CN112936567B

CN112936567B - 簿壁不锈钢复合管制作方法

Info

Publication number: CN112936567B
Application number: CN202110092578.4A
Authority: CN
Inventors: 廖忠烈; 廖晓阳; 高亮娟; 李佩雯
Original assignee: Sichuan Minsheng Stainless Steel Pipes Co ltd
Current assignee: Sichuan Minsheng Stainless Steel Pipes Co ltd
Priority date: 2021-01-24
Filing date: 2021-01-24
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2041-01-24
Also published as: CN112936567A

Abstract

簿壁不锈钢复合管制作方法。步骤:1)用胎模制作簿壁不锈钢内圆管。2)用簿壁不锈钢制成多个加强环,在内圆管外表面轴向均布固定。3)相邻加强环壁板间,沿周向均布固定若干片肋条。4)在肋条外周固定钢环；形成管骨架。5)骨架外浇注混凝土形成水泥保护层。加强环、肋条和钢环增加内圆管强度和管道环刚力。端口加强环可作连接时密封环用。管骨架能承受足够的水压力、环刚力和拨脱力。水泥保护层机械强度高,能满足复合管所有机械性能。胎模制作,椭圆度小。内圆管采用不同耐蚀材料，可满足输送介质酸碱度PH不同的需要,即满足所有污水和化工原材料输送及自来水厂的各种高端需求。成本可控，可以取代球墨铸铁塑料管道。卫生、安全性能和寿命全优化。可用于污水排水和自来水。

Description

簿壁不锈钢复合管制作方法

(一)技术领域

本发明涉及一种大口径不锈钢复合管制作方法,属管子类(F16L)。

(二)背景技术

现有大口径排水管道无论采用塑料管道、或球墨铸铁管、或碳钢管道均存在致命缺陷。塑料管道:环刚力差,不能承受地面汽车碾压；接口漏水；塑料老化,寿命短。球墨铸铁管:太重,安装铺设十分困难。碳钢管道:易腐蚀穿孔。

现市场设计出的不锈钢管道,优点是：环刚力高，耐腐蚀性强，对环境友好(不污染环境)。接口可以焊接连接，选材得当时,使用寿命几乎是半永久性的。

现在国内的大型污水处理厂使用大口径的不锈钢管道，如Dn800x30mm、Dn1000x40mm、DN1600x60mm,这三种不锈钢管道的管壁分别为30、40和 60mm，管道成本很高,为保证国家的重点工程，即使是高成本也得花高价使用。而对于众多小型污水处理厂由于投资力不足，只能使用性能差寿命短的大口径塑料管道或涂覆(水泥或树脂)的碳钢管道。

(三)发明内容

本发明提供的簿壁不锈钢复合管制作方法,就是解决现有公开的不锈钢排水管成本高和性能不足的问题,提供一种强度高、性价比高,满足各种PH值污水的输送的簿壁不锈钢复合管制作方法。以满足国内大小污水厂和自来水厂的需要。

采用如下技术方案:

簿壁不锈钢复合管的制作方法，其特征是：包括如下步骤:

1)用可缩径金属胎模6制作内圆管1:按复合管内圆管内径Dn,管长L₁选择胎模规格；内圆管内径Dn＝500mm-4000mm；计算内圆管耐蚀材料板用料；最后在胎模上焊接耐蚀材料板,内圆管制成。2)用与内圆管相同的耐蚀材料的实心杆或空心管,制成圆筒形的加强环4,用特殊卷管机模具制造；在内圆管外表面沿管长轴向X方向,均布套装后焊接固定N4个加强环4。3)在轴向相邻两加强环壁与壁之间焊接固定肋条2；肋条沿周向均布固定N2片,每片肋条径向内边2.1 固定在内圆管外表面,每片肋条径向外边为2.3；肋条采用非耐蚀材料。4)在肋条的外周轴向均布固定螺纹钢环3，形成钢笼，螺纹钢环的公称直径d₃为15-40mm，螺纹钢环3固定在所有肋条径向外边2.3上。5)将胎模6从内圆管1内孔抽出,形成管骨架。6)在管骨架外围浇注高标号混凝土,其中,混凝土5.1包裹所有肋条 2和螺纹钢环3；其中,形成的水泥保护层5外圆直径≥加强环4的外径，水泥保护层5内圆直径不小于螺纹钢环3的外径；最后经养护处理,复合管成品管制成。

上述耐蚀材料可按管道内输送介质的酸碱度PH选择,包括；不锈钢 304L、316L、317L或双向不锈钢材料；或钛板类耐蚀材料。

上述肋条材料可采用碳钢板。

上述加强环4采用薄壁不锈钢空心方管,尺寸按内圆管公称直径Dn的大小选择确定。空心方管的规格有L4×h4为50×50mm,80×80mm,100×100mm,120× 120mm,160×160mm。

上述轴向均布的加强环4个数为N4,可按内圆管公称直径Dn、管长度L₁选取,不低于4个；并满足相邻两加强环轴向中心线间距X₄为1000-1500mm。

上述肋条的宽度h2为30-60mm，厚度t2为3-8mm；肋条的长度L₂等于两相邻加强环轴向壁与壁之间的距离，它比轴向两相邻加强环中心线间距X₄减少一个加强环空心方钢宽L₄距离,即L₂在[(1000-1500)-(50-160)]mm范围内。

上述水泥保护层5厚度不小于25mm。

本发明有益效果：

1)见图4,在内圆管1外表面轴向均布固定N4个加强环4,当制作大口径复合管时,加强环的内孔为弧形管半径R4与内圆管外径R1相等(见图5),两者紧密贴合,并无缝焊接为一整体。此结构增加了内圆管端口和腰部强度。装在端口加强环增加内圆管强度,装在中间的加强环增加管道环刚力。同时,两端口加强环4.1、4.5可用作相邻两簿壁不锈钢复合管连接时的密封环使用, 见图4中4B为两端口连接时的密封圈。2)见图6、图8,内圆管外表面轴向相邻加强环间设置周向均布的肋条2和肋条外周的螺纹钢环3,增加了管道的环刚力。见图10,这种复合管骨架结构具有足够的水压力、环刚力和拨脱力。3)管骨架外侧为高强度混凝土,更大大提高复合管机械强度。它能满足复合管所有机械性能。4)内圆管用胎模制作,工艺很精密,Dn＝1000-4000mm 管径Dn椭圆度,仅3-5mm范围内。5)目前用本发明提供的方法制作的管道 Dn＝1000-3000mm，有效长度为6000mm，用于排水管道的压力为0.8MPa,用于给水管道的压力为2MPa。均符合要求。6)本发明是一种精密度很高的薄壁不锈钢复合管道，当管道中输送的介质需要不同的酸碱度PH时，我们可以采用不同的内壁耐蚀材料，比如使用316L、317L，或双向不锈钢材料，或其它的如钛板类耐蚀材料来满足外部特殊环境的需要。因此，我们提供的复合管制作工艺及对应复合管，几乎能满足现有的所有污水输送和化工原材料的需要，也能满足自来水厂的各种高端需求。7)本发明是一种廉价的薄壁不锈钢复合管道制作方法，它的成本是可控的，因此可以取代球墨铸铁管道和现有的各类塑料管道。从卫生性能、安全性能和寿命而言，它都优于其它类型的管道。

(四)附图说明

图1可缩径的金属胎模正剖视图。(Z-X面)。

图2薄壁内圆管1在胎模上成型后正剖视图。(Z-X面)。

图3为图2中A-A剖视图。(Z-Y面)。

图4为图2上焊接了加强环4后正剖视图。(Z-X面)。

图5为图4中B-B剖视图。(Z-Y面)。

图6为图4上焊接了肋条2后正剖视图。(Z-X面)。

图7为图6中C-C剖视图。(Z-Y面)。

图8为图6上焊接了钢环3后正剖视图。(Z-X面)。

图9为图8中D-D剖视图。(Z-Y面)。

图10为图8中将胎模6从内圆管内抽出后的复合管骨架正剖视图。(Z- X面)。

图11为10中E-E剖视图。(Z-Y面)。

图12为图10浇注混凝土后的复合管成品管正剖视图。(Z-X面)。

图13为图12中F-F剖视图。(Z-Y面)。

(五)具体实施方式

1)用可缩径的金属胎模6制作内圆管1:

①见图1,可缩进的金属胎模6是圆筒形。主要指以德国克拉公司制造的胎模为样板，其他可缩径的胎模均仿照德国克拉公司制造，这是一种定型的公知产品。这里不再详述结构。

②见图2,图3,按本实施例复合管簿壁内圆管1内径Dn＝1600mm,管长 L1＝6000mm,壁厚t₁＝3mm,选择胎模6规格:外径D6＝Dn＝1600mm。(D6见图 1)。

③计算簿壁内圆管耐蚀材料薄壁不锈钢板用料为:不锈钢板型号304L,板厚t1＝3mm,每张板宽B1＝1500mm,每张板长A1＝5027mm,确定钢板张数为4 张。

规格为3mm的钢板，宽1500mm，长度5027mm，共4张。

④见图2,图3,最后在胎模6上焊接上述4张钢板,薄壁不锈钢内圆管1制成。

2)见图4、图5,用与内圆管相同型号304L、相同壁厚3mm的薄壁不锈钢材料壁厚t₄＝3mm的空心方管,制成圆筒形的加强环4,用特殊卷管机模具制造。加强环4空心方管尺寸按内圆管公称直径Dn＝1600mm确定为；宽L4＝100mm, 高h4＝100mm。

见图4,按内圆管1公称直径Dn＝1600mm、管长度L₁＝6000mm选取确定:在内圆管 1外表面沿轴向X方向,管长L1内(L1同时见图2),均布套装后焊接固定 N4＝5个加强环4。即轴向均布固定的加强环个数为5个。并确定相邻两加强环轴向中心线间距X4＝L_l/(N₄-1)＝6000/5-1＝1500mm。满足相邻两加强环轴向中心线间距 X4在1000-1500mm内。

3)见图6,在每段相邻两加强环4轴向侧壁之间,固定肋条2。即每片肋条轴向两端分别焊接在相邻两加强环4侧壁上.。图7,肋条沿周向均布固定N2片,这里N2＝32。每片肋条径向内边2.1固定在内圆管1外表面,每片肋条径向外边为2.3与图8中螺纹钢环3固定,(下面图8中详述)。肋条选择非耐蚀材料是碳钢板C20,既能满足强度要求,又可降低成本。

见图6,本实施例Dn＝1600mm的复合管，肋条的高度h2取为50mm，厚度 t₂取为5mm(t₂见图7)。见图6,肋条的长度L₂等于两相邻加强环轴向壁与壁之间的距离，它比两相邻加强环中心线间距X4减少一个加强环空心方钢宽L4距离(L4见图4),由此获得肋条的长度L2＝X4-L4＝1500- 100mm＝1400mm。

4)见图8,见图9，对Dn＝1600mm的复合管,在肋条2外周固定螺纹钢环3, 沿肋条外圆周轴向均布焊接,螺纹钢环轴向间距120mm。螺纹钢环直径 d₃＝16mm。螺纹钢环3固定在所有肋条径向外边2.3上。

5)见图10、图11所示为:图8中胎模6从内圆管1抽除后,形成 Dn＝1600mm的复合管骨架。

6)见图12、图13,在复合管骨架外围浇注混凝土C30,其中,混凝土5.1 包裹所有肋条2和螺纹钢环3,其中,在螺纹钢环外形成的水泥保护层5外径≥加强环4的外径，水泥保护层5内圆直径不小于螺纹钢环3的外径。经养护处理,复合管成品管制成。水泥保护层厚度不小于25mm。

Claims

1.簿壁不锈钢复合管的制作方法，其特征是：包括如下步骤:

1)用可缩径金属胎模(6)制作内圆管(1):按复合管内圆管内径Dn,管长L₁选择胎模规格；内圆管内径Dn＝500mm-4000mm；计算内圆管耐蚀材料板用料；最后在胎模上焊接耐蚀材料板,内圆管制成；

2)用与内圆管相同的耐蚀材料的实心杆或空心管,制成圆筒形的加强环(4),用特殊卷管机模具制造；在内圆管外表面沿管长轴向X方向,均布套装后焊接固定N4个加强环(4)；

3)在轴向相邻两加强环壁与壁之间焊接固定肋条(2)；肋条沿周向均布固定N2片,每片肋条径向内边(2.1)固定在内圆管外表面,肋条采用非耐蚀材料；

4)在肋条的外周轴向均布固定螺纹钢环(3)，形成钢笼，螺纹钢环的公称直径d₃为15-40mm，螺纹钢环固定在所有肋条径向外边(2.3)上；

5)将胎模从内圆管内孔抽出,形成管骨架；

6)在管骨架外围浇注高标号混凝土,其中,混凝土(5.1)包裹所有肋条和螺纹钢环；其中,形成的水泥保护层(5)外圆直径≥加强环的外径，水泥保护层(5)内圆直径不小于螺纹钢环(3)的外径；最后经养护处理,复合管成品管制成。

2.权利要求1所述簿壁不锈钢复合管的制作方法，其特征是耐蚀材料按管道内输送介质的酸碱度p H选择,包括；不锈钢304L、316L、317L或双向不锈钢材料；或钛板类耐蚀材料。

3.权利要求1所述簿壁不锈钢复合管的制作方法，其特征是肋条材料采用碳钢板。

4.按权利要求1所述簿壁不锈钢复合管的制作方法，其特征是:加强环采用薄壁不锈钢空心方管,尺寸按内圆管公称直径Dn的大小选择确定；空心方管的规格有L4×h4为50×50mm,80×80mm,100×100mm,120×120mm,160×160mm。

5.按权利要求1所述簿壁不锈钢复合管的制作方法，其特征是：轴向均布的加强环个数为N4,按内圆管公称直径Dn、管长度L₁选取,不低于4个；并满足相邻两加强环轴向中心线间距X₄为1000-1500mm。

6.按权利要求1、4、5所述簿壁不锈钢复合管的制作方法，其特征是：肋条的宽度h2为30-60mm，厚度t2为3-8mm；肋条的长度L₂等于两相邻加强环轴向壁与壁之间的距离，它为轴向两相邻加强环中心线间距X₄减去一个加强环空心方钢宽L₄距离,L2在[(1000-1500)-(50-160)]mm范围内。

7.权利要求1所述簿壁不锈钢复合管的制作方法，其特征是：水泥保护层厚度不小于25mm。