CN1278795C - 双金属管爆燃复合装置及其双金属管制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双金属管爆燃复合装置及其双金属管制备工艺。其装置结构包括：金属基管；套在基管内耐腐蚀的金属衬管；在衬管和基管两端均装有密封组合装置；密封组合装置上装有单向充气嘴；一端的密封组合装置上有打火结构，另一端的密封组合装置上有与衬管内腔接触排卸衬管内腔多余压力的卸压保险结构。其制备工艺：衬管插入基管内；在衬管和基管两端安装密封组合装置；抽真空、灌输可燃介质、助燃气；引爆可燃介质使衬管贴附基管；两端衬管翻边、整形。本发明的有益效果是：可燃气体来源丰富，成本低。工艺简单，操作方便。双管结合紧密不鼓包，不开裂，不脱落。使用范围宽，材质选择广。

Description

双金属管爆燃复合装置及其双金属管制备工艺

技术领域

本发明涉及一种耐腐蚀管体制作装置和制备工艺，特别涉及的是输送耐腐蚀流体介质的双金属管爆燃复合装置及其制备工艺。

背景技术

目前，为延长传输带有腐蚀介质管道的寿命，对一般金属材质的基管事先采取防腐蚀、防老化等各种措施处理后再使用。常用的防腐蚀、防老化的措施是在金属管内附着一层不锈钢衬管的复合管，制作不锈钢衬管的复合管一般采用爆燃复合工艺制作，该工艺步骤是：在一般金属材质的基管内，插入外经略小于基管内径的薄壁不锈钢管衬管，将炸药柱居中放在衬管内，封闭基管两端，引爆衬管内炸药柱，在强冲击压力作用下，使不锈钢衬管沿径向延伸，紧密贴复在基管内壁上。上述制备工艺存在如下缺陷：①.爆燃基管原料为炸药、雷汞等属国家严格控制的危险物资，审批麻烦。②.炸药、雷汞等属高度危险品，它的运输、存放以及使用过程每时每刻存在不安全因素。③爆燃复合过程，炸药一般要产生近4000度的高温反应，对基管及衬管的材质会造成严重影响

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种衬管原料来源丰富成本低，制作工艺安全可靠，危险性小，操作简单生产效率高的双金属管爆燃复合装置及其双金属管制备工艺。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种双金属管爆燃复合装置，其结构包括：金属基管；套在基管内耐腐蚀的金属衬管，衬管外径略小于基管内径，衬管两端长度长于基管两端长度；在衬管和基管两端均装有使衬管内腔和基管与衬管之间的空间分别形成充满可燃介质和真空的两个各自独立封闭空间的密封组合装置；在上述密封组合装置上装有与衬管内腔和基管与衬管之间的空间连通的单向充气咀；位于衬管和基管一端的密封组合装置上设置有与电源连通引爆衬管内可燃介质引线的打火结构，位于衬管和基管另一端的密封组合装置上设置有与衬管内腔接触排卸衬管内腔多余压力的卸压保险结构。

所述卸压保险结构是：装在密封组合装置端部薄金属的卸压片，卸压片被中间有通孔的压盖密封固定在衬管另一端的密封组合装置上。

所述密封组合装置包括：封堵、连接箍、压紧套；所述封堵位于衬管两侧并密封其内腔，封堵另一端分别是装有打火结构和卸压保险结构的封闭端，封堵内腔连通衬管内腔，邻近衬管一侧的封堵上还设置有密封基管与衬管之间空间的密封面；所述连接箍套装在封堵外面，其一端连接基管，另一端连接压紧套，连接箍内孔中固装有衬套和位于衬套两侧的密封圈，其中一侧的密封圈封闭基管与连接箍之间的连接部位，另一侧的密封圈封闭基管与衬管之间端口部位，衬套内径插在衬管长于基管两端的外径上；连接在连接箍内孔中的压紧套紧压在封堵凸出的密封面的反面。

所述密封衬管内腔的封堵是装有密封圈的锥形外径插入衬管内腔密封；密封基管与衬管之间空间的密封面是设置在封堵锥形外径大端根部向径向延伸凸出的面；封闭基管与连接箍之间连接部位的密封圈位于与连接箍结合处的基管端部；封闭基管与衬管之间端口部位的密封圈是套装在衬管外径并紧贴在封堵的密封面上；衬套与基管端面之间留有预防其接触的间隙；邻接基管的衬套端部内径设置有在贴附基管工艺中容纳衬管向外凸出折曲变形的空间，该空间是内径大于衬套插入衬管内径的阶梯孔。

与衬管内腔连通的单向充气咀接通真空泵、可燃介质和助燃气；连通基管与衬管之间空间的单向充气咀连接真空泵。

所述连接箍与基管之间用锥螺纹或法兰其中之一的结构连接；连接箍与压紧套之间用螺纹连接。

所述衬管为薄壁不锈钢管、薄壁铜管、薄壁锆管、铝管或其它合金管。

一种用双金属管爆燃复合装置制备双金属管的制备工艺，该制备工艺按如下步骤进行：

1).衬管插入基管内：将两端分别长于基管设定长度和外径略小于基管内径的衬管插入基管内；

2).在衬管和基管两端安装封闭衬管内腔和基管与衬管之间空间的密封组合装置：首先，在上述插好后的基管和衬管两端分别安装带有打火结构和卸压保险结构的密封组合装置，其中在密封组合装置中的封堵上安装连通衬管内腔和真空泵、可燃介质、助燃气的单向充气咀；在基管与衬管之间的空间安装有连通真空泵的单向充气咀；

3).抽真空、灌输可燃介质、助燃气：将封堵上的单向充气咀连接真空泵，抽出衬管内腔空气并灌输一定比例和压力的可燃介质和助燃气或者灌输预先混合的可燃介质和助燃气；将基管与衬管之间空间安装的单向充气咀连接真空泵，抽出基管与衬管之间空间的空气，使之形成一定的负压；

4).引爆可燃介质使衬管贴附基管：将上述操作完的管体放到水槽中，把安装在端部密封组合装置上的点火器引线两极与电源接通，按下开关，使安装在一端密封组合装置上的点火器打火，引爆衬管内腔混合气，在爆燃产生内压的作用下，使衬管产生径向拉伸膨胀紧贴附于基管内壁，剩余压力通过设置在密封组合装置另一端的卸压保险结构A冲出水槽中；

5).两端衬管翻边、整形：将完成衬管贴附基管工艺的管体吊出水槽上滚架，卸掉基管两端的密封组合装置，将两端衬管除留够翻边长度外，其余切除，用翻边工具将衬管从凸出折曲变形的部分处向外翻边，两端留下的衬管头翻贴到基管端部，再去除毛刺。

所述可燃介质是可燃气体或可燃液体。

所述可燃气体是：液化石油气、天燃气、乙炔气、氢气、氨气、甲烷、丁烷；所述可燃液体是：丙酮、气油、甲醇、乙醇。

本发明的有益效果是：

1.可燃气体来源丰富，成本低。

2.工艺简单，操作方便。

3.本发明双管结合紧密不鼓包，不开裂，不脱落。

4.使用范围宽，材质选择广，任意形状都可实现紧密复合。

附图说明

图1是本发明实施例1双金属管爆燃复合装置结构剖视图；

图2是本发明实施例2双金属管爆燃复合装置结构剖视图；

图3是图1中E部放大示意图；

图4是图2中D部放大示意图；

图5是图1中F部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的双金属管爆燃复合装置进行详述。

图1是本发明实施例1双金属管爆燃复合装置结构剖视图；图2是本发明实施例2双金属管爆燃复合装置结构剖视图；图3是图1中E部放大示意图；图5是图1中F部放大示意图。

如图所示，本发明双金属管爆燃复合装置的结构包括：一般材质的金属基管1；耐腐蚀的不锈钢薄壁衬管22；装在基管1和衬管22两端的密封组合装置。

衬管22套装在基管1内，衬管22外径略小于基管1内径，衬管22两端长度长于基管两端设定长度。

在衬管22和基管1两端均装有使衬管22内腔和基管1与衬管22之间的空间分别形成充满可燃介质和真空的两个各自独立封闭空间的密封组合装置。

上述密封组合装置包括：封堵8、18；连接箍2、17；压紧套7、16。上述两个封堵8、18一端外径均为锥形，在锥形端外径上套有密封套5、21，该端插入衬管22两端，利用密封套5、21使封堵8、18紧密地卡在衬管22端口内径上，使衬管22内腔完全被封闭。封堵8、18另一端分别是装有打火结构B和卸压保险结构A的封闭端，两个封堵8、18内腔连通衬管22内腔。邻近衬管22一侧的封堵8、18上还设置有密封基管1与衬管22之间环形空间的密封面，该密封面是在封堵8、18锥形外径大端根部向径向延伸凸出的面。

所述连接箍2、17套装在封堵8、18外面，连接箍2、17一端连接基管1，其另一端连接压紧套7、16。本发明实施例中连接箍2、17与基管1有两种连接方式，一种采用图1所示螺纹连接，另一种采用图2所示法兰连接。

如图1所示的连接箍2、17与基管1之间采用螺纹连接，该连接结构是：基管1两端的外锥螺纹分别旋紧在连接箍2、17内锥螺纹孔内，连接箍2、17内孔中紧固装有衬套4、13和位于衬套4、13两侧的密封圈，其中一侧的密封圈3、12位于基管1端部，封闭基管1与连接箍2、17之间的连接部位；另一侧的密封圈6、19封闭基管1与衬管22之间端口部位，密封圈6、19紧贴在封堵8、18凸出的密封面上，将基管1与衬管22之间完全封闭成独立空间。衬套4、13内径插在衬管22长于基管1两端的外径上，衬套4、13与基管1端面之间留有间隙δ，间隙δ防止衬套4、13与基管1端面接触影响密封。邻接基管1的衬套4、13端部内径设置有在贴附基管工艺中容纳衬管22向外凸出折曲变形的空间C，其目的是为衬管22在实施爆燃工艺中形成便于翻边的凸出折曲部分。即：本发明结构中两端长于基管1的衬管22内外径尺寸在爆燃复合工艺中基本保持不变，中间部分的衬管22在爆燃复合工艺变形后贴在基管1内壁上，衬管22在凸出折曲变形空间C的位置出现凸出折曲部分，该凸出折曲部分便于实施翻边工艺。上述空间C是内径大于衬套4、13插入衬管内径的阶梯孔。

在上述连接箍2、17另一端内孔中用螺纹连接有压紧套7、16，装在连接箍2、17内的压紧套7、16一端压紧在封堵8、18凸出的密封面的反面，压紧套7、16另一端露在连接箍2、17外面的部分设置有便于使旋转工具转动的结构，如对称部分有扁或孔(图中未示)。为了使封堵8、18更紧密的封闭上述两个空间，通过旋转压紧套7、16实现封堵8、18凸出的密封端面压紧在密封圈6、19上，更好的实现密封上述空间的目的。

在上述密封组合装置上装有与衬管22内腔连通的单向充气咀。如图1、2所示，装在基管1左端密封组合装置封堵18上的单向充气咀15与衬管22内腔连通；装在基管1右端密封组合装置封堵8上的两个单向充气咀11、9与衬管22内腔连通。单向充气咀15、11、9分别连通真空泵、可燃介质和助燃气，也可以在封堵上设置一个与衬管22内腔连通的单向充气咀，依工艺顺序可分别通真空泵、可燃介质和助燃气。

在上述密封组合装置上装有连通基管1和衬管22之间空间的单向充气咀20。如图1、2所示，单向充气咀20连接真空泵，将上述空间抽为真空。

安装在衬管22一端的密封组合装置封堵8、18上设置有与电源(图未示)连接引爆衬管22内可燃介质引线的打火结构B，该打火结构B是：点火器10通过螺钉紧固在封堵8端部，与电源连接的引线33连接在点火器10上。点火器10是加热棒或是高压点火化引爆器。

在衬管22另一端的密封组合装置封堵18上设置有与衬管22内腔接触排卸衬管22内多余压力的卸压保险结构A，该卸压保险结构A是：装在封堵18端部薄金属的卸压片32，卸压片32被中间有通孔的压盖14密封固定在衬管22另一端的封堵18开口端面上。本发明实施例压盖14采用螺纹与封堵18端部连接。

如图2是本发明实施例2的结构剖视图。连接箍2、17与基管1采用法兰连接，其结构是：基管1两端分别插入在连接箍2、17一端的内孔中，位于基管1两端的法兰25、26和连接箍2、17外径上的法兰24、27用紧固件23、28将其连接为一体。

图4是图2中D部放大示意图。图4中的衬套4与基管1端面之间留有间隙δ，间隙δ一方面防止衬套4与基管1端面接触影响密封，另一方面使基管1与密封圈3紧密接触，能更好的密封基管1与连接箍2之间的连接部位。附图2中密封组合装置的其他结构同于附图1中螺纹连接结构，在此不再叙述。

所述衬管22为薄壁不锈钢管、薄壁铜管、薄壁锆管、铝管或其它合金管。

一种用上述双金属管爆燃复合装置制备双金属管的制备工艺，该制备工艺按如下步骤进行：

1).衬管插入基管内：将两端分别长于基管设定长度和外径略小于基管内径的衬管插入基管内；

2).在衬管和基管两端安装封闭衬管内腔和基管与衬管之间空间的密封组合装置：首先，在上述插好后的基管和衬管两端分别安装带有打火结构B和卸压保险结构A的密封组合装置，其中在密封组合装置中的封堵上安装连通衬管内腔和真空泵、可燃介质、助燃气的单向充气咀；在基管与衬管之间的空间安装有连通真空泵的单向充气咀；

3).抽真空、灌输可燃介质、助燃气：将封堵上的单向充气咀连接真空泵，抽出衬管内腔空气并灌输一定比例和压力的可燃介质和助燃气或者灌输预先混合的可燃介质和助燃气；将基管与衬管之间空间安装的单向充气咀连接真空泵，抽出基管与衬管之间空间的空气，使之形成一定的负压；

4).引爆可燃介质使衬管贴附基管：将上述操作完的管体放到水槽中，把安装在端部密封组合装置上的点火器引线两极与电源接通，按下开关，使安装在一端密封组合装置上的点火器打火，引爆衬管内腔混合气，在爆燃产生内压的作用下，使衬管产生径向拉伸膨胀紧贴附于基管内壁，剩余压力通过设置在密封组合装置另一端的卸压保险结构A冲出水槽中；

5).两端衬管翻边、整形：将完成衬管贴附基管工艺的管体吊出水槽上滚架，卸掉基管两端的密封组合装置，将两端衬管除留够翻边长度外，其余切除，用翻边工具将衬管从凸出折曲变形的部分处向外翻边，两端留下的衬管头翻贴到基管端部，再去除毛刺。

所述可燃介质是可燃气体或可燃液体。

所述可燃气体是：液化石油气、天燃气、乙炔气、氢气、氨气、甲烷、丁烷；所述可燃液体是：丙酮、气油、甲醇、乙醇。

Claims (10)

1.一种双金属管爆燃复合装置，其结构包括：金属基管；套在基管内耐腐蚀的金属衬管，衬管外径略小于基管内径，衬管两端长度长于基管两端长度；在衬管和基管两端均装有使衬管内腔和基管与衬管之间的空间分别形成充满可燃介质和真空的两个各自独立封闭空间的密封组合装置；在上述密封组合装置上装有与衬管内腔和基管与衬管之间的空间连通的单向充气咀；位于衬管和基管一端的密封组合装置上设置有与电源连通引爆衬管内可燃介质引线的打火结构(B)，其特征在于：位于衬管(22)和基管(1)另一端的密封组合装置上设置有与衬管(22)内腔接触排卸衬管(22)内腔多余压力的卸压保险结构(A)。

2.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于所述卸压保险结构(A)是：装在密封组合装置端部薄金属的卸压片(32)，卸压片(32)被中间有通孔的压盖(14)密封固定在衬管(22)另一端的密封组合装置上。

3.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于所述密封组合装置包括：封堵(8，18)、连接箍(2，17)、压紧套(7，16)；所述封堵(8，18)位于衬管(22)两侧并密封其内腔，封堵(8，18)另一端分别是装有打火结构(B)和卸压保险结构(A)的封闭端，封堵(8，18)内腔连通衬管(22)内腔，邻近衬管(22)一侧的封堵(8，18)上还设置有密封基管(1)与衬管(22)之间空间的密封面；所述连接箍(2，17)套装在封堵(8，18)外面，其一端连接基管(1)，另一端连接压紧套(7，16)，连接箍(2，17)内孔中固装有衬套(4、13)和位于衬套(4、13)两侧的密封圈，其中一侧的密封圈(3、12)封闭基管(1)与连接箍(2，17)之间的连接部位，另一侧的密封圈(6、19)封闭基管(1)与衬管(22)之间端口部位，衬套(4、13)内径插在衬管(22)长于基管(1)两端的外径上；连接在连接箍(2，17)内孔中的压紧套(7，16)紧压在封堵(8，18)凸出的密封面的反面。

4.根据权利要求3中所述的装置，其特征在于所述密封衬管(22)内腔的封堵(8，18)是装有密封圈(5，21)的锥形外径插入衬管(22)内腔密封；密封基管(1)与衬管(22)之间空间的密封面是设置在封堵(8，18)锥形外径大端根部向径向延伸凸出的面；封闭基管(1)与连接箍(2，17)之间连接部位的密封圈(3、12)位于与连接箍(2，17)结合处的基管(1)端部；封闭基管(1)与衬管(22)之间端口部位的密封圈(6、19)是套装在衬套外径并紧贴在封堵(8，18)的密封面上；衬套(4、13)与基管(1)端面之间留有预防其接触的间隙(6)；邻接基管(1)的衬套(4、13)端部内径设置有在贴附基管工艺中容纳衬管(22)向外凸出折曲变形的空间(C)，该空间(C)是内径大于衬套(4、13)插入衬管内径的阶梯孔。

5.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于所述与衬管(22)内腔连通的单向充气咀(9，11，15)接通真空泵、可燃介质和助燃气；连通基管(1)与衬管(22)之间空间的单向充气咀(20)连接真空泵。

6.根据权利要求3中所述的装置，其特征在于所述连接箍(2，17)与基管(1)之间用锥螺纹或法兰其中之一的结构连接；连接箍(2，17)与压紧套(7，16)之间用螺纹连接。

7.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于所述衬管(22)为薄壁不锈钢管、薄壁铜管、薄壁锆管、铝管或其它合金管。

8.一种用权利要求1所述双金属管爆燃复合装置制备双金属管制备工艺，其特征在于该制备工艺按如下步骤进行：

1).衬管插入基管内：将两端分别长于基管设定长度和外径略小于基管内径的衬管插入基管内；

2).在衬管和基管两端安装封闭衬管内腔和基管与衬管之间空间的密封组合装置：首先，在上述插好后的基管和衬管两端分别安装带有打火结构(B)和卸压保险结构(A)的密封组合装置，其中在密封组合装置中的封堵上安装连通衬管内腔和真空泵、可燃介质、助燃气的单向充气咀；在基管与衬管之间的空间安装有连通真空泵的单向充气咀；

3).抽真空、灌输可燃介质、助燃气：将封堵上的单向充气咀连接真空泵，抽出衬管内腔空气并灌输一定比例和压力的可燃介质和助燃气或者灌输预先混合的可燃介质和助燃气；将基管与衬管之间空间安装的单向充气咀连接真空泵，抽出基管与衬管之间空间的空气，使之形成一定的负压；

4).引爆可燃介质使衬管贴附基管：将上述操作完的管体放到水槽中，把安装在端部密封组合装置上的点火器引线两极与电源接通，按下开关，使安装在一端密封组合装置上的点火器打火，引爆衬管内腔混合气，在爆燃产生内压的作用下，使衬管产生径向拉伸膨胀紧贴附于基管内壁，剩余压力通过设置在密封组合装置另一端的卸压保险结构(A)冲出水槽中；

5).两端衬管翻边、整形：将完成衬管贴附基管工艺的管体吊出水槽上滚架，卸掉基管两端的密封组合装置，将两端衬管除留够翻边长度外，其余切除，用翻边工具将衬管从凸出折曲变形的部分处向外翻边，两端留下的衬管头翻贴到基管端部，再去除毛刺。

9.根据权利要求7中所述的制备工艺，其特征在于所述可燃介质是可燃气体或可燃液体。

10.根据权利要求8中所述的制备工艺，其特征在于所述可燃气体是：液化石油气、天燃气、乙炔气、氢气、氨气、甲烷、丁烷；所述可燃液体是：丙酮、气油、甲醇、乙醇。

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