CN108273865A - 一种复合钢管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种复合钢管的制造方法，是先采用模具扩胀，令管子两端内衬管与外套管完成复合的同时，也完成了管子两端成型自锚式的承插头，通过对管子两端连接自锚式堵头的密封管件，使其不需施加外力约束也可在完成液压复合的同时，又完成对复合钢管的耐压、接口的密封和抗拉拔力性能的检验，成为高性能、高质量的自锚式柔性接口复合钢管。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种输水管道，特别适合输送高质水的大型和特大型管道使用。
背景技术
管道输水对水质的污染，已日益引起人们的重视，使用对水质无污染的管道，是保障人们身体健康的主要环节。不锈钢不易生锈，对水质无污染，是输水管道理想的管材。但是，由于不锈钢的价格昂贵，所以直接影响了它的普及使用。因此，开发薄壁不锈钢复合管，既可降低应用成本，又可达到保护水质的要求。
目前内衬不锈钢的复合管的制造方法有：旋压成型和液压成型的制造方法。旋压成型容易造成较薄壁的内衬管的损坏，而且加工效率较低；液压成型则两端的密封难度大，特别大口径的管道，更难达到完全密封，直接影响复合管的质量。同时，这些制造方法加工出来的管子都是平口管，安装采用焊接连接的方法，不但安装十分麻烦，而且焊缝会生锈，直接影响输水的质量。因此，开发制造简易、安装快捷的新型不锈钢复合管，是提高管道质量水平的重要课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种适合不同口径，特别是大型、特大型输水钢管的复合方法，该复合方法不但能令复合管的复合层形成紧密的贴合，而且还可在钢管的复合过程中，同时完成复合管两端口的接口制造，及对复合管的耐压、对管端接口的密封和抗拉拔力性能的试验。同时，可使复合管成为自锚式柔性接口的管型，既有效提高安装的效率，又可有效提高管道使用的安全可靠性。
本发明的制造方法是首先采用内模具扩胀或旋压的方法，使钢管两端口成为具有对接式或承插式或自锚式的复合管接口，然后通过对钢管接口的外圆或内圆采用胶圈密封，或采用垫圈对接口的平面进行密封，或通过自锚式堵头管件的密封连接，最后通过对闭合的钢管内孔注入高压水，采用液压的方法完成钢管的复合。
采用内、外模或内、外旋压轮对钢管两端口进行复合，既可提高复合层的贴合强度，又可提高端口成型接口的精度，令接口可采用胶圈或垫圈进行直接的密封，以便可直接采用液压对管子进行复合。
当采用具有自锚式接口管型的内、外模或内、外旋压轮，其复合的管端便可成为具有自锚式的接口，通过连接自锚式堵头的密封管件，令其形成抗拉拔力的闭合管段，再通过对管段内孔注入高压水，便可完成对管身进行液压复合。创造出一种在对钢管进行复合的过程中，可同时完成管端自锚式接口成型，和对复合管的耐压、对管端接口的密封和抗拉拔力性能的检验的一种钢管新颖复合方法，同时这种复合方法还创造了对复合的钢管无需施加外力约束，也可对管身进行液压复合的新颖复合方法，既有效确保产品的质量，又有效提高产品的生产效率。
这种采用内模具扩胀，令复合的管子两端完成复合的同时，又成为可采用胶圈密封对端口内径或外径进行直接密封，或采用垫圈对管子端口平面进行直接密封的端口，然后对管孔注入高压水，令管子两端口之间的管体的内衬管在液压作用下，产生塑性的扩胀变形，完成管子复合的实施方法，既提高了生产效率，又解决了传统的复合方法难以对大型管子进行复合的难题。
采用内模具扩胀和外圆刚性环制约，令复合的管子两端的外套管和内衬管的管壁在内外模具相互作用下，都在承受大于材料屈服极限的应力下，进行塑性变形，形成管型和尺寸精度高的接口，同时令复合层产生很大的径向贴紧应力，形成高强度的结合。
通过对复合的管子两端已成型的端口进行密封，对管子注入高压的液压，令内衬管在高压力的作用下产生塑性胀大变形，并压紧外套管内孔，令外套管产生弹性的胀大变形，卸去高压水后，通过外套管的反弹的径向收缩应力，将内衬管严密抱紧，使管子内衬管与外套管形成相互紧密结合的复合。
本专利创造了对管子复合的同时，也完成了对管子两端接口的制造和对管子的耐压、对接口的密封和抗拉拔力性能的检验的新颖复合钢管制造方法。同时也创造了在安装时无需焊接，只需将承插头相互拉入，便可成为适应地基不均匀沉降以及管道无需捣制止推支墩的自锚式柔性接口连接的先进复合管型。本专利的复合管制造方法还可以在复合的管两端完成接口成型和复合后，通过对两管端的退火处理，消除加工产生的应力，再通过对管两端的平面密封，对整根管进行液压复合的方法来进一步提高复合钢管的质量水平。这种复合管制造方法还可以通过控制内模具的扩胀力，令内衬管产生塑性变形，外套管产生弹性变形，使钢管两端完成外套管以反弹的应力抱紧内衬管的复合，然后通过对两管端的外圆或内圆或平面进行密封，再向管内注入高压水，令整根管的内衬管与外套管形成严密贴紧的复合。当外套管设有螺纹泄气小孔，会有利于内衬管与外套管进行复合，模具扩胀管子端口时，采用将管子与内模具相互旋转的移位后再重复扩胀的方法，可进一步提高接口成型的精度和管端内衬管和外套管复合质量。
通过内模具扩胀力或旋转压轮的滚压力，令复合的钢管两端口首先成为具有一定管型精度的复合管的接口，然后采用胶圈对端口的外或内圆进行直接密封，或采用垫圈对端口的平面进行直接密封，令复合的钢管闭合，再通过对管的内孔注入高压水，对管身的复合层进行液压复合；内模具处在复合的钢管内孔，内模具是由多块拼成的圆环，其内孔为圆锥形，当处在其圆锥形内孔的圆锥形扩孔头向下移动，内模具获得径向胀大的扩胀力，迫使复合的钢管两边端口成为平口对接式或承插式的复合管接口；由多块拼成圆环的外模具，其外圆设有一个刚性环，令处在内外模具圆环间隙之间的复合钢管两端的复合层在内外模具的相互作用力下，管壁在承受大于材料屈服极限的应力压迫下，进行径向胀大的塑性变形，成为精度高的平口对接式或承插式或自锚式的复合管接口；由多块拼成圆环的外模具，其外圆设有一个刚性环，令处在内外模具圆环间隙之间的复合钢管两端的复合层在内外模具的相互作用力下，管壁在承受大于材料屈服极限的应力压迫下，进行径向胀大的塑性变形，成为精度高的平口对接式或承插式或自锚式的复合管接口；通过处在复合的钢管内孔的内旋转滚压轮对复合层的管壁进行滚动碾压，令复合的钢管的两个端口成为平口对接式或承插式的复合管接口；复合的钢管外圆设有外圆环或外旋转滚压轮，令复合的钢管两端口的复合层的管壁在内外作用力相互作用下，其管壁在承受大于材料屈服极限的应力压迫下，进行径向胀大的塑性变形，成为精度高的平口对接式或承插式或自锚式的复合管接口；通过对复合管两端的自锚式接口连接自锚式堵头的密封管件，令复合的钢管形成抗拉拔的闭合，使复合的钢管在不需施加外力约束下，承受高水压，对复合层进行液压扩胀复合；在对复合的钢管两端进行复合的过程中，同时使其端口成为平口对接式或承插式或自锚式的复合管的接口，当其端口为自锚式的接口时，在对复合的钢管的管身进行复合的过程，同时完成对复合钢管的耐压性能检验、对复合钢管接口的密封性能和抗拉拔性能的检验；该复合方法适合二层或二层以上的复合钢管的复合，特别适合中型、大型和特大型复合钢管的复合；内模具扩胀管子端口，将管子与内模具相对旋转位移后，再重复扩胀，令钢管圆环的管壁都承受径向扩胀的压力。
附图说明
图1、内外模具对管端进行复合示意图
1、外套管；2、内衬管；3、圆锥形扩孔头；4、内模具；5、外模具；6、刚性环
图2、对管身进行液压复合示意图
1、外套管；2、内衬管；7、自锚式插头；8、自锚式承头；9、10、圆环卡环；11、12、密封胶圈；13、自锚式承头堵头管件；14、自锚式插头堵头管件；15、小孔
具体实施方式
将外径比碳钢外套管1(见图1)内径小的薄壁不锈钢内衬管2插进外套管1内孔，再将复合的管的端部插进具有自锚式管型的内模具4与外模具5之间的圆环间隙内，通过外力使圆锥形扩孔头3向下移动，令由多块拼成圆环状的内模具4在圆锥形扩孔头3的圆锥斜面作用下径向胀大，压迫内衬管2和外套管1的直径都胀大，并按内模具4和外模具5的形状和尺寸进行塑性变形，内衬管以很大径向应力压贴外套管的内孔，再令圆锥形扩孔头3向上移动，通过外力令外套管1和内衬管2一起与内模具4作相对旋转的位移后，再令圆锥形扩孔头3向下移动时使复合的钢管端口再扩胀，令其端口的圆环管壁都承受径向扩胀的压力，完成管端接口的成型和内衬管与外套管严密贴紧的复合。然后令圆锥形扩孔头3向上移动，并通过外力令设在外模具5外圆的刚性环6向上移动，令由多块拼成圆环状的外模具5可以径向移开，吊出管子，再将管的另一端插进置有内模具与外模具之间的圆环间隙内，令复合的管子的另一端也完成管端接口的成型和外套管与内衬管的复合。
将复合的管子两端成型的自锚式承头8和自锚式插头7(见图2)分别与自锚式插头堵头管件14和自锚式承头堵头管件13连接，令复合的管子在密封胶圈11、12密封下，形成闭合密封，并在承插接口里安放圆环卡环9、10，使两端连接接口形成自锚，再通过小孔15向复合的管子内孔注入高压水，使复合的管子内孔的内衬管2产生径向胀大的塑形变形，压紧外套管1的内孔，并迫使外套管产生弹性变形。当施加的高压水泄荷后，外套管1通过反弹变形的反弹应力将内衬管2严密抱紧，令管身的外套管与内衬管也牢固结合，完成承插自锚式内衬不锈钢复合钢管的制造。
Claims (9)
1.一种复合钢管的制造方法，其特征在于：通过内模具扩胀力或旋转压轮的滚压力，令复合的钢管两端口首先成为具有一定管型精度的复合管的接口，然后采用胶圈对端口的外或内圆进行直接密封，或采用垫圈对端口的平面进行直接密封，令复合的钢管闭合，再通过对管的内孔注入高压水，对管身的复合层进行液压复合。
2.根据权利要求1所述的一种复合钢管的制造方法，其特征在于：内模具处在复合的钢管内孔，内模具是由多块拼成的圆环，其内孔为圆锥形，当处在其圆锥形内孔的圆锥形扩孔头向下移动，内模具获得径向胀大的扩胀力，迫使复合的钢管两边端口成为平口对接式或承插式的复合管接口。
3.根据权利要求1所述的一种复合钢管的制造方法，其特征在于：由多块拼成圆环的外模具，其外圆设有一个刚性环，令处在内外模具圆环间隙之间的复合钢管两端的复合层在内外模具的相互作用力下，管壁在承受大于材料屈服极限的应力压迫下，进行径向胀大的塑性变形，成为精度高的平口对接式或承插式或自锚式的复合管接口。
4.根据权利要求1所述的一种复合钢管的制造方法，其特征在于：通过处在复合的钢管内孔的内旋转滚压轮对复合层的管壁进行滚动碾压，令复合的钢管的两个端口成为平口对接式或承插式的复合管接口。
5.根据权利要求1所述的一种复合钢管的制造方法，其特征在于：复合的钢管外圆设有外圆环或外旋转滚压轮，令复合的钢管两端口的复合层的管壁在内外作用力相互作用下，其管壁在承受大于材料屈服极限的应力压迫下，进行径向胀大的塑性变形，成为精度高的平口对接式或承插式或自锚式的复合管接口。
6.根据权利要求1所述的一种复合钢管的制造方法，其特征在于：通过对复合管两端的自锚式接口连接自锚式堵头的密封管件，令复合的钢管形成抗拉拔的闭合，使复合的钢管在不需施加外力约束下，承受高水压，对复合层进行液压扩胀复合。
7.根据权利要求1所述的一种复合钢管的制造方法，其特征在于：在对复合的钢管两端进行复合的过程中，同时使其端口成为平口对接式或承插式或自锚式的复合管的接口，当其端口为自锚式的接口时，在对复合的钢管的管身进行复合的过程，同时完成对复合钢管的耐压性能检验、对复合钢管接口的密封性能和抗拉拔性能的检验。
8.根据权利要求1所述的一种复合钢管的制造方法，其特征在于：该复合方法适合二层或二层以上的复合钢管的复合，特别适合中型、大型和特大型复合钢管的复合。
9.根据权利要求1所述的一种复合钢管的制造方法，其特征在于：内模具扩胀管子端口，将管子与内模具相对旋转位移后，再重复扩胀，令钢管圆环的管壁都承受径向扩胀的压力。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180713 |