CN1119776A - 金属管及使用该管的电缆 - Google Patents

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Abstract

由一种金属带形成的金属管，该金属带被弯成圆形以在两侧边缘处对接，该边缘对接部分被焊接以形成对接的焊缝。该金属管包括内侧铁基层，设置在该基层上的铬层和设置在铬层上的氧化铬外层。氧化铬层最好将其外表面弄粗以提供相对成型工具的一种适当摩擦阻力。

Description

金属管及使用该管的电缆
本发明涉及金属管及使用该管的电缆，更具体地说，涉及由没有要去除的防锈油的金属带制成的金属管，并涉及有该金属管的铠装的电缆。
一种传统金属管是由以下步骤制成的：制备涂有防锈油的金属带，用有机溶剂或表面活性剂(表面活化剂)除去金属带的防锈油，制造待卷成圆形的金属带和对该圆形金属带的对接部分进行焊接以借助TIG焊接气矩形成一金属管。
然而，在如上所述过程中，防锈油，除非是在形成金属管之前去除的否则将被烧掉而使金属管质量降低。
现在，已有人请求废除使用诸如有机溶剂等漂洗剂、以使地球环境将免除污染而得到保护。
在这种情况下，本发明人已对制备的具有各种防腐蚀层的金属带方面作了反复试验，以测试从所制备的金属带制造的金属管的成形性能，并检验是否由于成形性能的缺陷造成金属带的表面受损伤。
因此，本发明的一个目的是提供一种由金属带形成的金属管，在形成这种金属管之前不用去除防锈油，以及提供一种包含该金属管铠装的电缆。
本发明的另一目的是提供一种由金属带形成的金属管，在该金属管成形期间不会在该金属带的表面上发生损坏，并提供包含这种金属管铠装的电缆。
本发明的又一目的是提供一种由金属带以高生产率形成的金属管，以及一种包含该金属管铠装的电缆。
本发明还有一个目的是提供一种由其防腐蚀性能得到改善并获得长寿命的金属带形成的金属管，以及包含该金属管铠装的电缆。
根据本发明第一特性，一种金属管，包括弯成圆形金属带以形成边缘对接部分，该边缘对接部分被焊接形成对接焊缝；
其中金属带，包括：
选自铁、铜、铝和钢的一种金属底层，该底层是金属管的内层；
在该底层上形成的铬层；以及
在该铬层上形成的氧化铬层，该氧化铬层是金属管的外层。
根据本发明第二特性，一种金属管，包括：
弯成圆金属带以形成一边缘对接部分，该边缘对接部分被焊接而形成一对接缝；
其中金属带，包括：
选自铁、铜、铝和钢之一种金属的底层，该底层是金属管的内层，
形成在底层上的铬层；
形成在铬层上的锡层；和
形成在锡层上的氧化铬层，该氧化铬层是金属管的外层。
根据本发明第三特性的一种电缆，包括：
包括各有一导体和一绝缘体的绝缘芯体的电缆芯；
金属管铠装用于保护该电缆芯；
在铠装上形成的防腐蚀层；
其中，该金属管，包括：
弯成圆状以提供一边缘对接部分的金属带，该边缘对接部分被焊接，以形成对接缝；
其中，所述金属带，包括：
选自铁、铜、铝和钢的一种金属的底层，该底层是金属管的内层
形成在底层上的铬层；和
形成在铬层上的氧化铬层，该氧化铬层是金属管的外层。
根据本发明第四特性，一种电缆，包括：
包含各有一导体和一绝缘体的绝缘芯的电缆芯；
一金属管铠装，用以保护电缆芯；和
形成在铠装上的防腐蚀层；
其中金属管包括：
被弯成圆形以形成一边缘对接部分的金属带，该边缘对接部分被焊接以形成一对接缝；
其中，金属带包括：
选自铁、铜、铝和钢的一种金属的底层，该底层是金属管的内层，
在底层上形成的铬层；
在铬层上形成的锡层；以及
在锡层上形成的氧化铬层，该氧化铬层是金属管的外层。
现将结合附图更详细地说明本发明，附图中：
图1是表示用于制造一种传统金属管的设备的说明性示意图；
图2A至2C是表示用于制造根据本发明第一最佳实施例的金属管的一种设备的说明性示意图；
图3是表示待用于第一最佳实施例中金属管的金属带横截面视图；
图4是表示按本发明第一最佳实施例中的金属管的横截面视图；
图5是表示待用于第二最佳实施例中的金属管的金属带横截面视图；
图6是表示由具有已恶化的成形特性的金属带构成的金属管横截面视图；
图7是表示待用于按本发明第三最佳实施例中的金属管的金属带横截面视图；
图8是表示按本发明第一最佳实施例中的电缆的横截面视图；和
图9A至9C是表示用于制造第一最佳实施例中的电缆的一种设备的解释性示意图。
在说明按本发明最佳实施例中金属管和由金属管保护的电缆之前，先说明前面提到过的传统金属管。
图1示出用于制造传统金属管的一种设备。该金属管制造设备包括有用于支承待沿图1中右方向供给的金属铁带1的滚子10a，10b和10c的漂洗池10，该漂洗池包含诸如有机溶剂，表面活性剂之类的漂洗剂12，用以漂洗涂敷在金属带1表面上的防锈油，一个包括辊子6压模7A和7B的成形部件10，以及整形圈8和一个用于焊接由金属带1形成之金属管11的对接部分11a的焊接气炬4。
在制造金属管11时，金属带是从一牵引鼓(未示出)到除油池10的滚子10a，10b和10c，在除油池中，通过漂洗剂12除去防锈油。然后，金属带1通过辊子6，压模7A和7B以及整形圈8待通过焊接气炬4在对接部分11a被焊接后形成金属管11。在该焊接阶段，金属管11的对接部分11a将被过烧而使金属管11的质量降低，除非防锈油先被除去。
下面，将说明图2A至2C与图3中的本发明第一最佳实施例中的金属管。
在图2A至2C，示出了用于制造金属管的设备，其中如图1所用的相同零部件由相同标号表示。正如从图中所示显见，金属带是在如图2A中所示没有通过漂洗池的情况下加到成形部件6的。成形部件6包括辊子6，压模7A和7B和一整形圈8，以及在整形圈8的下游段所设置的一个TIG焊接气炬4。
图2B示出的压模7A包括压模零件7a和7b和由压模零件7a和7b限定的压模孔7c。压模7B具有与压模7A相同的结构，而压模7b的压模孔的成形(程)度高于压模7A的成形度。
图2C示出的整形圈8包括由整直构件8b和8c支承的圆环部件8a。
图3表示的金属带1包括一铁底层2，铬层3，锡层4和氧化铬层5。
铬层3是为改善防腐蚀性能和焊接性能的，从而提供高质量的焊道。另一方面，虽然Zn和Ni提供了防腐蚀性能，但Zn会因焊接放出的热量而过烧，而Ni的成本高。铬层3的涂敷量最好在80至120mg/m2，因为在少于80mg/m2时，其防腐蚀性能低下，而在多于120mg/m2量时，焊接和成形性能低下。
锡层4是为改善高速TIG焊接时的焊道状态(熔融金属的流动)的。锡层4的涂敷量相对于焊道宽度最好在160至200mg/m2范围，以避免热脆性，因为在小于160mg/m2量时，该效果不够好，而在量高于200mg/m2时，铁的脆性增大。
氧化铬层5是为改善对敷设在由金属带11形成的金属管外侧上的防腐蚀铠装的密合性(tightadherence properties)。提供该紧密性能的结合氧(hydration oxide)的氧化铬层5的涂敷量相对于有1至5mm厚度的铠装最好在8至14mg/m2的范围。
在制造金属管时，图3所示金属带1被供至图2A中所示设备中的成形部件10，在那里铁底层2作为顶面，氧化铬层5作为底面。这样，金属带1是在辊子6下面通过并穿过压模7A的压模孔7C，压模7b的压模孔(未示出)，以及整形圈8的圈构件8a，以待借助TIG焊接气炬4焊接对接部分11a而形成金属管11。
这样制成的金属管11示于图4中，其中的氧化铬层5作为金属管11的外层，铁底层2是作为其内层的。
图5示出按本发明第二最佳实施例中的金属管用的金属带1，其中如图3所用相同零部件由相同标号表示。
在该第二最佳实施例中，氧化铬层5有一个粗糙度为0.6至1.5μm的糙化表面5A。该糙化表面5A是为减小金属带1的氧化铬层5和诸如辊子6，压模7A和7B以及如图2A中所示成形部件10的整形圈8等的每一个成形工具之间的摩擦阻力，以使金属带1得以避免在制造金属管11的过程中氧化铬层5的表面遭受损伤。如上所述，粗糙度的范围最好为0.6至1.5μm。若粗糙度小于0.6μm即近似于镜面，则氧化铬层5的表面往往要遭损伤，因此，氧化铬层5的摩擦阻力相对成形工具要增大。另一方面，若粗糙度大于1.5μm，则成形性能下降，和金属带1的外观，即金属管11的外观变坏，因此，氧化铬层5相对于成形工具的摩擦阻力减小。
氧化铬层5的刚度大于铁和镍的钢度，故其表面难以在成形工具上滑动。这就是如上所述要将氧化铬层5表面弄糙的原因。
氧化铬层5的糙化表面是通过蚀刻氧化铬层5获得，从而在其上形成细微的凹凸结构。
在本发明人们所进行的实验中，长度为1000m的金属管11是采用各有表1所列粗糙度的金属带1制成的，并观测了糙化表面5A的质量。
表1
粗糙度     0.5    0.6    0.8    1.0    1.2    1.4    1.5    1.6
(μm)
表面质量   B      G      E      E      E      E      G      B
在表1中，E是最佳，G为良好，而B为坏。
该实验已表明，对金属带1的氧化铬层5而言，表面粗糙度范围应为0.6至1.5μm。当糙化表面5A的粗糙度大于1.5μm时，其成形性能下降，从而由于糙化表面5A相对于成形工具的摩擦阻力的减小而导致金属管11的对接焊缝11a上的台阶部分，如图6所示。
图7示出要制造按本发明第三最佳实施例中的金属管11的金属带1 。
在第三最佳实施例中，金属带1包括铁底层2，有80至140mg/m2涂数量的铬层3，和有8至20mg/m2涂敷量的氧化铬层5，其中粗糙度为0.6至1.5μm的糙化表面5A形成在氧化铬层5上。
在该金属带1中，铬层3和氧化铬层5的涂敷量均大于第一和第二最佳实施例中的相应涂敷量，这是因为考虑到未设置锡层4而需要提高层3和5两者的防腐蚀性能所致。
下面，说明用按本发明第一最佳实施例中的金属带的电缆，其中，金属带是如上所述的第一至第三最佳实施例的一种金属带。
图8表示用由下述金属带制成的金属管的电缆，该金属带包括各有一导体17和绝缘体18的绝缘芯19，用于覆盖绝缘芯19的缠扎带20，用于保护绝缘芯19的聚乙烯护套21，由金属带1形成待设置在聚乙烯护套21的金属管铠装22，以及聚乙烯的防腐蚀包层23，其中电缆24由绝缘芯19，缠扎带20和聚乙烯护套21以及金属管铠装22组成在本实业中确定为“TOUGHLEXSHEATH”(受让人的商标)的铠装22设置在缆芯24的周围。
如上所述的电缆制造将在图9A至9C中加以说明。
在图9A中，各有缠绕在线架25a上的导体17和绝缘体18的绝缘芯19在芯体支座部件25中被绞合并由带缠绕部件(未示出)将缠扎带20缠在绞合的绝缘芯19上。然后，借助挤压机26将聚乙烯护套21挤压在其上有缠扎带20的绞合的绝缘芯19上，并经一冷却部件27将挤压成的聚乙烯护套21冷却而成缆芯24。这样，缠绕在第一接纳鼓28上的便是冷却后的缆芯24。
在图9B中，缆芯24由第一接纳鼓28的第一移送鼓28，与来自移送鼓13供给的金属带1一起供至成形部件10。该成形部件10包括辊子6，压模7A和7B，和整形圈8，以及设在整形圈8后面的TIG焊接气炬4。金属带1通过成形部件6成形呈圆形，同时将缆芯24导入圆形金属带1的圆孔。然后，将金属带1的对接部件11a加以焊接而成一包含缆芯24的金属管11，再经由一个波纹加工部件30将金属管11加工成金属管铠装22。这样，绕在第二接纳鼓32上的便是带有波纹金属管铠装22得到保护的缆芯24。
在图9C中，加有波纹金属管铠装22保护的缆芯24，从即为第二接纳鼓32的第二移交鼓32被加到挤压机33，在挤压机中聚乙烯(或聚氯乙烯)防腐蚀包层23被设置在金属管铠装22上，该防腐蚀包层23在冷却部件34中经冷却，这样待绕在第三接纳鼓35上的即是制成的电缆36
按照用该金属带1的，电缆36现已不必再象传统做法那样要求在具有氧化铬层5的金属管铠装22上施加用于防锈和提高水气密性的诸如沥青等涂料。
就第一至第三最佳实施例中的金属管11而言，第一最佳实施例中的电缆，底层2的铁被铜，铝和钢所取代，同时铬层3可通过电镀涂布在金属带的底层2上。
根据本发明可得到如下所述的优点。
(1)在由金属带形成金属管过程中不需要漂洗工作，因为该金属带没有防锈油，而有铬层和氧化铬层。
(2)通过成形工具时并不损伤金属带，因为该金属带有一个粗糙度范围为0.6至1.5μm的糙化表面。这意味着获得了高质量的金属管。
(3)获得了有改善的防腐蚀性能和长寿命的电缆，因为其铠装是由如上所述的金属管构成的。
虽然，已就具体实施例对本发明作了完整和清楚地描述，但所附权利要求书并非局限于此而是为体现对本领域技术人员可能作出的正确落入本文所公开的基本教导范围内的一切改动和替换结构而构成。

Claims (10)

1.一种金属管，包括：
被弯成圆形以提供一边缘对接部分的金属带，所述边缘对接部分被焊接以形成对接缝；
其中所述金属带包括：
选自铁、铜、铝和钢的一种金属底层，所述底层为所述金属管的内层；
设置在所述底层上的铬层；和
设置在所述铬层上的氧化铬层，所述氧化铬层是所述金属管的外层。
2.如权利要求1的金属管，其特征在于：
所述氧化铬层有一粗糙度为0.6至1.5μm的外表面，和一量为8至20mg/m范围的涂层；和
所述铬层具有80至140mg/m的某一涂敷量。
3.一种金属管，包括：
被弯成圆形以形成一边缘对接部分的金属带，所述边缘对接部分被焊接而成一对接缝；
其中所述金属带包括：
选自铁，铜，铝或钢的一种金属底层，所述底层是所述金属管的内层；
设置在所述底层的铬层；
设置在所述铬层上的锡层；和
设置在所述锡层上的氧化铬层，所述氧化铬层是所述金属管的外层。
4.如权利要求3所述的金属管，其特征在于：
所述铬层具有80至120mg/m2中的某一涂敷量；
所述锡层有160至200mg/m2中的某一涂敷量；和
所述氧化铬层有8至14mg/m2中的某一涂敷量。
5.如权利要求4所述的金属管，其特征在于：
所述氧化铬层有一粗糙度为0.6至1.5μm的外表面。
6.一种电缆，包括：
有各包括导体和绝缘体的绝缘芯的缆芯；
金属管铠装，用以保护所述缆芯；和
设置在所述铠装上的防腐蚀层；
其中所述金属管，包括：
弯成圆形以形成一边缘对接部分的金属带，所述边缘对接部分被焊接而形成对接缝；
其中所述金属带，包括：
选自铁，铜，铝和钢的一种金属的底层，所述底层是所述金属管的内层；
设置在所述底层上的铬层；和
设置在所述铬层上的氧化铬层，所述氧化铬层是所述金属管的外层。
7.如权利要求6所述的电缆，其特征在于：
所述氧化铬层有一个粗糙度为0.6至1.5μm的外表面，和涂敷量为8至20mg/m2的涂层；和
所述铬层有涂敷量为80至140mg/m2范围的涂层。
8.一种电缆，包括：
包括各有导体和绝缘体的绝缘芯的缆芯；
金属管铠装，用以保护所述缆芯；和
敷设在所述铠装的防腐蚀层；
其中所述金属管包括：
被弯成圆形以形成边缘对接部分的金属带，所述边缘有对接部分被焊接而形成对接缝；和
其中所述金属带，包括：
选自铁、铜、铝和钢的一种金属底层，所述底层是所述金属管的内层；
设置在所述底层上的铬层；
设置在所述铬层上的锡层；和
设置在所述锡层上的氧化铬层，所述氧化铬层是所述金属管的外层。
9.如权利要求8所述的电缆，其特征在于：
所述铬层有80至120mg/m2的某一涂敷量；
所述锡层有160至200mg/m2的某一涂敷量；和
所述氧化铬层有8至14mg/m2的某一涂敷量。
10.如权利要求9所述的电缆，其特征在于：所述氧化铬层有粗糙度为0.6至1.5μm的外表面。
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