CN111637287A - 一种防腐承扩口钢管及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种防腐承扩口钢管及制作方法，围绕钢管产品的不同结构特点，对现有承扩口连接管道制造工艺的不足进行优化，结合不同规格尺寸、材质管材的质量要求，通过对不同数据的整合，提高在数字化控制下的防腐承扩口钢管制作的可靠性及精确性，使得钢管承口和扩口的定型尺寸更加符合设计要求，本发明可满足直径100毫米至3600毫米之间、压力等级在2.0MPa以上管网工程的质量要求。

Description

一种防腐承扩口钢管及制作方法

技术领域

本发明涉及承压钢管连接的结构设计技术领域，具体地说是一种防腐承扩口钢管及制作方法。

背景技术

背景技术中涉及的承压钢管，是指直径在100毫米至3600毫米之间、壁厚在4毫米至40毫米之间的无缝钢管、高频直缝焊管、螺旋焊钢管。

管道承扩口连接方法属传统性且成熟的连接技术，包括了球磨铸铁管承扩口连接、PCCP管材钢筒承扩口连接以及近些年推出的钢管承扩口连接技术，并为工程中的应用提供了技术和质量的保证，但就管道承扩口制作工艺而言、也明显存在各自的不足，如球磨铸铁管制作过程中对环境的污染、大口径管材制作成本及能耗问题；PCCP管材钢筒承扩口制作工艺模块定位问题；钢管承扩口制作工艺中冷扩的速度问题；制作口径较单一问题；采用端部加热模具定型及承扩口制作速度问题；选用不同管道的承扩口制作工艺，对产品的水密性结果、企业的社会效益和经济效益均有所不同，特别是针对大口径钢管承扩口制作工艺要求更加严格，从中国专利申请号201920139783.X公开资料可知，同样存在钢管承扩口制作的工艺问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种新型的防腐承扩口钢管及制作方法，用来完善钢管承扩口制作的工艺要求，从而保障工程应用中对产品连接的技术要求，进而提升企业的社会效益和经济效益。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种防腐承扩口钢管，其特征在于，包括管体部、承口部、扩口部、内外防腐层。

进一步地，所述承扩口钢管的结构为无缝钢管、高频直缝焊管、螺旋焊钢管结构中的任一种。

进一步地，所述管体部为无缝钢管、高频直缝焊管、螺旋焊钢管中本体的任一种。

进一步地，所述承口部的一端设置由向心方向上且与承口部外壁平滑曲面形成一定角度的翻边，另一端设置由直径渐变的锥筒区域，且与管体部外壁形成一定角度，在外壁的翻边与锥筒区域之间、外壁的平滑曲面中设置由为橡胶密封圈提供安装空间的两条相间环形凹槽，在承口部内壁中、设置由相间凸起的两道环形筋条且内径与管体部内径相同。

进一步地，所述扩口部一端设置由径向且与扩口部平滑曲面形成一定角度的翻边，另一端设置由直径渐变的锥筒区域且与管体部外壁形成一定角度，在径向翻边和锥筒区域之间设置由内外壁均平滑的曲面。

进一步地，所述内防腐层设置由一定厚度的粘合剂、环氧粉（PE、PP、EP粉状中任一种）复合层。

进一步地，所述外防腐层为3PE防腐层或/和热敷PE层的结构。

进一步地，所述防腐承扩口钢管在承口部的凹槽中设置由密封橡胶圈与扩口部紧密套合连接。

进一步地，所述承口部中平滑曲面的外径和高度小于扩口部中内壁平滑曲面的内径和高度。

所述承口部中平滑曲面的高度在40毫米至350毫米范围内。

所述扩口部中内壁平滑曲面的高度在60毫米至460毫米范围内。

所述承口部的凹槽数量为一条至三条。

所述承口部的凹槽中心距在20毫米至100毫米范围内。

所述承口部的凹槽宽度在8毫米至70毫米范围内。

所述承口部的凹槽深度在4毫米至40毫米范围内。

所述承扩口部的翻边角度、锥筒区域角度应大于120度。

一种防腐承扩口钢管的制作方法：

本发明防腐承扩口钢管制作需要使用的专用设备包括钢管承口制作设备、钢管扩口制作设备、钢管专用托架，其中钢管承口和扩口设备分别布设在钢管专用托架的两端且在同一轴心线上，在钢管专用托架两端分别设置由可滑动移动的中频加热圈。

第一步，将待制作承扩口的钢管置入钢管专用托架中，中频加热圈滑动地套合在钢管的两端部，启动中频加热圈加热功能，对钢管两端部加热。

第二步，当钢管两端部加热至钢管承口部和扩口部制作的温度设计值时，电控信号反馈，中频加热圈加热功能停止，承口和扩口制作设备中前后移动功能同步启动。

第三步，当承口和扩口制作设备中的内模板分别移动至钢管两端部加热区域腔体中的设计值时，电控信号反馈，承口和扩口制作设备中前后移动功能同步停止，设备中内模板运行功能启动，钢管的承扩口制作开始。

第四步，当承口和扩口设备中内模板径向运动达到设计值时，电控信号反馈，内模板径向运动同时停止，向心运动同时开启，设备中内模板周向旋转角度功能同步开启或/和使用钢管周向旋转角度。

第五步，当达到内模板向心运动、周向旋转角度运动或/和钢管周向旋转角度运动设计值时，电控信号反馈、内模板向心运动、周向旋转角度运动或/和钢管周向旋转角度运动同步停止，内模板径向运动开启、并对钢管承口部和扩口部未加工区域进行扩口制作。

第六步，通过第四步和第五步的多次动作，达到钢管承口部和扩口部内壁的圆度设计值时，电控信号反馈，中频加热圈加热功能同步启动，当达到钢管承扩口制作温度设计值时，中频加热圈加热功能停止，电控信号反馈，设备中内、外模板先后启动。

第七步，当内模板达到径向运动设计值时、电控信号反馈停止，当外模板达到向心运动的设计值时、使钢管承口部和扩口部在设备中内、外模板所设计的空间中得到充分的压合和定型，此时电控信号反馈，内模板做向心运动开启、外模板做径向运动开启、内外模板周向旋转角度功能启动或/和钢管周向旋转角度功能开启。

第八步，当内模板向心运动、外模板径向运动、周向旋转角度达到设计值时，电控信号反馈、周向旋转角度功能停止，内模板做径向运动、外模板做向心运动先后启动，并重复第七步动作。

第九步，通过第七步和第八步的多次动作，钢管承口部和扩口部定型制作完成，启动承口和扩口制作设备中前后移动功能、使内模口分别退出承口部和扩口部腔体并停止，启动钢管专用托架中、中频加热圈滑动功能、使中频加热圈退出承口部和扩口部并停止，将承扩口钢管转入下一钢管托架，进行防腐工序制作。

第十步，承扩口钢管的防腐工艺制作，基本上与3PE钢管的方法相同，不同之处就是：防腐承扩口钢管内、外壁防腐采用翻转钢管托架。

所述内外模板周向旋转角度功能为同一功能。

本发明有益效果是：

本发明是一种防腐承扩口钢管及制作方法，围绕钢管产品的不同结构特点，对现有承扩口连接管道制造工艺的不足进行优化，结合不同规格尺寸、材质管材的质量要求，通过对不同数据的整合，提高在数字化控制下的防腐承扩口钢管制作的可靠性及精确性，使得钢管承口和扩口的定型尺寸更加符合设计要求，本发明可满足直径100毫米至3600毫米之间、压力等级在2.0MPa以上管网工程的质量要求。

以下结合防腐承扩口无缝钢管制作的具体实施例，进一步说明本发明的技术优势。

附图说明

图1为防腐承扩口钢管立体图。

图2为图1A-A剖视图。

图3为防腐承扩口钢管连接立体示意图。

图4为图3A-A剖视图。

图5为钢管承口制作设备主视立体图。

图6为钢管扩口制作设备主视立体图。

图7为承扩口钢管专用制作设备生产线立体图。

图8为防腐承扩口钢管制作工艺流程图。

具体实施方式

一种防腐承扩口钢管，其特征在于，包括管体部1、承口部2、扩口部3、内防腐层4、外防腐层5、密封橡胶圈6，参考图1、图2。

所述承口部2的一端设置由向心方向的翻边21，另一端设置由锥筒区域22，在翻边21和锥筒区域22之间外壁的平滑曲面23中设置由两道相间的环形凹槽231和232，在内壁24中设置由凸起的两道相间环形筋条241和242且内径与管体部1的内径相同，参考图2。

所述扩口部3的一端设置由径向且与扩口部3内壁平滑曲面31形成角度的翻边32，另一端设置由锥筒区域33且与管体部1形成一定的角度，参考图2。

所述承口部2中外壁平滑曲面23的外径和长度小于扩口部3中内壁平滑曲面31的内径和长度，参考图2。

所述防腐承扩口钢管的连接，是将密封橡胶圈6置入承口部2中的环形凹槽231和232中，并与扩口部3中内壁平滑曲面31紧密套合连接，参考图3、图4。

一种防腐承扩口钢管的制作方法：

本发明防腐承扩口钢管制作需用的专用设备包括，钢管承口制作设备10、钢管扩口制作设备20、钢管专用托架30，其中，钢管承口设备10和钢管扩口设备20分别布设在钢管专用托架30的两端且在同一轴心线上，在钢管专用托架30的两端分别设置由可滑动移动的中频加热圈301和302，参考图5、图6、图7。

第一步，将待制作承扩口的钢管40置入钢管托架30中，中频加热圈301和302滑动地套合在钢管40两端部，启动中频加热圈301和302的加热功能，对钢管40的两端部进行加热，参考图7。

第二步，当钢管40两端部加热至承口部2和扩口部3制作的温度设计值时，电控信号反馈，中频加热圈301和302中的加热功能停止，承口制作设备10和扩口制作设备20中的前后移动功能同步启动，参考图7。

第三步，当承口制作设备10中内模板101和扩口制作设备20中内模板201，分别移动至钢管40两端部加热区域腔体中的设计值时，电控信号反馈、承口制作设备10和扩口制作设备20中前后移动功能同时停止且内模板101和201径向运动功能启动，钢管40的承口部2和扩口部3的制作开始，参考图5、图6、图7。

第四步，当内模板101和201的径向运动达到设计值时，电控信号反馈、内模板101和201径向运动同时停止、向心运动同时开启，承口制作设备10和扩口制作设备20中内模板101和201周向旋转角度功能同时启动或/和钢管40周向旋转角度，参考图5、图6、图7。

第五步，当内模板101和201向心运动、周向旋转角度运动或/和使钢管40周向旋转角度达到设计值时，电控信号反馈，内模板101和201向心运动、周向旋转角度运动或/和钢管40周向旋转角度运动同时停止，内模板101和201开启径向运动，并对钢管40中承口部2和扩口部3中未加工区域进行扩口制作，参考图5图6、图7。

第六步，通过第四步和第五步多次动作，达到钢管40承口部2和扩口部3内壁圆度设计值时，电控信号反馈，中频加热圈301和302的加热功能同时启动，当达到钢管40承扩口制作温度设计值时、中频加热圈301和302加热功能停止，电控信号反馈、承口制作设备10和扩口制作设备20中内模板101和201、外模板102和202先后启动，参考图5、图6、图7。

第七步，当内模板101和201达到径向运动设计值时、电控信号反馈停止，当外模板102和202达到向心运动设计值时、使钢管40中承口部2和扩口部3、在内模板101和201与外模板102和202所设计的空间中得到充分的压合和定型，此时电控信号反馈、内模板101和201向心运动开启、外模板102和202径向运动开启、内模板101和201与外模板102和202周向旋转角度功能启动或/和钢管40周向旋转角度功能同步启动，参考图5图6、图7。

第八步，当内模板101和201向心运动、外模板102和202径向运动、周向旋转角度达到设计值时、电控信号反馈、周向旋转角度功能停止、内模板101和201做径向运动开启、外模板102和202做向心运动开启、并重复第七步动作，参考图5、图6、图7。

第九步，通过第七步和第八步的多次动作，使钢管40中承口部2和扩口部3的定型制作完成，启动承口和扩口制作设备10和20中前后移动功能、使内模板101和201退出钢管40中承口部2和扩口部3中腔体，启动钢管专用托架30中、中频加热圈301和302滑动功能、使中频加热圈301和302分别退出承口部2和扩口部3，将承扩口钢管转入下一钢管托架，进行防腐工序的制作，参考图5、图6、图7。

第十步，承扩口钢管的防腐工艺与3PE钢管的防腐工艺基本相同，差异之处就是：防腐承扩口钢管在内外防腐层制作时使用翻转托架，其他均相同，参考图8。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防腐承扩口钢管，其特征在于，包括管体部、承口部、扩口部、内外防腐层，

进一步地，所述承扩口钢管的结构为无缝钢管、高频直缝焊管、螺旋焊钢管结构中的任一种；

进一步地，所述管体部为无缝钢管、高频直缝焊管、螺旋焊钢管中本体的任一种；

进一步地，所述承口部的一端设置由向心方向上且与承口部外壁平滑曲面形成一定角度的翻边，另一端设置由直径渐变的锥筒区域，且与管体部外壁形成一定角度，在外壁的翻边与锥筒区域之间、外壁的平滑曲面中设置由为橡胶密封圈提供安装空间的两条相间环形凹槽，在承口部内壁中、设置由相间凸起的两道环形筋条且内径与管体部内径相同；

进一步地，所述扩口部一端设置由径向且与扩口部平滑曲面形成一定角度的翻边，另一端设置由直径渐变的锥筒区域且与管体部外壁形成一定角度，在径向翻边和锥筒区域之间设置由内外壁均平滑的曲面；

进一步地，所述内防腐层设置由一定厚度的粘合剂、环氧粉（PE、PP、EP粉状中任一种）复合层；

进一步地，所述外防腐层为3PE防腐层或/和热敷PE层的结构；

进一步地，所述防腐承扩口钢管在承口部的凹槽中设置由密封橡胶圈与扩口部紧密套合连接；

进一步地，所述承口部中平滑曲面的外径和高度小于扩口部中内壁平滑曲面的内径和高度。

2.据权利要求1所述一种防腐承扩口钢管，其特征在于，所述承口部中平滑曲面的高度在40毫米至350毫米范围内。

3.据权利要求1所述一种防腐承扩口钢管，其特征在于，所述扩口部中内壁平滑曲面的高度在60毫米至460毫米范围内。

4.据权利要求1所述一种防腐承扩口钢管，其特征在于，所述承口部的凹槽数量为一条至三条。

5.据权利要求1所述一种防腐承扩口钢管，其特征在于，所述承口部的凹槽中心距在20毫米至100毫米范围内。

6.据权利要求1所述一种防腐承扩口钢管，其特征在于，所述承口部的凹槽宽度在8毫米至70毫米范围内。

7.据权利要求1所述一种防腐承扩口钢管，其特征在于，所述承口部的凹槽深度在4毫米至40毫米范围内。

8.据权利要求1所述一种防腐承扩口钢管，其特征在于，所述承扩口部的翻边角度、锥筒区域角度应大于120度。

9.一种防腐承扩口钢管的制作方法：

本发明防腐承扩口钢管制作需要使用的专用设备包括钢管承口制作设备、钢管扩口制作设备、钢管专用托架，其中钢管承口和扩口设备分别布设在钢管专用托架的两端且在同一轴心线上，在钢管专用托架两端分别设置由可滑动移动的中频加热圈；

第一步，将待制作承扩口的钢管置入钢管专用托架中，中频加热圈滑动地套合在钢管的两端部，启动中频加热圈加热功能，对钢管两端部加热；

第二步，当钢管两端部加热至钢管承口部和扩口部制作的温度设计值时，电控信号反馈，中频加热圈加热功能停止，承口和扩口制作设备中前后移动功能同步启动；

第三步，当承口和扩口制作设备中的内模板分别移动至钢管两端部加热区域腔体中的设计值时，电控信号反馈，承口和扩口制作设备中前后移动功能同步停止，设备中内模板运行功能启动，钢管的承扩口制作开始；

第四步，当承口和扩口设备中内模板径向运动达到设计值时，电控信号反馈，内模板径向运动同时停止，向心运动同时开启，设备中内模板周向旋转角度功能同步开启或/和使用钢管周向旋转角度；

第五步，当达到内模板向心运动、周向旋转角度运动或/和钢管周向旋转角度运动设计值时，电控信号反馈、内模板向心运动、周向旋转角度运动或/和钢管周向旋转角度运动同步停止，内模板径向运动开启、并对钢管承口部和扩口部未加工区域进行扩口制作；

第六步，通过第四步和第五步的多次动作，达到钢管承口部和扩口部内壁的圆度设计值时，电控信号反馈，中频加热圈加热功能同步启动，当达到钢管承扩口制作温度设计值时，中频加热圈加热功能停止，电控信号反馈，设备中内、外模板先后启动；

第七步，当内模板达到径向运动设计值时、电控信号反馈停止，当外模板达到向心运动的设计值时、使钢管承口部和扩口部在设备中内、外模板所设计的空间中得到充分的压合和定型，此时电控信号反馈，内模板做向心运动开启、外模板做径向运动开启、内外模板周向旋转角度功能启动或/和钢管周向旋转角度功能开启；

第八步，当内模板向心运动、外模板径向运动、周向旋转角度达到设计值时，电控信号反馈、周向旋转角度功能停止，内模板做径向运动、外模板做向心运动先后启动，并重复第七步动作；

第九步，通过第七步和第八步的多次动作，钢管承口部和扩口部定型制作完成，启动承口和扩口制作设备中前后移动功能、使内模口分别退出承口部和扩口部腔体并停止，启动钢管专用托架中、中频加热圈滑动功能、使中频加热圈退出承口部和扩口部并停止，将承扩口钢管转入下一钢管托架，进行防腐工序制作；

第十步，承扩口钢管的防腐工艺制作，基本上与3PE钢管的方法相同，不同之处就是：防腐承扩口钢管内、外壁防腐采用翻转钢管托架。

10.根据权利要求9所述一种防腐承扩口钢管的制作方法，其特征在于，所述内外模板周向旋转角度功能为同一功能。

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