CN111946908A - 一种环保施工用金属复合管及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种环保施工用金属复合管及其生产方法，属于金属复合管领域，一种环保施工用金属复合管及其生产方法，本方案中，内嵌于预留腔内的强化网始终具有向内收缩的趋势，一方面强化网可以保护外套管，使外套管不易出现断裂，不易造成内衬管裸露在外，另一方面，具有向内收缩趋势的强化网则可以较为牢固的包覆在预留腔的内壁上，不易侧移，填充在外套管内的填充球和填充纤维簇之间形成的不相连通的隔间可以有效降低弹性纤维之间的热传递效率，即增加填充纤维簇整体的热传导效果，可以实现大幅自身的保温性能，无需另包覆保温层，不易在管道进行维护和修理的过程中造成保温层部分残留，不易造成环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及金属复合管领域，更具体地说，涉及一种环保施工用金属复合管及其生产方法。
背景技术
金属复合管是利用物理性质不同的两种管材进行复合，获取两种管材优点的复合管，一般来说，金属复合管的外基管负责承压和管道刚性支撑的作用，而内衬管承担耐腐蚀、耐磨损等作用。
相近的金属复合管的主要制备工艺包括：机械旋压法、爆炸复合法、拉拔复合法、液压复合法四大类，其中机械旋压法是利用两种不同材质的机械性能，即利用外基管(碳钢管)弹性变形范围，利用内衬管(不锈钢管)屈服强度低的特性。在滚压机具螺旋进给的挤压下，使内衬管连续局部塑性变形，外基管始终保持在弹性变形范围之内。当外力去除后，外基管弹性收缩，内衬管由于已呈塑性变形无法收缩。从而达到内衬管外表面强力的嵌合在外基管的内表面中，复合成型；通常具有以下特点：防腐性好、强度高、稳定性好、管壁光滑、均匀，不结垢，通径有保障，输送能耗低和降低热能损耗的特点。
金属复合管通常用作流体的运输工具，即为管道运输，在流体运输过程中，流体的保温工作就显得比较重要，现有的金属复合管道在埋设使用的过程中，通常会在管道外侧包覆保温层，一方面起到保温的作用，另一方面也可以起到一定的保护作用，使管道在地下较为复杂的环境中不易受到侵蚀，减小受到外力冲击而破损的可能，但是包覆用的保温层难以做到无公害处理，在管道进行维护和修理的过程中，极易造成保温层部分残留在土壤中，易造成环境污染。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种环保施工用金属复合管及其生产方法，它可以实现大幅自身的保温性能，无需另包覆保温层，不易在管道进行维护和修理的过程中造成保温层部分残留，不易造成环境污染。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种环保施工用金属复合管，包括相互匹配的内衬管和外套管，所述外套管套接在内衬管的外侧，所述外套管内开凿有预留腔，所述预留腔的内壁固定连接有与自身相匹配的强化网，且强化网始终具有向内收缩的趋势，所述强化网位于预留腔靠近内衬管的一侧，所述强化网上固定连接有多个摩擦针，所述摩擦针远离强化网一端贯穿外套管并延伸至外套管的内侧与内衬管相接触，所述摩擦针包括连接柱，所述连接柱埋设在外套管内，所述连接柱远离强化网的一端固定连接有防滑球头，所述预留腔内固定填充有填充球，多个所述填充球相互之间堆积在一起形成空间的立体结构，所述填充球的外壁固定连接填充纤维簇，所述填充纤维簇靠近预留腔内壁的一端贯穿预留腔并延伸至预留腔内与预留腔固定连接，所述填充纤维簇靠近强化网的一端与强化网固定连接，所述填充纤维簇包括多个弹性纤维，多个相邻所述弹性纤维之间相互缠绕在一起，可以实现大幅自身的保温性能，无需另包覆保温层，不易在管道进行维护和修理的过程中造成保温层部分残留，不易造成环境污染。
进一步的，所述内衬管包括主管体，所述主管体的外侧固定连接有与自身相匹配的外覆网，所述外覆网的半部埋于主管体内，一方面外覆网，可以增加主管体的强度，使内衬管不易在滚压机具螺旋进给的挤压下发生不规则变形，另一方面也可以在通过外覆网与防滑球头之间的配合增加内衬管与外套管之间的连接强度。
进一步的，所述弹性纤维呈三维螺旋状，多个相邻所述弹性纤维之间相互缠绕在一起并形成多个不相连通的隔间，一方面缠绕在一起的弹性纤维可以相互支撑，为填充球和填充纤维簇的空间结构提供支撑，另一方面，弹性纤维之间形成的不相连通的隔间可以有效降低弹性纤维之间的热传递效率，即增加填充纤维簇整体的热传导效果。
进一步的，所述填充球和填充纤维簇均选用高弹性的绝热材料，增加填充球和填充纤维簇的抗冲击能力，同时增加外套管整体的保温性能。
进一步的，所述弹性纤维包括纤维主体，所述纤维主体上开凿有预留环槽，所述预留环槽位于弹性纤维靠近外套管内壁的一侧，预留环槽的开凿使得弹性纤维在受到外力拉扯时易从预留环槽处出现断裂，在外套管表面被外力破坏形成碎片且受到外力拉扯时，可以从预留环槽处及时断裂，不易因外力拉扯造成填充球和填充纤维簇大范围的结构破坏。
进一步的，所述预留环槽的内壁之间固定连接有多组连接纤维，多个所述连接纤维均匀分布，增加弹性纤维整体的强度，不易因预留环槽的开凿造成弹性纤维整体的强度下降过多，在外套管表面完好时，连接纤维的受力较为均匀，不易出现断裂，而在外套管被外力破坏形成碎片且受到外力拉扯，纤维主体受到较强的瞬间外力拉扯时，由于受力不均，会造成连接纤维局部断裂，之后会形成骨米诺相应，剩余的连接纤维也会随着断裂，不易影响预留环槽的断裂保护效果。
进一步的，一种环保施工用金属复合管的生产方法，主要包括以下步骤：
S1、材料准备，预先制备相互匹配的内衬管和外套管，并对内衬管和外套管进行材料之间，确保内衬管和外套管不存在外在的毛刺和缺损等缺陷和内在的间隙和气泡等缺陷；
S2、金属管复合，利用机械旋压法对内衬管和外套管进行符合，在滚压机具螺旋进给的挤压下，使内衬管连续局部塑性变形，外套管始终保持在弹性变形范围之内，当外力去除后，外套管弹性收缩，内衬管由于已呈塑性变形无法收缩。从而达到内衬管外表面强力的嵌合在外套管的内表面中，制得复合金属管；
S3、产品抽检，将经过S2、金属管复合制成的复合金属管进行抽检，抽检的目标为同一生产批次的首批产品和末批产品，在同一批次产品的生产过程中，滚压机具的进给全为自动控制，因此由于滚压机具自身磨损造成的产品误差通常呈线性分布，因此可以通过对同一批次产品的首批产品和末批产品进行检测代表整批产品的检测结果。
进一步的，所述S1、材料准备和S3、产品抽检过程中对于外在的缺陷可以通过肉眼识别和手抚进行检测，而对于内在的隐性缺陷则可以通过超声波进行检测，用于检测隐性的间隙和气泡等缺陷。
进一步的，一种用于超声波检测的控制系统，包括超声波检测装置控制终端，所述超声波检测装置控制终端信号连接有处理终端，所述处理终端信号连接有存储云端，所述存储云端信号连接有物理网模块，由于本方案中的内衬管和外套管均未使用结构简单的金属管，而是添加了复杂的填充物和附加物，在利用超声波进行检测时，技术人员无法通过自身的工作经验判断检测的声波结果是否符合标准，易因这些添加物造成检测误差，因此需要在检测的初期，在利用超声波检测的同时对金属复合管成品进行破坏性的检测，用破环性检测的结果来验证，金属复合管成品是否合格，并将合格金属复合管成品的超声波检测结果经由超声波检测装置控制终端上传至处理终端，再由处理终端上传至存储云端，最后有存储云端上传至物理网模块，形成数据累积，在数据累积到足够可以供超声波检测对比使用时，可以减小甚至不用进行破坏性检测。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
本方案中，内嵌于预留腔内的强化网始终具有向内收缩的趋势，一方面强化网可以保护外套管，使外套管不易出现断裂，不易造成内衬管裸露在外，易于保持外套管的保护效果，另一方面，具有向内收缩趋势的强化网则可以较为牢固的包覆在预留腔的内壁上，不易侧移，填充在外套管内的填充球和填充纤维簇一方面缠绕在一起的弹性纤维可以相互支撑，为填充球和填充纤维簇的空间结构提供支撑，另一方面，弹性纤维之间形成的不相连通的隔间可以有效降低弹性纤维之间的热传递效率，即增加填充纤维簇整体的热传导效果，而在外套管局部在外力作用下出现碎了时，可以通过预留环槽的设计使得弹性纤维出现局部断裂，不易在外力拉扯作用下造成填充球和填充纤维簇的整体结构出现破坏崩溃，最后在产品检测的过程中，利用物联网技术可以实现减小产品的破坏性检测的需求，减小产品检测过程中的产品非常规消耗，可以实现大幅自身的保温性能，无需另包覆保温层，不易在管道进行维护和修理的过程中造成保温层部分残留，不易造成环境污染。
附图说明
图1为本发明的金属复合管的正面剖视图；
图2为图1中A处的结构示意图；
图3为本发明的金属复合管的外套管的剖面结构示意图；
图4为图3中B处的结构示意图；
图5为本发明的内衬管的结构示意图
图6为本发明的弹性纤维拉直后的结构示意图；
图7为图6中C处的结构示意图；
图8为本方案的超声波检测的控制系统的主要示意图。
图中标号说明：
1内衬管、101主管体、102外覆网、2外套管、3摩擦针、301连接柱、302防滑球头、4预留腔、5强化网、6填充球、7填充纤维簇、8弹性纤维、801、纤维主体、802预留环槽、803连接纤维、9超声波检测装置控制终端、10处理终端、11存储云端、12物理网模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-5，一种环保施工用金属复合管，包括相互匹配的内衬管1和外套管2，外套管2套接在内衬管1的外侧，外套管2内开凿有预留腔4，预留腔4的内壁固定连接有与自身相匹配的强化网5，且强化网5始终具有向内收缩的趋势，强化网5位于预留腔4靠近内衬管1的一侧，强化网5上固定连接有多个摩擦针3，摩擦针3远离强化网5一端贯穿外套管2并延伸至外套管2的内侧与内衬管1相接触，摩擦针3包括连接柱301，连接柱301埋设在外套管2内，连接柱301远离强化网5的一端固定连接有防滑球头302，预留腔4内固定填充有填充球6，多个填充球6相互之间堆积在一起形成空间的立体结构，即多个填充球6在外力作用可以凭借相互之间的支撑作用保持原有结构，填充球6的外壁固定连接填充纤维簇7，填充纤维簇7靠近预留腔4内壁的一端贯穿预留腔4并延伸至预留腔4内与预留腔4固定连接，填充纤维簇7靠近强化网5的一端与强化网5固定连接，填充纤维簇7包括多个弹性纤维8，多个相邻弹性纤维8之间相互缠绕在一起，可以实现大幅自身的保温性能，无需另包覆保温层，不易在管道进行维护和修理的过程中造成保温层部分残留，不易造成环境污染。
特别的，本申请中各说明说附图中各个结构之间的尺寸仅为了方便展示而设计的，在实际的产品生产过程中需要本领域技术人员对本产品的相关数据另行外进行合理的设计。
请参阅图5，内衬管1包括主管体101，主管体101的外侧固定连接有与自身相匹配的外覆网102，外覆网102的半部埋于主管体101内，一方面外覆网102可以增加主管体101的强度，使内衬管1不易在滚压机具螺旋进给的挤压下发生不规则变形，另一方面也可以在通过外覆网102与防滑球头302之间的配合增加内衬管1与外套管2之间的连接强度。
请参阅图2和图6-7，弹性纤维8呈三维螺旋状，多个相邻弹性纤维8之间相互缠绕在一起并形成多个不相连通的隔间，一方面缠绕在一起的弹性纤维8可以相互支撑，为填充球6和填充纤维簇7的空间结构提供支撑，另一方面，弹性纤维8之间形成的不相连通的隔间可以有效降低弹性纤维8之间的热传递效率，即增加填充纤维簇7整体的热传导效果，填充球6和填充纤维簇7均选用高弹性的绝热材料，增加填充球6和填充纤维簇7的抗冲击能力，同时增加外套管2整体的保温性能，弹性纤维8包括纤维主体801，纤维主体801上开凿有预留环槽802，预留环槽802位于弹性纤维8靠近外套管2内壁的一侧，预留环槽802的开凿使得弹性纤维8在受到外力拉扯时易从预留环槽802处出现断裂，在外套管2表面被外力破坏形成碎片且受到外力拉扯时，可以从预留环槽802处及时断裂，不易因外力拉扯造成填充球6和填充纤维簇7大范围的结构破坏，预留环槽802的内壁之间固定连接有多组连接纤维803，多个连接纤维803均匀分布，增加弹性纤维8整体的强度，不易因预留环槽802的开凿造成弹性纤维8整体的强度下降过多，在外套管2表面完好时，连接纤维803的受力较为均匀，不易出现断裂，而在外套管2被外力破坏形成碎片且受到外力拉扯，纤维主体801受到较强的瞬间外力拉扯时，由于受力不均，会造成连接纤维803局部断裂，之后会形成骨米诺相应，剩余的连接纤维803也会随着断裂，不易影响预留环槽802的断裂保护效果。
一种环保施工用金属复合管的生产方法，主要包括以下步骤：
S1、材料准备，预先制备相互匹配的内衬管1和外套管2，并对内衬管1和外套管2进行材料之间，确保内衬管1和外套管2不存在外在的毛刺和缺损等缺陷和内在的间隙和气泡等缺陷；
S2、金属管复合，利用机械旋压法对内衬管1和外套管2进行符合，在滚压机具螺旋进给的挤压下，使内衬管1连续局部塑性变形，外套管2始终保持在弹性变形范围之内，当外力去除后，外套管2弹性收缩，内衬管1由于已呈塑性变形无法收缩。从而达到内衬管1外表面强力的嵌合在外套管2的内表面中，制得复合金属管；
S3、产品抽检，将经过S2、金属管复合制成的复合金属管进行抽检，抽检的目标为同一生产批次的首批产品和末批产品，在同一批次产品的生产过程中，滚压机具的进给全为自动控制，因此由于滚压机具自身磨损造成的产品误差通常呈线性分布，因此可以通过对同一批次产品的首批产品和末批产品进行检测代表整批产品的检测结果。
特别的，S1、材料准备和S3、产品抽检过程中对于外在的缺陷可以通过肉眼识别和手抚进行检测，而对于内在的隐性缺陷则可以通过超声波进行检测，用于检测隐性的间隙和气泡等缺陷，
请参阅图8，一种用于超声波检测的控制系统，包括超声波检测装置控制终端9，超声波检测装置控制终端9信号连接有处理终端10，处理终端10信号连接有存储云端11，存储云端11信号连接有物理网模块12，由于本方案中的内衬管1和外套管2均未使用结构简单的金属管，而是添加了复杂的填充物和附加物，在利用超声波进行检测时，技术人员无法通过自身的工作经验判断检测的声波结果是否符合标准，易因这些添加物造成检测误差，因此需要在检测的初期，在利用超声波检测的同时对金属复合管成品进行破坏性的检测，用破环性检测的结果来验证，金属复合管成品是否合格，并将合格金属复合管成品的超声波检测结果经由超声波检测装置控制终端9上传至处理终端10，再由处理终端10上传至存储云端11，最后有存储云端11上传至物理网模块12，形成数据累积，在数据累积到足够可以供超声波检测对比使用时，可以减小甚至不用进行破坏性检测。
S3产品抽检的过程中，出现成批次的复合金属管制品的超声波检测不符合标准时，可以通过进行破环性检测进行验证，确保检测结果的准确性，在上述破坏性检测数据成批次的复合标准时，将原本检测不符合标准的检测结果上传至存储云端11和物理网模块12内，作为对比数据存储，增加产品抽检的准确性。
本方案中，内嵌于预留腔4内的强化网5始终具有向内收缩的趋势，一方面强化网5可以保护外套管2，使外套管2不易出现断裂，不易造成内衬管1裸露在外，易于保持外套管2的保护效果，另一方面，具有向内收缩趋势的强化网5则可以较为牢固的包覆在预留腔4的内壁上，不易侧移，填充在外套管2内的填充球6和填充纤维簇7一方面缠绕在一起的弹性纤维8可以相互支撑，为填充球6和填充纤维簇7的空间结构提供支撑，另一方面，弹性纤维8之间形成的不相连通的隔间可以有效降低弹性纤维8之间的热传递效率，即增加填充纤维簇7整体的热传导效果，而在外套管2局部在外力作用下出现碎了时，可以通过预留环槽802的设计使得弹性纤维8出现局部断裂，不易在外力拉扯作用下造成填充球6和填充纤维簇7的整体结构出现破坏崩溃，最后在产品检测的过程中，利用物联网技术可以实现减小产品的破坏性检测的需求，减小产品检测过程中的产品非常规消耗，可以实现大幅自身的保温性能，无需另包覆保温层，不易在管道进行维护和修理的过程中造成保温层部分残留，不易造成环境污染。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种环保施工用金属复合管，包括相互匹配的内衬管(1)和外套管(2)，其特征在于：所述外套管(2)套接在内衬管(1)的外侧，所述外套管(2)内开凿有预留腔(4)，所述预留腔(4)的内壁固定连接有与自身相匹配的强化网(5)，且强化网(5)始终具有向内收缩的趋势，所述强化网(5)位于预留腔(4)靠近内衬管(1)的一侧，所述强化网(5)上固定连接有多个摩擦针(3)，所述摩擦针(3)远离强化网(5)一端贯穿外套管(2)并延伸至外套管(2)的内侧与内衬管(1)相接触，所述摩擦针(3)包括连接柱(301)，所述连接柱(301)埋设在外套管(2)内，所述连接柱(301)远离强化网(5)的一端固定连接有防滑球头(302)，所述预留腔(4)内固定填充有填充球(6)，多个所述填充球(6)相互之间堆积在一起形成空间的立体结构，所述填充球(6)的外壁固定连接填充纤维簇(7)，所述填充纤维簇(7)靠近预留腔(4)内壁的一端贯穿预留腔(4)并延伸至预留腔(4)内与预留腔(4)固定连接，所述填充纤维簇(7)靠近强化网(5)的一端与强化网(5)固定连接，所述填充纤维簇(7)包括多个弹性纤维(8)，多个相邻所述弹性纤维(8)之间相互缠绕在一起。
2.根据权利要求1所述的一种环保施工用金属复合管，其特征在于：所述内衬管(1)包括主管体(101)，所述主管体(101)的外侧固定连接有与自身相匹配的外覆网(102)，所述外覆网(102)的半部埋于主管体(101)内，一方面外覆网(102)。
3.根据权利要求1所述的一种环保施工用金属复合管，其特征在于：所述弹性纤维(8)呈三维螺旋状，多个相邻所述弹性纤维(8)之间相互缠绕在一起并形成多个不相连通的隔间。
4.根据权利要求1所述的一种环保施工用金属复合管，其特征在于：所述填充球(6)和填充纤维簇(7)均选用高弹性的绝热材料。
5.根据权利要求1所述的一种环保施工用金属复合管，其特征在于：所述弹性纤维(8)包括纤维主体(801)，所述纤维主体(801)上开凿有预留环槽(802)，所述预留环槽(802)位于弹性纤维(8)靠近外套管(2)内壁的一侧。
6.根据权利要求5所述的一种环保施工用金属复合管，其特征在于：所述预留环槽(802)的内壁之间固定连接有多组连接纤维(803)，多个所述连接纤维(803)均匀分布。
7.根据权利要求1所述的一种环保施工用金属复合管的生产方法，其特征在于：主要包括以下步骤：
S1、材料准备，预先制备相互匹配的内衬管(1)和外套管(2)，并对内衬管(1)和外套管(2)进行材料之间，确保内衬管(1)和外套管(2)不存在外在的毛刺和缺损等缺陷和内在的间隙和气泡等缺陷；
S2、金属管复合，利用机械旋压法对内衬管(1)和外套管(2)进行符合，在滚压机具螺旋进给的挤压下，使内衬管(1)连续局部塑性变形，外套管(2)始终保持在弹性变形范围之内，当外力去除后，外套管(2)弹性收缩，内衬管(1)由于已呈塑性变形无法收缩。从而达到内衬管(1)外表面强力的嵌合在外套管(2)的内表面中，制得复合金属管；
S3、产品抽检，将经过S2、金属管复合制成的复合金属管进行抽检，抽检的目标为同一生产批次的首批产品和末批产品。
8.根据权利要求7所述的一种环保施工用金属复合管的生产方法，其特征在于：所述S1、材料准备和S3、产品抽检过程中对于外在的缺陷可以通过肉眼识别和手抚进行检测，而对于内在的隐性缺陷则可以通过超声波进行检测。
9.根据权利要求7所述的一种用于超声波检测的控制系统，其特征在于：包括超声波检测装置控制终端(9)，所述超声波检测装置控制终端(9)信号连接有处理终端(10)，所述处理终端(10)信号连接有存储云端(11)，所述存储云端(11)信号连接有物理网模块(12)。
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Denomination of invention: A metal composite pipe for environmental protection construction and its production method Effective date of registration: 20231012 Granted publication date: 20220412 Pledgee: Nansha branch of China CITIC Bank Co.,Ltd. Guangdong pilot Free Trade Zone Pledgor: Guangdong building block Electromechanical Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980060825 |