底设有钢筋限位台肩11。
[0091]实施例9,见图9,为采用本发明的成型的无缝钢管I加工制成的一种FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒4,外表面设有绕其轴线的螺旋状凹槽3,内表面有凹凸波纹2,所述连接套筒4的两端设有内螺纹9,两端各有一个一端外圆设有与所述套筒的内螺纹相配合的螺塞10与套筒通过内螺纹9与灌浆连接套筒4相连接,螺塞10的内孔具有外侧孔径小,内侧孔径大的结构特征,孔径小的一端内径略大于被连接钢筋的外径,在灌注灌浆料后,该结构的螺塞可以限制套筒内填充的灌浆料脱出,提高灌浆料对钢筋的锚固效果。
[0092]以下再以图13〜图19本发明的无缝钢管I加工的灌浆连接套筒4的几个典型应用。
[0093]应用的第一实施例,见图13,一种FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒4在混凝土预制构件生产工厂,先将灌浆连接套筒4的一端装上套筒密封环21,再将一根第二 FRP筋或带肋钢筋20从套筒密封环21中部的孔插入到灌浆连接套筒4内腔到达设计要求的深度,套筒密封环21密封好灌浆连接套筒4与FRP筋或带肋钢筋的间隙,以及灌浆连接套筒4与外部的间隙,防止构件混凝土浇筑时从该端进入灌浆连接套筒4的内腔,然后将灌浆连接套筒4另一端固定在预制构件模板上,并与模板之间做好密封,防止构件混凝土浇筑时从此端进入灌浆连接套筒4的内腔,本预制混凝土构件中各个需要连接的第二 FRP筋或钢筋20分别与其配套的灌浆连接套筒4按以上要求安装好,再绑扎好钢筋和套筒的水平箍筋,最后浇筑该预制构件的混凝土,把混凝土振捣密实,混凝土凝固成型后脱模,进行养护,最终制成第二混凝土构件32,出厂并送达建筑施工现场。在预制混凝土构件安装现场,本第二混凝土构件32将套筒端口向上竖向安放,将上方待连接的第一混凝土构件31向下方伸出的各个第一FRP筋或钢筋19分别插入第二混凝土构件32上对应的灌浆连接套筒4内腔,通过支撑垫块使第一混凝土构件31与第二混凝土构件32之间留有约20mm的构件安装及灌楽连通缝30,待上方的第一混凝土构件31的位置调整好,用专用支撑固定用机具和辅具固定好第一混凝土构件31,再通过构件安装及灌浆连通缝30将拌制好的呈浆状的套筒连接灌浆料18从灌浆连接套筒4与第一 FRP筋或钢筋19的间隙处缓缓注入,将灌浆连接套筒4与第一 FRP筋或钢筋19及第二 FRP筋或钢筋20的间隙的空气排出,直至套筒连接灌浆料18浆面到达灌浆连接套筒4的上端面处,停止灌浆,静置,待套筒连接灌浆料18凝固后,再用专用的无收缩填缝料注满构件安装及灌浆连通缝30,等待套筒连接灌浆料18和无收缩填缝料达到拆除支撑固定用机具、辅具的强度后,拆除相关机具、辅具则该构件的连接安装结束,其它构件的连接安装按同样工艺步骤进行。
[0094]本实施例的灌浆施工还可以套筒预灌浆方案进行,即在预制混凝土构件安装现场,本第二混凝土构件32将套筒端口向上竖向安放,在将上方待连接的第一混凝土构件31用吊车吊至安装工位附近,第二混凝土构件32上端面放好与第一混凝土构件31出构件安装及灌浆连通缝30的垫块后,同上工序将上方待连接的第一混凝土构件31向下方伸出的第一FRP筋或钢筋19分别插入第二混凝土构件32上对应的灌浆连接套筒4内腔,确认钢筋全部能够安装到位,构件水平位置、纵向标高等符合要求,再将第一混凝土构件31吊起,第一 FRP筋或钢筋19从第二混凝土构件32的灌浆连接套筒4内抽出,使该构件与第二混凝土构件32上端面离开,到可保证灌浆作业人员安全施工的位置后,将拌制好的呈浆状的套筒连接灌浆料18从第二混凝土构件32的各个灌浆连接套筒4的上端口注入,浆面均应到达规定位置,然后立即将第一混凝土构件31吊到安装工位上方,将第一混凝土构件31上向下方伸出的第一FRP筋或钢筋19对准第二混凝土构件32上对应的灌浆连接套筒4内腔孔,再将第一混凝土构件31缓缓落下,第一混凝土构件31上向下方伸出的的第一FRP筋或钢筋19缓慢插入各个灌浆连接套筒4内腔及其内部预注的套筒连接灌浆料18浆体中,随着的第一FRP筋或钢筋19不断深入,套筒连接灌浆料18浆面不断上升,直至第一混凝土构件31下端面落在构件安装及灌浆连通缝30的垫块上以后,套筒连接灌浆料18浆面也到达灌浆连接套筒4的上端面
[0095]处,将第一混凝土构件31的位置调整好,再用专用支撑固定用机具和辅具固定,静置,待套筒连接灌浆料18凝固后,再用专用的无收缩填缝料注满构件安装及灌浆连通缝30,等待套筒连接灌浆料18和无收缩填缝料达到拆除支撑固定用机具、辅具的强度后,拆除相关机具、辅具则该构件的连接安装结束,其它构件的连接安装按同样工艺步骤进行。
[0096]应用的第二实施例,见图14,一种FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒4在混凝土预制构件生产工厂,先将灌浆连接套筒4的一端装上套筒密封环21,再将一根第一 FRP筋或钢筋19从套筒密封环21中部的孔插入到灌浆连接套筒4内腔到达设计要求的深度,套筒密封环21密封好灌浆连接套筒4与第一FRP筋或钢筋19的间隙,以及灌浆连接套筒4与外部的间隙,防止构件混凝土浇筑时从该端进入灌浆连接套筒4的内腔,然后将灌浆连接套筒4另一端固定在预制构件模板上,并与模板之间做好密封,防止构件混凝土浇筑时从此端进入灌浆连接套筒4的内腔,本预制混凝土构件的各个需要连接的第一 FRP筋或钢筋19分别与其配套的灌浆连接套筒4按以上要求安装好,再绑扎好钢筋的水平箍筋,然后用PVC管或塑料管通过管接头连接或者直接插入灌浆连接套筒4侧壁的套筒过浆孔5,PVC管或塑料管另一端引出到筑该预制构件的混凝土表面位置以外,然后浇筑混凝土,经混凝土振捣密实,混凝土凝固成型后脱模,养护,制成第一混凝土构件31,出厂并送达建筑施工现场。在预制混凝土构件安装现场,本第一混凝土构件31将套筒端口向下竖向安放,将下方待连接的第二混凝土构件32上向上方伸出的第二 FRP筋或钢筋20分别插入第一混凝土构件31上对应的灌浆连接套筒4内腔,第一混凝土构件31与第二混凝土构件32之间留有构件安装及灌浆连通缝30,待上方的第一混凝土构件31的位置调整好,用专用支撑固定用机具和辅具固定好第一混凝土构件31后,用构件水平缝密封材料24封堵好构件安装及灌浆连通缝30周圈,并预先留设一个水平缝专用灌浆孔33,待构件水平缝密封材料24的密封强度允许灌浆后,将拌制好的呈浆状的套筒连接灌浆料18用专用灌浆设备或机具从构件安装及灌浆连通缝30处构件水平缝密封材料24中预先留设的一个水平缝专用灌浆孔33处注入,套筒连接灌浆料18流入构件安装及灌浆连通缝30将构件安装及灌浆连通缝30的空气由灌浆连接套筒4上方的套筒过浆孔5及与其相连PVC管或塑料管排出直至第一混凝土构件31,当套筒连接灌浆料18浆面到达灌浆连接套筒4的下端面后,套筒连接灌浆料18开始分别进入第一混凝土构件31的各个灌浆连接套筒4,将空气从灌浆连接套筒4上方的套筒过浆孔5及与其相连PVC管或塑料管排出,待套筒连接灌浆料18柱状从灌浆连接套筒4上方的套筒过浆孔5流出时,用进出浆孔密封塞23封堵该孔,直至第一混凝土构件31的各个灌浆连接套筒4上方的套筒过浆孔5均流出套筒连接灌浆料18并,用进出浆孔密封塞23封堵好时,停止灌浆,移开专用灌浆设备时,立即用进出浆孔密封塞23封堵好水平缝专用灌浆孔33,然后静置等待,等套筒连接灌浆料18凝固后,且套筒连接灌浆料18和无收缩填缝料达到拆除支撑固定用机具、辅具的强度后,拆除相关机具、辅具则该构件的连接安装结束,其它构件的连接安装按同样工艺步骤进行。
[0097]应用的第三实施例,见图15,本实施例与应用的第二实施例的区别在于灌浆连接套筒4在上端设有密封件安装沟槽6,并安装内嵌式套筒密封环21,上方的套筒过浆孔5在套筒密封环21靠近套筒中部一侧,使用时,仍用PVC管或塑料管通过管接头连接或者直接插入灌浆连接套筒4侧壁的套筒过浆孔5上,其后各步骤与应用的第二实施例相同。
[0098]应用的第四实施例,见图16,本实施例与应用的第三实施例的区别在于灌浆连接套筒4侧壁有两个套筒过浆孔5,分别设于灌浆连接套筒4两端,灌浆连接套筒4在上端设有密封件安装沟槽6,并安装了内嵌式套筒密封环21,上方的套筒过浆孔5在套筒密封环21靠近套筒中部一侧,使用时,仍用PVC管或塑料管通过管接头连接或者直接插入灌浆连接套筒4侧壁的两个套筒过浆孔5上,两根PVC管或塑料管另一端引出到该预制构件的混凝土表面位置以外,然后浇筑混凝土,经混凝土振捣密实,混凝土凝固成型后脱模,养护,制成第一混凝土构件31,出厂并送达建筑施工现场。在预制混凝土构件安装现场,本第一混凝土构件31同应用的第三实施例一样,用专用支撑固定用机具和辅具固定好第一混凝土构件31后,用构件水平缝密封材料24封堵好构件安装及灌浆连通缝30周圈,而不需预设水平缝专用灌浆孔33,待构件水平缝密封材料24的密封强度允许灌浆后,将拌制好的呈浆状的套筒连接灌浆料18用专用灌浆设备或机具从灌浆连接套筒4下方与下方的套筒过浆孔5相连通的灌浆管孔处注入,套筒连接灌浆料18通过灌浆连接套筒4下方与第二 FRP筋或钢筋20的间隙处流入构件安装及灌浆连通缝30,将构件安装及灌浆连通缝30的空气排出直至套筒连接灌浆料18浆面到达灌浆连接套筒4的下端面处,套筒连接灌浆料18开始分别进入第一混凝土构件31的各个灌浆连接套筒4,将灌浆连接套筒4与第一 FRP筋或钢筋19的间隙的空气从灌浆连接套筒4上方的过浆孔5及其与其相连PVC管或塑料管排出,待套筒连接灌浆料18柱状从灌浆连接套筒4上方的套筒过浆孔5流出时,用进出浆孔密封塞23封堵该孔,其后各步骤与应用的第三实施例相同。
[0099]应用的第四实施例,见图17,本实施例与应用的第三实施例的区别在于灌浆连接套筒4中部在第一 FRP筋或钢筋19应插入深度的位置设有限位螺钉或销钉安装孔7,并安装了限位螺钉25,将一根第一 FRP筋或钢筋19从套筒密封环21中部的孔插入到灌浆连接套筒4内腔顶在到限位螺钉25上即达设计要求的深度,其它各项操作均可与应用的第三实施例相同。
[0100]应用的第五实施例,见图18,本实施例与以上实施例区别在于该灌浆连接套筒4用于预制混凝土结构安装的水平连接梁的钢筋处,灌浆连接套筒4两端均设有套筒过浆孔5,且在两端设有密封件安装沟槽6,套筒过浆孔5均相对密封件安装沟槽6在灌浆连接套筒4中部一侧,事先安装有套筒密封环21,使用时,将灌浆连接套筒4先套在一端预制混凝土梁构件的第一FRP筋或钢筋19上,当对接的梁安装到工位上后,两根预制混凝土的梁构件上的水平第一 FRP筋或钢筋19与第二 FRP筋或钢筋20轴线相对基本同轴,水平端头相距在规定长度范围内,然后将,灌浆连接套筒4从第一FRP筋或钢筋19向第二FRP筋或钢筋20上移动,直到第一 FRP筋或钢筋19在灌浆连接套筒4内的深度均满足连接设计长度要求后,将灌浆连接套筒4的套筒过浆孔5转至水平轴的上方,套筒过浆孔5孔口超过灌浆连接套筒4内腔的在水平方向上的最高点,灌浆连接时,用专用灌浆设备将拌制好的呈浆状的套筒连接灌浆料18从灌浆连接套筒4的任意一个套筒过浆孔5处注入,直至套筒连接灌浆料18从灌浆连接套筒4的另一端的套筒过浆孔5处流出,该套筒的灌浆连接即完毕,继续灌注第一FRP筋或钢筋19与第二FRP筋或钢筋20连接的其它灌浆连接套筒4,各项操作均可与以上相同,然后静置,到套筒连接灌浆料18的抗压强度达到下一步工序施工的规定强度后,再进行下一施工工序的作业,如浇筑该段的混凝土等。
[0101]本实施例也可以采用本发明图9的灌浆套筒实施例,与上述施工工艺的区别仅在于:需要在灌浆套筒4外侧与第一FRP筋或钢筋19和第二FRP筋或钢筋20的接缝处缠绕密封材料,防止灌浆施工时套筒灌浆料18从灌浆套筒4内流出。此外,本发明图9的灌浆套筒实施例还可以用于现浇结构的已经用水平箍筋绑扎好的竖向钢筋笼的钢筋连接,由于套筒端口孔径与被连接的第一 FRP筋或钢筋19和第二 FRP筋或钢筋20外径相近且略大,该实施例的灌浆连接套筒4连接钢筋笼的对接钢筋,施工方便。配合超快凝固的高强套筒灌浆料18,本实施例对特殊混凝土现浇结构的钢筋对接具有较好的施工工艺性,可显著提高安装和施工速度。
[0102]应用的第六实施例,见图19,本实施例与应用的第二实施例〜应用的第五实施例的区别在于灌浆连接套筒4的一端安装有螺塞10,螺塞10已通过其外表加工的与灌浆连接套筒4的螺塞连接螺纹9相匹配的外螺纹与灌浆连接套筒4连接,灌浆连接套筒4上靠近螺塞10处设有一个套筒过浆孔5,在混凝土预制构件生产工厂,先将第一 FRP筋或钢筋19的一端加工出符合设计要求的连接螺纹,再将该钢筋通过连接螺纹安装在螺塞10另一端的钢筋连接螺纹12孔上,并拧至第一 FRP筋或钢筋19的端部顶在钢筋限位台肩11上,并使拧紧力矩达到设计规定的力矩值,然后将灌浆连接套筒4另一端固定在预制构件模板上,并与模板之间做好密封,以下步骤与应用的第四实施例相同,采用本实施例的灌浆连接,连接相同直径的钢筋时,灌浆连接套筒4内所需套筒连接灌浆料18量少于应用的第一〜第四实施例。
[0103]本发明冷辊乳成型工艺生产的厚壁无缝钢管,其外表面有凹槽,内表面有凸起,辊乳变形区域变形小,传力可靠、性能好;本发明冷辊乳成型工艺是乳制设备的乳辊在动力轴驱动下绕自身轴线转动,无缝钢管毛坯插到乳辊之间并与各个乳辊的辊乳斜面挤压前段相接处,随着乳辊转动,无缝钢管毛坯在乳辊的摩擦力作用下绕乳辊的加工中心线转动并前进,无缝钢管毛坯的外径被压缩,并使其内、外径均产生塑性变形、径向尺寸缩小,乳辊中、后段外圆上设有多个间隔的凸起,无缝钢管毛坯在5°C〜40°C环境温度下辊乳加工,在外径变小,表面形成螺旋状凹槽的同时,无缝钢管毛坯的内径也变小并形成均布的凹凸波纹,最终制成一种内表面由凹凸的厚壁无缝钢管;用该无缝钢管进一步加工制造成的灌浆连接套筒,机械切削加工量小,成本低,性能好。
[0104]本发明冷辊乳成型的无缝钢管制造方法相比已有仅以冷辊挤压钢管外表面局部,使局部产生塑性变形并形成凹槽的制造方法,本冷辊乳成型工艺在加工无缝钢管时内孔无需支撑芯轴,可以加工长度很长的管毛坯,在管的缩径过程中通过乳辊外径在不同区域的形状变化逐渐加大变形量,变形带来管体被加工区域温度的升高,在乳辊后段无缝钢管毛坯进行较大变形的阶段,钢管的辊乳温度实际是在室温以上数十度甚至上百度的条件下进行,本发明利用钢铁材料温度升高后屈服点降低、塑性提高的特性,使得强度较高、塑性不好的钢材的冷压变形条件得到了改善,在无缝钢管毛坯的外径上乳制出的凹槽相比传统冷辊乳工艺压出的凹槽深度小的情况下,即可在钢管内壁形成均匀的凹凸波纹构造,减少甚至消除了无缝钢管经冷乳变形后出现的可见或不可见裂纹和内应力不均的质量风险。由于该工艺可用长度很长的无缝钢管坯整支快速、连续地加工,因此无缝钢管的成型生产效率高,产品强度高,缺陷少,性能好;以该种工艺制造的无缝钢产品做原材料加工的灌浆套筒,具有均匀、密集的波纹状凹凸内表面,可免除对套筒内表面的大量加工,为灌浆料提供良好锚固结构,大幅低降低了灌浆套筒的加工成本,填补了国内外相关产品和技术的空白。
[0105]本发明利用了金属冷变形发热的原理,突破了传统的厚壁无缝钢管光圆管冷乳生产的工艺,提出了采用带凸起冷乳辊进行微缩径的冷滚乳工艺,并以此工艺实现了在厚壁无缝钢管外表面经不均匀乳制变形后在内壁形成凹凸波纹的一种新型无缝钢管产品。本无缝钢管具有以下优点:
[0106] I)内应力小,承载能力高。由于乳制段各阶段金属均有变形,温度都有升高,在进行最终的外径不均匀挤压变形加工时,被加工段的金属是在较高的温度状态,变形的不会像传统的局部冷辊压变形工艺那样变形部分的金属受周围常温状态金属的拘束,变形产生的内应力相对减小,且本发明的无缝钢管(I)的全长范围都有经过棍乳加工,相比传统的套筒局部冷辊乳工艺在变形量差异要小;此外,由于加工段材料温度升高和无周围冷态金属约束,辊乳时使管内径局部缩径变形形成凸起对管外表面的局部变形凹槽深度要求也较小,因此整管上各处的残余内应力也要少,因此成型后无缝钢管全长上辊乳有凹槽的断面与没有凹槽的断面承载能力差异也小,承载力好;
[0107] 2)制作灌浆连接套筒(4),内腔锚固效果好。由于在无缝钢管(I)内壁形成的凹凸波纹是连续、密集的,即成型的无缝管内壁全长范围布满螺旋环状波纹,相比局部加工凹槽或凸起的传统灌浆连接套筒,本发明的无缝钢管(I)内壁设有更多数量的具有弧形楔面锁紧功能的凹槽或凸起,虽然该波纹的高度比传统灌浆连接套筒的凸起高度或凹槽深度低,但可提供锁紧锚固作用的内壁凹凸结构总面积加大了,因此实际在FRP筋或钢筋所需的连接长度范围内,锚固效果不降低,反而有所提高。
[0108] 3)材料适用范围增加,可利用高强材料减小灌浆连接套筒(4)的外径。由于外表面变形量可以减小,本发明的无缝钢管(I)可以使用的材料范围就变宽了,包括碳当量在0.55以上强度高、塑性较低的钢材也可以应用,这样在内腔直径相同的条件下,以本发明的无缝钢管制造的灌浆连接套筒(4)相比传统工艺生产的产品壁厚更薄,而内表面凹凸波纹高度相对较低,因此可使本发明的无缝钢管材料制造的灌浆连接套筒在内腔直径相同的条件下,具有更小的外径。
[0109]本发明的提出的专门用于制作灌浆连接套筒的冷辊乳成型无缝钢管,具有更小的外形尺寸,更安全的结构,更优材料性能,更高的生产效率,直接使用该无缝钢管制造FRP筋和带肋钢筋连接用灌浆套筒,可减少甚至免除了对套筒内腔进行的切削加工,大大提升了灌浆连接套筒的生产效率,降低了制造成本,提高了套筒承载能力和安全性,有利于套筒灌浆连接技术持续地大面积推广应用。
[0110]以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均属于本发明的技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种冷辊乳成型的无缝钢管,其特征在于,冷辊乳成型的无缝钢管(I)是一种厚壁无缝钢管,厚壁无缝钢管外表面设有绕其轴线的螺旋状凹槽(3),内表面有凹凸波纹(2)。
2.—种权利要求1所述的冷辊乳成型的无缝钢管的制造方法,其特征在于,采用壁厚均匀、内外表面光整的无缝钢管毛坯(13),在5°C-40°C环境下通过至少2个乳辊(16)对其外表面进行的缩径辊乳加工制成; 所述无缝钢管毛坯(13)经辊乳后其外径、内径均被压缩减小,形成外表面有所述螺旋状凹槽(3);内表面有所述凹凸波纹(2)的所述无缝钢管(I)。
3.—种权利要求1所述的冷辊乳成型的无缝钢管的制造方法,其特征在于, 采用壁厚均匀、内外表面光整的无缝钢管毛坯(13),在5°C_40°C环境下通过设有至少2个乳辊(16)的设备,乳辊(16)沿被加工的无缝钢管毛坯(13)的轴线对称布置,乳辊(16)的轴线和无缝钢管毛坯(13)的进给中心线呈与乳辊挤压中、后段(15)的表面均布的环状凸起的间距相关的在2°〜6°之间的一个适当的夹角; 在设备的动力轴驱动下,乳辊(16)绕乳辊自身轴线转动,无缝钢管毛坯(13)前段预制一个导入斜坡,插到转动的乳辊(16)之间,并与各个乳辊(16)的乳辊斜面挤压前段(14)相接触; 随着乳辊(16)的转动,无缝钢管毛坯(13)在乳辊(16)的摩擦力作用下绕乳辊的加工中心线转动并前进,前进过程中,各个乳辊的斜面挤压前段(14)之间的间隙逐步变小,乳辊斜面挤压前段(14)对无缝钢管毛坯(13)外表面的进行挤压,无缝钢管毛坯(13)在乳辊(16)的挤压力作用下发生变形,无缝钢管毛坯(13)的外径逐步被压缩变形,并导致钢管变形发热,温度上升到50°C以上,已经发热的无缝钢管毛坯(13)立即进入表面均布环状凸起的乳辊挤压中、后段(15),无缝钢管毛坯(13)再次被乳辊挤压中、后段(15)前部稍矮的凸起挤压,继续发热升温,无缝钢管毛坯(13)材料的物理性能发生变化,屈服强度降低,塑性增加,由于材料强度的降低,金属的变形抗力减小,无缝钢管毛坯(13)的外径保持被在乳辊挤压中、后段(15)的凸起底部限制的尺寸,控制冷乳变形量致使乳制后的无缝钢管(I)的最大外径为无缝钢管毛坯(13)的外径的0.950〜0.995倍;而无缝钢管毛坯(13)的内径得以缩小,并在乳辊挤压中、后段(15)的凸起对应的内壁附近区域缩径变形进一步加大;并最终形成凹凸波纹的内壁,随着无缝钢管毛坯(13)的被辊乳变形,不断发热,被辊乳区域的材料温度一直保持在50°C〜150°C,直至无缝钢管毛坯(13)离开乳辊挤压中、后段(15),制成冷辊乳成型的无缝钢管(I); 此时无缝钢管(I)还是具有较高的温度,直至无缝钢管(I)的温度降低到室温期间,无缝钢管(I)在加工中的冷变形应力一直在释放。
4.根据权利要求1所述冷辊乳成型的无缝钢管,其特征在于: 所述螺旋状凹槽(3)在所述无缝钢管(I)的轴线上导程或螺距为5mm〜30mm; 所述无缝钢管(I)的最大外径在25mm〜10mm之间,无缝钢管(I)最大外径与其平均壁厚之比在6〜16之间,成型后的无缝钢管(I)最大外径是冷乳加工前无缝钢管毛坯(13)的外径的0.950〜0.995倍。
5.根据权利要求1所述冷辊乳成型的无缝钢管,其特征在于: 所述无缝钢管(I)外表面的螺旋状凹槽(3)在管的径向方向上的最大深度在2.0mm至该无缝钢管(I)的平均壁厚值的0.5倍之间; 所述无缝钢管(I)内表面的凹凸波纹(2)的凸起相对凹槽的径向最大高度在该无缝钢管(I)的平均壁厚值的0.02〜0.5倍之间。
6.—种采用权利要求1所述冷辊乳成型的无缝钢管制造的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒(4),其特征在于:所述灌浆连接套筒(4)的侧壁上设有I个或多个用于向灌浆连接套筒内部进行注浆或出浆的过浆孔(5)。
7.—种采用权利要求1所述冷辊乳成型的无缝钢管制造的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒(4),其特征在于:所述灌浆连接套筒(4)的内腔在过浆孔(5)处设有过浆沟槽(8)。
8.—种采用权利要求1所述冷辊乳成型的无缝钢管制造的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒(4),其特征在于:所述灌浆连接套筒(4)的一端或两端设有安装密封件的沟槽(6)。
9.一种采用权利要求1所述冷辊乳成型的无缝钢管制造的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒(4),其特征在于:所述灌浆连接套筒(4)的中部侧壁上设有安装限位螺钉或销钉的孔⑴。
10.—种采用权利要求1所述冷辊乳成型的无缝钢管制造的FRP筋或带肋钢筋的灌浆连接套筒(4),其特征在于:所述灌浆连接套筒(4)的一端或者两端设有内螺纹(9),一个或两个一端外圆设有与所述套筒的内螺纹相配合的螺塞(10)与套筒通过所述内螺纹(9)与灌浆连接套筒(4)相连接。
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