WO2023216433A1 - 超薄壁大口径不锈钢焊管及其制造方法 - Google Patents

超薄壁大口径不锈钢焊管及其制造方法 Download PDF

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董程祯
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河南董氏管道有限公司
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/17Rigid pipes obtained by bending a sheet longitudinally and connecting the edges

Definitions

  • a method for manufacturing the aforementioned ultra-thin-walled large-diameter stainless steel welded pipe is also provided, which is characterized by including the following steps:
  • the first pipe body and the second pipe body share a first stainless steel plate of the same specification.
  • the first end (left end) of the first pipe body and the hoop form a boss located at the end, and the boss can be connected to the flange.
  • a plurality of first pipe bodies and second pipe bodies are alternately connected to form a pipe unit.
  • Bosses are provided at both ends of a pipe unit, and the two pipe units are connected to the bosses through flanges.

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  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
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Abstract

一种超薄壁大口径不锈钢焊管,包括:第一管体,由第一不锈钢板卷绕和焊接形成且焊接处形成有唯一竖向焊缝;第二管体,具有与第一管体相同的结构且与所述第一管体对接焊接形成有周向焊缝;抱箍,包覆于所述周向焊缝;以及竖筋带,覆盖并焊接于所述竖向焊缝。该不锈钢焊管的屈服强度大于等于600Mpa,伸长率大于等于17%,抗拉强度大于等于750Mpa,重金属铬、铁、锰、镍在自来水中的析出率分别小于等于0.1、0.25、0.25、0.05mg/kg。

Description

超薄壁大口径不锈钢焊管及其制造方法 技术领域
本发明属于管道技术领域,尤其涉及一种超薄壁大口径不锈钢焊管及其制造方法。
背景技术
市政道路给水管道工程中在选择管材时,通常会使用有预应力钢筋混凝土管、塑料管、承插式给水球墨铸铁管等,也有选择螺旋焊管的。
1、预应力钢筋混凝土管具有较好的耐久性和抗渗性。但由于这种管材在铺设过程中,其对平整度要求较高,而且质地较脆,结合其预应力钢筋混凝土管自身特点,其大部分用于大型输水系统。
2、塑料管具有抗腐蚀性、自重轻和阻力小的特点,但塑料管有着易老化易渗漏的缺点。
3、承插式给水铸铁管与其他管材相比较,机械强度较高,承压能力较强,处理结构简单化,并且具有良好的抗腐蚀性,但管材重量较大,动荷承载能力低,漏水率高。
因此,有必要研究一种超薄壁大口径不锈钢焊管及其制造方法来解决上述的一个或多个技术问题。
发明内容
为解决上述至少一个技术问题,根据本发明一方面,提供了一种超薄壁大口径不锈钢焊管,其特征在于包括:
第一管体,由第一不锈钢板卷绕和焊接形成且焊接处形成有唯一竖向焊缝;
第二管体,具有与第一管体相同的结构且与所述第一管体对接焊接形成有周向焊缝;
抱箍,包覆于所述周向焊缝;以及
竖筋带,覆盖并焊接于所述竖向焊缝;
其中,所述第一不锈钢板和竖筋带的化学成份及质量百分数为:碳0.07-0.14%,硅0.1-0.9%,锰0.1-0.9%,磷0.03-0.08%,硫小于等于0.015%,铬12.5-14%,镍1.2-2%,余量为铁;
所述超薄壁大口径不锈钢焊管的屈服强度大于等于600Mpa,伸长率大于等于17%,抗拉强度大于等于750Mpa,重金属铬、铁、锰、镍的在自来水中的析出率分别小于等于0.1、0.25、0.25、0.05mg/kg。
根据本发明又一方面,所述竖筋带用于覆盖和加强所述竖向焊缝。
根据本发明又一方面,所述抱箍用于覆盖和加强所述周向焊缝。
根据本发明又一方面,每一竖向焊缝和每一周向焊缝都通过抱箍和竖筋带包覆和加强。
根据本发明又一方面,所述第一管体和第二管体的壁厚为3-5毫米且直径为325-1000毫米;或者,所述第一管体和第二管体的壁厚为5-8毫米且直径为1000-2000毫米;或者,所述第一管体和第二管体的壁厚为8-12毫米且直径为2000-3000毫米;或者,所述第一管体和第二管体的壁厚为12-16毫米且直径为3000-3900毫米。
根据本发明又一方面,所述超薄壁大口径不锈钢焊管为水管。
根据本发明又一方面,所述超薄壁大口径不锈钢焊管为油气管道或高温烟气管道。
根据本发明又一方面,还提供了一种制造前述的超薄壁大口径不锈钢焊管的方法,其特征在于包括以下步骤:
卷绕第一不锈钢板并焊接形成第一管体;
卷绕第一不锈钢板并焊接形成第二管体;
将第一管体和第二管体对接并焊接为一体;
将抱箍包覆于所述周向焊缝,焊接竖筋带至竖向焊缝。
根据本发明又一方面,所述第一管体和第二管体共用相同规格的第一不锈钢板。
根据本发明又一方面,所述竖筋带由第一不锈钢板分割形成。
本发明可以获得以下一个或多个技术效果:
1.该超薄壁大口径不锈钢焊管的屈服强度大于等于600Mpa,伸长率大于等于17%,抗拉强度大于等于750Mpa,重金属铬、铁、锰、镍的在自来水中的析出率分别小于等于0.1、0.25、0.25、0.05mg/kg,有利于城市饮用水的输送,也可用于油气输送以及高温烟气输送;
2.共用同一规格的不锈钢板作为原料,简化了制造工序,降低了制造成本;
3.采用竖筋带与抱箍覆盖和加强管体,减少了饮用水工程的水质污染、渗漏、变形。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为根据本发明的一种优选实施例的超薄壁大口径不锈钢焊管的管体焊接示意图。
图2为图1中的第一管体和第二管体焊接后的结构示意图。
图3为根据本发明的一种优选实施例的超薄壁大口径不锈钢焊管的抱箍与竖筋带的示意图。
图4为根据本发明的一种优选实施例的超薄壁大口径不锈钢焊管的腐蚀速度对比表。
图5为根据本发明的一种优选实施例的超薄壁大口径不锈钢焊管与常用管道的性能参数对比表。
图6为根据本发明的超薄壁大口径不锈钢焊管的重金属迁移量表。
具体实施方式
下面结合附图,通过优选实施例来描述本发明的最佳实施方式,这里的具体实施方式在于详细地说明本发明,而不应理解为对本发明的限制,在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下,可以做出各种变形和修改,这些都应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
根据本发明一种优选实施方式,参见图1-3、6,提供了一种超薄壁大口径不锈钢焊管,其特征在于包括:
第一管体,由第一不锈钢板卷绕和焊接形成且焊接处形成有唯一竖向焊缝;
第二管体,具有与第一管体相同的结构且与所述第一管体对接焊接形成有周向焊缝;
抱箍,包覆于所述周向焊缝;以及
竖筋带,覆盖并焊接于所述竖向焊缝;
其中,所述第一不锈钢板和竖筋带的化学成份及质量百分数为:碳0.07-0.14%,硅0.1-0.9%,锰0.1-0.9%,磷0.03-0.08%,硫小于等于0.015%,铬12.5-14%,镍1.2-2%,余量为铁;
所述超薄壁大口径不锈钢焊管的屈服强度大于等于600Mpa,伸长率大于等于17%,抗拉强度大于等于750Mpa,重金属铬、铁、锰、镍的在自来水中的析出率分别小于等于0.1、0.25、0.25、0.05mg/kg。
优选地,所述超薄壁大口径不锈钢焊管的屈服强度600-700MPa,断裂强度800-900MPa。屈强比0.6-0.9,延伸率17%,断面收缩率50%。腐蚀试验采用GB/T10125-2012标准,经人造气氛腐蚀试验-盐雾试验72h,腐蚀速度是:0.00194g/m 2.h,是普通碳钢的1/150。优选地,腐蚀速度小于等于0.01g/m 2.h。
参见图4,1#Q235镀锌;2#Q345镀锌;3#为本专利不锈钢板;4#SUS410(美标410)。本专利不锈钢板的腐蚀速度大大优于对比样品。
参见图5,其示出了该超薄壁大口径不锈钢焊管与碳钢管道、球墨铸铁管道的性能比较结果,其中,壁厚5mm的直径为1200mm的管道每米重量为150kg,屈服强度大于600Mpa,抗拉强度大于750Mpa,高耐腐,漏水率小于等于2%。
根据本发明又一优选实施方式,所述竖筋带用于覆盖和加强所述竖向焊缝。
根据本发明又一优选实施方式,所述抱箍用于覆盖和加强所述周向焊缝。
根据本发明又一优选实施方式,每一竖向焊缝和每一周向焊缝都通过抱箍和竖筋带包覆和加强。
根据本发明又一优选实施方式,所述第一管体和第二管体的壁厚为3-5毫米且直径为325-1000毫米;或者,所述第一管体和第二管体的壁厚为5-8毫米且直径为1000-2000毫米;或者,所述第一管体和第二管体的壁厚为8-12毫米且直径为2000-3000毫米;或者,所述第一管体和第二管体的壁厚为12-16毫米且直径为3000-3900毫米。抱箍的壁厚优选为3-5mm。
根据本发明又一优选实施方式,所述超薄壁大口径不锈钢焊管为水管。
根据本发明又一优选实施方式,所述超薄壁大口径不锈钢焊管为油气管道或高温烟气管道。
优选地,对于例如3.9m口径的不锈钢焊管,以预定间隔例如0.5米设置多个抱箍,竖筋带沿周向均匀间隔设置多根,例如4根,两根之间间隔90度,每根竖筋带的长度与所述预定间隔对应,例如0.5米。进一步,还可以在抱箍和竖筋带的位置包覆混凝土来加强。
根据本发明又一优选实施方式,还提供了一种制造前述的超薄壁大口径不锈钢焊管的方法,其特征在于包括以下步骤:
卷绕第一不锈钢板并焊接形成第一管体;
卷绕第一不锈钢板并焊接形成第二管体;
将第一管体和第二管体对接并焊接为一体;
将抱箍包覆于所述周向焊缝,焊接竖筋带至竖向焊缝。
根据本发明又一优选实施方式,所述第一管体和第二管体共用相同规格的第一不锈钢板。
根据本发明又一优选实施方式,所述竖筋带由第一不锈钢板分割形成。
根据本发明又一优选实施方式,第一管体的第一端(左端)与抱箍形成有位于端部的凸台,该凸台可连接法兰。可以理解的是,多根第一管体和第二管体交替连接形成管道单元,一个管道单元的两端分别设置有凸台,两个管道单元之间通过法兰连接于凸台。
本发明可以获得以下一个或多个技术效果:
1.该超薄壁大口径不锈钢焊管的屈服强度大于等于600Mpa,伸长率大于等于17%,抗拉强度大于等于750Mpa,重金属铬、铁、锰、镍的在自来水中的析出率分别小于等于0.1、0.25、0.25、0.05mg/kg,有利于城市饮用水的输送,也可用于油气输送以及高温烟气输送;
2.共用同一规格的不锈钢板作为原料,简化了制造工序,降低了制造成本;
3.采用竖筋带与抱箍覆盖和加强管体,减少了饮用水工程的水质污染、渗漏、变形。
本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,例如包括其它不锈钢品种,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

  1. 一种超薄壁大口径不锈钢焊管,其特征在于包括:
    第一管体,由第一不锈钢板卷绕和焊接形成且焊接处形成有唯一竖向焊缝;
    第二管体,具有与第一管体相同的结构且与所述第一管体对接焊接形成有周向焊缝;
    抱箍,包覆于所述周向焊缝;以及
    竖筋带,覆盖并焊接于所述竖向焊缝;
    其中,所述第一不锈钢板和竖筋带的化学成份及质量百分数为:碳0.07-0.14%,硅0.1-0.9%,锰0.1-0.9%,磷0.03-0.08%,硫小于等于0.015%,铬12.5-14%,镍1.2-2%,余量为铁;
    所述超薄壁大口径不锈钢焊管的屈服强度大于等于600Mpa,伸长率大于等于17%,抗拉强度大于等于750Mpa,重金属铬、铁、锰、镍的在自来水中的析出率分别小于等于0.1、0.25、0.25、0.05mg/kg。
  2. 根据权利要求1所述的超薄壁大口径不锈钢焊管,其特征在于所述竖筋带用于覆盖和加强所述竖向焊缝。
  3. 根据权利要求2所述的超薄壁大口径不锈钢焊管,其特征在于所述抱箍用于覆盖和加强所述周向焊缝。
  4. 根据权利要求1-3任一项所述的超薄壁大口径不锈钢焊管,其特征在于每一竖向焊缝和每一周向焊缝都通过抱箍和竖筋带包覆和加强。
  5. 根据权利要求1-3任一项所述的超薄壁大口径不锈钢焊管,其特征在于所述第一管体和第二管体的壁厚为3-5毫米且直径为325-1000毫米;或者,所述第一管体和第二管体的壁厚为5-8毫米且直径为1000-2000毫米;或者,所述第一管体和第二管体的壁厚为8-12毫米且直径为2000-3000毫 米;或者,所述第一管体和第二管体的壁厚为12-16毫米且直径为3000-3900毫米。
  6. 根据权利要求4所述的超薄壁大口径不锈钢焊管,其特征在于所述超薄壁大口径不锈钢焊管为水管。
  7. 根据权利要求4所述的超薄壁大口径不锈钢焊管,其特征在于所述超薄壁大口径不锈钢焊管为油气管道或高温烟气管道。
  8. 一种制造根据权利要求1-7所述的超薄壁大口径不锈钢焊管的方法,其特征在于包括以下步骤:
    卷绕第一不锈钢板并焊接形成第一管体;
    卷绕第一不锈钢板并焊接形成第二管体;
    将第一管体和第二管体对接并焊接为一体;
    将抱箍包覆于所述周向焊缝,焊接竖筋带至竖向焊缝。
  9. 根据权利要求8所述的方法,其特征在于所述第一管体和第二管体共用相同规格的第一不锈钢板。
  10. 根据权利要求9所述的方法,其特征在于所述竖筋带由第一不锈钢板分割形成。
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