CN110985776A - 一种耐腐蚀预应力金属波纹管及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀预应力金属波纹管及其加工工艺，包括多段金属波纹管、用于将相邻两金属波纹管连接的圆管、以及设置在相邻两圆管之间用于对所述金属波纹管加载预应力的施压构件，所述金属波纹管内壁设置一层光滑的衬底，所述衬底通过喷涂方式加工于所述金属波纹管内壁上。通过金属波纹管两端的施压构件预先施加压应力，服役期间可全部或部分抵消荷载导致的拉应力，避免结构破坏，利用衬底和双目不锈钢材质的圆管可有效提高管件的耐腐蚀性，其加工工艺中，在波纹管尚未成型前对内壁喷涂衬底材料，利用激光焊接机进行转动焊接，内衬的平滑度更高，便于控制光洁度，不会发生内壁不平整的问题，转动激光焊接更加精准。

Description

一种耐腐蚀预应力金属波纹管及其加工工艺
技术领域
本发明涉及一种金属输送件领域，具体是一种耐腐蚀预应力金属波纹管及其加工工艺。
背景技术
金属波纹管是一种外型象规则的波浪样的管材，常用的金属波纹管有碳钢的，和不锈钢的，也有钢质衬塑的、铝质的等等。主要用于需要很小的弯曲半径非同心轴向传动，或者不规则转弯、伸缩，或者吸收管道的热变形等，或者不便于用固定弯头安装的场合做管道与管道的连接，或者管道与设备的连接使用。
在作为输送件使用时，需要在管道上加载预应力，在结构承受荷载之前，预先对其施加压力，使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力，用以抵消或减小外荷载产生的拉应力，使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚。
但是现有的预应力波纹管大多通过整体加载预应力，尤其对于需要转接头进行角度变换处不易处理。
发明内容
基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种耐腐蚀预应力金属波纹管及其加工工艺。
本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：
一种耐腐蚀预应力金属波纹管，包括多段金属波纹管、用于将相邻两金属波纹管连接的圆管、以及设置在相邻两圆管之间用于对所述金属波纹管加载预应力的施压构件，其中，所述圆管为双目不锈钢材质所制，所述金属波纹管内壁设置一层光滑的衬底，所述衬底通过喷涂方式加工于所述金属波纹管内壁上。
作为本发明进一步的方案：所述圆管焊接在所述金属波纹管上，所述金属波纹管的跨径范围为240-7000mm，波距为50-460mm，波峰高度44-420mm。
作为本发明再进一步的方案：所述施压构件包括设置在所述圆管上的两圈限位凸起、无缝套合在所述两圈限位凸起之间的安装环、用于连接相邻两安装环并挤压相邻两安装环对所述金属波纹管施力的调节组件。
作为本发明再进一步的方案：所述调节组件包括用于连接相邻两安装环的预应力螺栓和螺纹连接在所述预应力螺栓上的固定螺母，其中，所述安装环上圆周开设有多个与所述预应力螺栓相适配的通孔，所述固定螺母抵接相对所述预应力螺栓螺帽一侧的安装环上。
一种耐腐蚀预应力金属波纹管加工工艺，包括如下步骤：
步骤一，冲压波片延伸，将金属材质的带状板材通过组合模具进行波纹片的下料和冲压延伸，使之形成折叠纹路的波形状；
步骤二，表面处理，将混合拌和好的衬底材料通过喷涂机沿波形状的构件内壁进行喷涂并烘干；
步骤三，波纹管段连接，按照波纹波峰与波谷以及过度段的套合关系将波形状的构件载入环形夹具中固定，通过激光焊接将波形构件逐段环绕焊接固定外缘；
步骤四，喷丸处理，将焊接好的整段波纹管夹紧于可转动的芯棒上，通过喷砂机向波纹管表面喷砂；
步骤五，热处理，将喷丸处理后的整段波纹管送入真空炉中，加热至450-480℃，使波纹管完全奥氏体化，保温5-7小时，然后进行水冷淬火，将奥氏体转变为马氏体；
步骤六，校正；将热处理后的波纹管转送至矫直夹具上，在波纹管的轴向和径向分别加载试验载荷，对波纹的波峰和波谷高度以及波纹管整体的轴向平行度进行整形。
作为本发明进一步的方案：所述步骤三中，在波纹管段连接后还需要对波纹管的气密性检测，所述气密性检测包括将波纹管一端封闭，通过空压机向波纹管中注入预设压力的大气，保持10分钟后通过封闭端检测气压。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤六中，在校正后还包括刚度检测，所述刚度检测包括将波纹管放入刚度检测仪中检测包括非线性型度、最大工作压缩量和失弹误差参数的特性。
本发明相较于现有技术，具备以下优点：通过金属波纹管两端的施压构件预先施加压应力，服役期间可全部或部分抵消荷载导致的拉应力，避免结构破坏，利用衬底和双目不锈钢材质的圆管可有效提高管件的耐腐蚀性，其加工工艺中，在波纹管尚未成型前对内壁喷涂衬底材料，利用激光焊接机进行转动焊接，内衬的平滑度更高，便于控制光洁度，不会发生内壁不平整的问题，转动激光焊接更加精准，保证气密性。
附图说明
图1为耐腐蚀预应力金属波纹管的结构示意图。
图2为耐腐蚀预应力金属波纹管加工工艺的流程图。
图中：1-金属波纹管；2-圆管；3-限位凸起；4-安装环；5-预应力螺栓；6-固定螺母。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
请参阅图1，本发明实施例中，一种耐腐蚀预应力金属波纹管，包括多段金属波纹管1、用于将相邻两金属波纹管1连接的圆管2、以及设置在相邻两圆管2之间用于对所述金属波纹管1加载预应力的施压构件，其中，所述圆管2为双目不锈钢材质所制，所述金属波纹管1内壁设置一层光滑的衬底，所述衬底通过喷涂方式加工于所述金属波纹管1内壁上，施压构件用于对金属波纹管1进行预应力处理，通过金属波纹管1两端的施压构件预先施加压应力，服役期间可全部或部分抵消荷载导致的拉应力，避免结构破坏，利用衬底和双目不锈钢材质的圆管2可有效提高管件的耐腐蚀性。
在本发明的一个实施例中，所述圆管2焊接在所述金属波纹管1上，所述金属波纹管1的跨径范围为240-7000mm，波距为50-460mm，波峰高度44-420mm，焊接的圆管2与金属波纹管1之间可以保证良好的气密性，防止在输送过程中发生泄漏，造成污染或者浪费。
在本发明的另一个实施例中，所述施压构件包括设置在所述圆管2上的两圈限位凸起3、无缝套合在所述两圈限位凸起3之间的安装环4、用于连接相邻两安装环4并挤压相邻两安装环4对所述金属波纹管1施力的调节组件，通过可调节的调节组件对相邻两安装环4之间的距离进行调整，从而对位于相邻两安装环4之间的金属波纹管1进行试压，加载压应力。
在本发明的又一个实施例中，所述调节组件包括用于连接相邻两安装环4的预应力螺栓5和螺纹连接在所述预应力螺栓5上的固定螺母6，其中，所述安装环4上圆周开设有多个与所述预应力螺栓5相适配的通孔，所述固定螺母6抵接相对所述预应力螺栓5螺帽一侧的安装环4上，通过转动固定螺母6从而使得相邻两安装环4之间的间距缩小，进而施加预压应力。
在本发明的又一个实施例中，请参阅图2，一种耐腐蚀预应力金属波纹管加工工艺，包括如下步骤：
步骤一，冲压波片延伸，将金属材质的带状板材通过组合模具进行波纹片的下料和冲压延伸，使之形成折叠纹路的波形状；
步骤二，表面处理，将混合拌和好的衬底材料通过喷涂机沿波形状的构件内壁进行喷涂并烘干，使衬底材料牢固附着在波形状的构件内壁上；
步骤三，波纹管段连接，按照波纹波峰与波谷以及过度段的套合关系将波形状的构件载入环形夹具中固定，通过激光焊接将波形构件逐段环绕焊接固定外缘；
步骤四，喷丸处理，将焊接好的整段波纹管夹紧于可转动的芯棒上，通过喷砂机向波纹管表面喷砂，其中，砂粒直径为
Figure BDA0002307595430000041
沙粒要求分布均匀；
步骤五，热处理，将喷丸处理后的整段波纹管送入真空炉中，加热至450-480℃，使波纹管完全奥氏体化，保温5-7小时，进行应力消除，然后进行水冷淬火，将奥氏体转变为马氏体；
步骤六，校正；将热处理后的波纹管转送至矫直夹具上，在波纹管的轴向和径向分别加载试验载荷，对波纹的波峰和波谷高度以及波纹管整体的轴向平行度进行整形。
在本发明的又一个实施例中，所述步骤三中，在波纹管段连接后还需要对波纹管的气密性检测，所述气密性检测包括将波纹管一端封闭，通过空压机向波纹管中注入预设压力的大气，保持10分钟后通过封闭端检测气压，检测气密性。
在本发明的又一个实施例中，所述步骤六中，在校正后还包括刚度检测，所述刚度检测包括将波纹管放入刚度检测仪中检测包括非线性型度、最大工作压缩量和失弹误差参数的特性。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

Claims (7)

1.一种耐腐蚀预应力金属波纹管，其特征在于，包括多段金属波纹管(1)、用于将相邻两金属波纹管(1)连接的圆管(2)、以及设置在相邻两圆管(2)之间用于对所述金属波纹管(1)加载预应力的施压构件，其中，所述圆管(2)为双目不锈钢材质所制，所述金属波纹管(1)内壁设置一层光滑的衬底，所述衬底通过喷涂方式加工于所述金属波纹管(1)内壁上。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀预应力金属波纹管，其特征在于，所述圆管(2)焊接在所述金属波纹管(1)上，所述金属波纹管(1)的跨径范围为240-7000mm，波距为50-460mm，波峰高度44-420mm。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀预应力金属波纹管，其特征在于，所述施压构件包括设置在所述圆管(2)上的两圈限位凸起(3)、无缝套合在所述两圈限位凸起(3)之间的安装环(4)、用于连接相邻两安装环(4)并挤压相邻两安装环(4)对所述金属波纹管(1)施力的调节组件。
4.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀预应力金属波纹管，其特征在于，所述调节组件包括用于连接相邻两安装环(4)的预应力螺栓(5)和螺纹连接在所述预应力螺栓(5)上的固定螺母(6)，其中，所述安装环(4)上圆周开设有多个与所述预应力螺栓(5)相适配的通孔，所述固定螺母(6)抵接相对所述预应力螺栓(5)螺帽一侧的安装环(4)上。
5.一种耐腐蚀预应力金属波纹管加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，冲压波片延伸，将金属材质的带状板材通过组合模具进行波纹片的下料和冲压延伸，使之形成折叠纹路的波形状；
步骤二，表面处理，将混合拌和好的衬底材料通过喷涂机沿波形状的构件内壁进行喷涂并烘干；
步骤三，波纹管段连接，按照波纹波峰与波谷以及过度段的套合关系将波形状的构件载入环形夹具中固定，通过激光焊接将波形构件逐段环绕焊接固定外缘；
步骤四，喷丸处理，将焊接好的整段波纹管夹紧于可转动的芯棒上，通过喷砂机向波纹管表面喷砂；
步骤五，热处理，将喷丸处理后的整段波纹管送入真空炉中，加热至450-480℃，使波纹管完全奥氏体化，保温5-7小时，然后进行水冷淬火，将奥氏体转变为马氏体；
步骤六，校正；将热处理后的波纹管转送至矫直夹具上，在波纹管的轴向和径向分别加载试验载荷，对波纹的波峰和波谷高度以及波纹管整体的轴向平行度进行整形。
6.根据权利要求5所述的一种耐腐蚀预应力金属波纹管加工工艺，其特征在于，所述步骤三中，在波纹管段连接后还需要对波纹管的气密性检测，所述气密性检测包括将波纹管一端封闭，通过空压机向波纹管中注入预设压力的大气，保持10分钟后通过封闭端检测气压。
7.根据权利要求5所述的一种耐腐蚀预应力金属波纹管加工工艺，其特征在于，所述步骤六中，在校正后还包括刚度检测，所述刚度检测包括将波纹管放入刚度检测仪中检测包括非线性型度、最大工作压缩量和失弹误差参数的特性。
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