CN1233947C - 一种金属复合管的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属复合管的制造方法，其步骤包括：复合管结构、性能和选材设计，选定各复合单管，分别对单管进行修磨、酸洗和表面活化处理，将处理好的单管经微过盈套合、端面封焊形成复合管坯，然后在轧管机上通过热轧粗复合管坯，对粗复合后的管坯进行扩散退火，然后再精轧复合，矫直、切头和定尺，最后抛光、铣头、包装入库。用本发明制造的金属复合管在复合层间没有任何钎焊料，通过表面活化处理、热轧和轧后的扩散使复合界面在无钎料焊接的情况下很好的实现了复合管界面良好的冶金结合。本发明有效的降低了复合管的制造成本，可用于生产各种金属各个规格的复合管，也可生产复合方管、矩形管等异型管及复合棒型材。

Description

一种金属复合管的制造方法
技术领域
本发明涉及一种金属复合管的制造方法。
背景技术
复合管是有两种或两种以上不同材料管材构成，一种材料管材在内，另一种材料管材在其外；管层之间结合紧密，受外力作用时，两种或两种以上材料管材同时变形。由不同包覆材料和内管材料形成的复合管有着不同的广泛的用途。复合管应用于要求耐腐蚀、防止腐蚀造成的断裂或防锈、美观及耐磨的地方。在炼油厂及化学工业中，复合管可用于原有输送管道、加热炉管道和检查用喷管等；在水及海水处理中，复合管可用于海水淡化生产装置和水力发电用导水管等；在物体输送中，复合管可用于原油、天然气输送管、耐腐蚀性管道和输送矿石管路等；在热运送中，复合管可用于废液回收管道、生产装置配管和石灰液化生产装置等。一直以来这些行业中大量采用不锈钢、钛、铜、镍、铬及少量其他贵重金属无缝管，耗资巨大。因此，各类复合管得到了越来越多的研究与应用。
目前金属复合管的制造方法大致有以下三种：包覆成型、爆炸成型和拉拔成型。包覆成型是在前后两套焊管机组上通过轧辊孔型包覆成型一次完成。爆炸成型工艺比较复杂，它是两金属板以爆炸焊合以后再经热轧、冷轧成复合带然后在焊管机组上成型焊接。拉拔成型是先将两种不同金属管套在一起，然后在模具中拉拔。以上三种方法存在各自的问题：1、包覆成型不能直接生产方、矩形等异性管，而且复合层复合层结合不紧密。2、爆炸成型虽然可直接生产方、矩形且任何壁厚的复合管，复合层结合紧密，可其工艺比较复杂，对焊接工艺水平要求较高。3、拉拔成型生产对内外管的要求较高，其生产为断续生产，效率较低，只能生产中小规格复合管；复合层间结合不够紧密。在解决双金属复合管复合层间结合紧密问题上目前有一种方法是在内管外表面涂附钎焊料，拉拔复合然后加热钎焊；该方法虽然解决了复合管复合层之间的界面结合问题，可该种方法要在内管外表面涂附钎焊料，增加了复合管的制造成本，界面结合很大程度上也依靠钎焊料的选择。
发明内容
本发明的目的在于克服或改进以上方法中的不足，提供一种金属复合管的制造方法。
为了达到上述的目的，本发明采用的解决方案是：一种金属复合管的制造方法。
本发明的一种金属复合管的制造方法简单说来就是首先进行复合管的结构、性能及选材设计，把选好的各个单管经表面处理后套在一起制成复合管坯；然后利用热轧方法轧制复合管坯，把不同金属紧密的复合在一起制成要求规格的复合管；最后根据复合管的不同用途进行深加工，发挥各个单管金属材料的优特点，从而提高了复合管的性价比。
具体说来本发明的一种金属复合管的制造方法，其特征在于：该方法依次包括了下列步骤：
(1)根据所需复合管的不同用途对复合管进行结构、性能及选材的设计；
(2)对复合管坯套管过盈量进行分析、计算，确定套管工艺；
(3)将选好的各个单管进行修磨、酸洗表面处理；
(4)对各个单管需要复层的表面进行活化处理，可采取喷丸、喷砂或拉毛处理；
(5)把处理好的单管按步骤(1)设计的复合管的层结构预热各个单管，微过盈套紧成复合管坯；
(6)在复合管坯的端头用焊缝圈封闭复合缝，其中一端封焊时在复合缝上沿着周向均匀留有排气孔；
(7)加热复合管坯，在轧管机上将加热后的复合管坯进行热轧粗复合，轧成粗复合管坯；
(8)对粗复合管坯进行扩散退火处理；
(9)将退火后的粗复合管坯再在轧管机上进行精轧复合；
(10)酸洗、矫直精轧后的复合管，去除毛刺、切头、定尺；
(11)最后用抛光机将复合管进行表面抛光，用铣头机头后包装入库。
本发明步骤(6)中排气孔的个数根据各单管的不同材质确定，并且排气孔沿着周向均匀分布。
本发明步骤(7)中所说的加热用感应加热炉或是普通加热，轧制工艺主要设备是由轧管机，复合管坯加热后将未留排气孔的焊封端送进轧管机进行粗轧，经过热轧粗复合使得各层金属材料紧密地复合在一起。热轧时第一道次变形量大于40％，最好是控制在40％～55％之间；总的变形量应控制在70％～80％之间。
本发明步骤(8)中的扩散退火依据不同的金属组合确定相应扩散退火制度，在进行扩散退火时要充有保护气氛。
本发明步骤(9)中的精轧变形量为20％～40％；
本发明的优点有以下几点：
a.本发明在各个单管套合之前分别对各单管的复合面进行了表面活化处理，活化方式为喷丸、喷砂或拉毛，热轧后又进行了扩散退火热处理，该方法制造的金属复合管复合层间界面结合紧密，很好的实现了复合界面的冶金结合，增加了复合界面的结合强度：同时在复合界面上没有任何钎焊料，这不仅降低了制造成本而且也不会因为复合层间没有选择合适的钎料降低界面结合程度而影响复合管的综合性能；
b.本发明扩散退火后的精轧复合能够很好的改善复合管各层的组织，从而也能提高复合管的综合性能；
b.本发明方法制造的金属复合管壁厚能达到5～40mm，复层壁厚能达到0.5～4mm；
c.本发明方法制造的金属复合管外径为Φ10～Φ800mm；
d.本发明方法能生产各种金属的复合管，还能生产复合方管、矩形管等异型管及复合棒型材。
结合附图和具体实施方式对本发明进行具体的阐述说明。
附图说明：
图1为本发明的结构图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1的仰视图。
具体实施方式
本发明具体实施方式步骤如下：
1、对复合管进行设计，选择制造两层结构的复合管，外管1为不锈钢管，内管2为碳钢管；
2、分析计算复合管套管的过盈量，确定套管工艺；
3、将选好的内管进行修磨、酸洗表面处理，同时对内管的外表面喷丸活化处理；
4、将选好的外管进行修磨、酸洗表面处理，同时对外管的内表面喷丸活化处理；
5、把处理好的内外管预热微过盈套合，组合成复合管坯；
6、把复合管坯两端的复合缝焊封，一端为完全焊封圈5，另一端为未完全焊封圈3，在未完全焊封圈的周向均匀留有四个排气孔4；
7、用感应加热炉加热复合管坯，将加热后复合管坯的完全焊封端送入纵轧管机进行热轧粗复合，第一道次变形量50％，总变形量为75％；
8、将粗复合管坯放入充有氮气作为保护气氛的退火炉中进行高温扩散退火热处理，
9、把退火后的粗复合管坯再次送入轧管机精轧复合管，精轧变形量为25％；
10、矫直精轧后的复合管，去除毛刺、切头、定尺；
11、用抛光机将复合管进行表面抛光，用铣头机铣头后包装入库。

Claims (8)

1、一种金属复合管的制造方法，其特征在于该方法是首先进行复合管结构、性能和选材设计，将选好的各单管经表面处理后微过盈结合制成复合管坯，焊封两端复合缝，在一端复合缝焊封时沿周向均匀留孔排气；通过热轧粗复合管坯，把各种不同金属单管紧密复合在一起制成粗复合管坯：然后将粗复合管坯放入退火炉中进行扩散退火；再对退火后的粗复合管坯在轧管机上进行精轧复合，矫直、切头、定尺，最后抛光铣头包装入库。
2、根据权利要求1所述的一种金属复合管的制造方法，其特征在于所说的表面处理是首先对各个单管分别进行机械修磨和化学酸洗，然后再对各单管的复合表面进行活化处理，活化处理可采用喷丸、喷砂或是拉毛处理。
3、根据权利要求1所述的一种金属复合管的制造方法，其特征在于所说的热轧加热在感应加热炉中进行或是用普通加热炉加热。
4、根据权利要求1所述的一种金属复合管的制造方法，其特征在于热轧粗复合时第一道次变形量应该大于40％，总的变形量应控制在70％～80％之间。
5、根据权利要求4所述的这种方法，其特征在于热轧粗复合的第一道次变形量控制在40％～55％之间。
6、根据权利要求1所述的一种金属复合管的制造方法，其特征在于热轧粗复合后的粗复合管坯送入退火炉中进行高温扩散退火。
7、根据权利要求1所述的一种金属复合管的制造方法，其特征在于对退火处理后的粗复合管坯再进行精轧复合，精轧变形量在20％～40％。
8、根据权利要求1所述的一种金属复合管的制造方法，其特征在于对精轧后的复合管进行矫直、切头和定尺，矫直在矫直机上进行，切头定尺分别用锯切机切割。
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