一種帶金屬內(nèi)襯的大口徑螺旋焊接鋼管及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼管及其制作方法，尤其涉及一種帶金屬內(nèi)襯的大口徑螺旋焊接鋼管及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，一般用管道輸送流體，常用的管道有水泥管、塑料管、普通碳鋼鋼管、不銹鋼管和鍍鋅鋼管等。其中，水泥管是用水泥與鋼筋為材料，運(yùn)用離心力原理制造的一種預(yù)制管道，其工程總體造價(jià)低，但易泄漏，耐內(nèi)壓能力差，不能用做供水管，只能用做排水管，同時(shí)口徑不能太大，一般3米或3米以下，每節(jié)管不能太長(zhǎng)，接頭多，施工困難，施工時(shí)要做基礎(chǔ)，施工成本高。塑料管是以塑料樹(shù)脂為原料，加入穩(wěn)定劑及其它添加劑，在制管機(jī)內(nèi)經(jīng)擠壓加工而成，質(zhì)量輕，加工方便，但是口徑不能太大，機(jī)械強(qiáng)度低，抗破壞性能差，不耐磨損，不耐高溫，易老化。普通碳鋼鋼管是用碳素鋼制成的鋼管，內(nèi)壁不耐磨蝕，口徑不能做的太大，大口徑時(shí)管壁增厚，成本高。不銹鋼管則成本太高。鍍鋅鋼管口徑不能太大，且鍍鋅是污染行業(yè)，對(duì)環(huán)境破壞大，而且鍍鋅層較薄，一般厚度小于0.1mm，易損壞。因此，針對(duì)上述管道的不足，亟待研制出一種能解決以上問(wèn)題的新型管體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的第一目的是提供一種提高防腐性和耐磨性、口徑大、管壁薄的帶金屬內(nèi)襯的螺旋焊接鋼管；本發(fā)明的第二目的是提供該鋼管的制作方法。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的鋼管，包括由主鋼帶螺旋卷制而成的管體；管體內(nèi)壁設(shè)有第一內(nèi)襯和第二內(nèi)襯，所述第一內(nèi)襯螺旋貼合于主鋼帶的表面，并且第一內(nèi)襯的寬度小于主鋼帶的寬度，所述第二內(nèi)襯螺旋貼合于相鄰管體間形成的螺旋形接縫處，并且第二內(nèi)襯的左右兩側(cè)分別與其相鄰的第一內(nèi)襯焊接，第一內(nèi)襯和第二內(nèi)襯覆蓋整個(gè)管體內(nèi)壁；沿管體外壁螺旋設(shè)有截面為半閉合狀的加強(qiáng)環(huán)，該加強(qiáng)環(huán)內(nèi)壁與管體外壁之間形成螺旋狀的通道。
[0005]其中，所述第一內(nèi)襯或第二內(nèi)襯與主鋼帶焊接。
[0006]所述第一內(nèi)襯或第二內(nèi)襯上設(shè)有用于排空所述主鋼帶與第一內(nèi)襯或第二內(nèi)襯之間氣體的氣孔。
[0007]所述加強(qiáng)環(huán)內(nèi)壁與管體外壁之間的通道內(nèi)填充防腐液體。
[0008]所述第一內(nèi)襯或第二內(nèi)襯為特種合金鋼、不銹鋼、耐磨鋼、鋁或銅制成的內(nèi)襯鋼材。
[0009]本發(fā)明所述鋼管的制作方法，包括如下步驟:
[0010]在主鋼帶下表面貼合截面為半閉合狀的加強(qiáng)環(huán)鋼帶，在主鋼帶上表面貼合第一內(nèi)襯鋼帶，其中，該第一內(nèi)襯鋼帶的寬度小于主鋼帶的寬度，從而形成復(fù)合型主鋼帶；
[0011]將復(fù)合型主鋼帶螺旋卷繞形成內(nèi)壁帶第一內(nèi)襯、外壁帶加強(qiáng)環(huán)的螺旋焊接鋼管，同時(shí)，加強(qiáng)環(huán)內(nèi)壁與鋼管的管體外壁之間形成螺旋狀的通道；
[0012]在相鄰管體之間形成的螺旋形接縫處螺旋貼合第二內(nèi)襯，并且該第二內(nèi)襯的左右兩側(cè)分別與其相鄰的第一內(nèi)襯及焊接，第一內(nèi)襯和第二內(nèi)襯覆蓋整個(gè)螺旋焊接鋼管的內(nèi)壁。
[0013]其中，所述螺旋焊接鋼管制作完成后，對(duì)其兩端的主鋼帶與第一內(nèi)襯或第二內(nèi)襯之間形成的層間縫隙進(jìn)行封焊，保證主鋼帶與內(nèi)襯之間形成密閉空間。
[0014]所述第一內(nèi)襯或第二內(nèi)襯上設(shè)有用于排空所述主鋼帶與第一內(nèi)襯或第二內(nèi)襯之間氣體的氣孔?？梢韵蛟摎饪紫騼?nèi)抽真空或填充惰性氣體。
[0015]向所述加強(qiáng)環(huán)內(nèi)壁與管體外壁之間的通道內(nèi)填充防腐液體。
[0016]進(jìn)一步地，螺旋焊接鋼管制作完成后切割成段，相鄰兩段鋼管之間的焊接坡口為Y型。復(fù)合型主鋼帶螺旋卷繞形成鋼管時(shí)，主鋼帶間的焊接采用埋弧焊。第二內(nèi)襯與第一內(nèi)襯之間的焊接方式，或主鋼帶與第一內(nèi)襯或第二內(nèi)襯之間的焊接方式為氣體保護(hù)焊。
[0017]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為:
[0018](I)本發(fā)明鋼管內(nèi)壁設(shè)金屬內(nèi)襯，可以提高鋼管的防腐性和耐磨性，避免流體污染；同時(shí)，主鋼帶鋼材的厚度減薄，降低了材料成本；第二內(nèi)襯覆蓋鋼管自身形成的螺旋形焊縫，減少了內(nèi)部流體對(duì)焊縫的沖擊力，保護(hù)焊縫；第二內(nèi)襯寬度較窄，可以保證內(nèi)襯與主鋼管管壁的焊縫密度較大。
[0019](2)本發(fā)明鋼管外壁帶半閉合狀的加強(qiáng)環(huán)，管壁周向斷面慣性矩比一般的加強(qiáng)方式提高很多，承載能力提高，主鋼帶的壁厚比一般鋼管壁厚大大減薄，降低了材料成本；同時(shí)，主鋼帶截面慣性矩大大提高，卷圓時(shí)可實(shí)現(xiàn)薄板遞送。
[0020](3)本發(fā)明可以對(duì)切割成段的鋼管兩端部進(jìn)行封焊，消除內(nèi)襯管與主鋼管端部之間的間隙。
[0021](4)本發(fā)明可以在每段管兩端的內(nèi)襯上設(shè)置氣孔或氣嘴，抽真空或填充惰性氣體，以防止管壁銹蝕。
[0022](5)本發(fā)明可以向加強(qiáng)環(huán)內(nèi)填充防腐液體，提高加強(qiáng)環(huán)的防腐性能。
[0023](6)利用本發(fā)明方法可以制作出超大口徑的鋼管。
[0024](7)本發(fā)明的鋼管可用于輸送特殊介質(zhì)，例如腐蝕性介質(zhì)、對(duì)純凈度要求較高的介質(zhì)、高溫介質(zhì)等。
[0025](8)本發(fā)明鋼管用作埋地管時(shí)，利用管土共用受力效應(yīng)，由加強(qiáng)環(huán)為主承受壓力，超大直徑時(shí)(DMm)，可以埋土很深達(dá)到10米以上深度。同時(shí)，可向加強(qiáng)環(huán)內(nèi)充填高性能混凝土，增加管壁的斷面慣性矩，使加強(qiáng)環(huán)成為混凝土鋼管，提高抗壓能力，減少管壁厚度。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為主鋼帶與加強(qiáng)環(huán)鋼帶及內(nèi)襯鋼帶的擺放位置示意圖；
[0027]圖2為加強(qiáng)環(huán)鋼帶壓制成截面為半閉合形的加強(qiáng)環(huán)鋼帶的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為加強(qiáng)環(huán)鋼帶、內(nèi)襯鋼帶分別與主鋼帶貼合后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為復(fù)合型主鋼帶的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為復(fù)合型主鋼帶進(jìn)行三輥卷圓形成鋼管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6為相鄰管體前后節(jié)對(duì)接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖7為第二內(nèi)襯鋼帶鋪貼示意圖；
[0033]圖8為第一內(nèi)襯鋼帶和第二內(nèi)襯鋼帶全部覆蓋鋼管內(nèi)壁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖9為本發(fā)明鋼管的橫截面圖；
[0035]圖1O為本發(fā)明鋼管的縱向剖視圖；
[0036]圖11為圖10中A點(diǎn)的局部放大圖；
[0037]圖12為本發(fā)明鋼管段與段間端部焊接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
:
[0038]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0039]本發(fā)明所述的帶金屬內(nèi)襯的大口徑螺旋焊接鋼管(以下簡(jiǎn)稱“鋼管”)，鋼管的管體101外壁設(shè)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(本發(fā)明中為加強(qiáng)環(huán)400)，其由多條普通鋼帶加工而成，以螺旋方式均勻纏繞并焊接在管體外壁上，用以提高管壁周向斷面慣性矩，減薄管壁厚度，利于后續(xù)卷圓。鋼管內(nèi)壁設(shè)金屬材質(zhì)的內(nèi)襯，內(nèi)襯包括第一內(nèi)襯200和第二內(nèi)襯300，兩種內(nèi)襯全部覆蓋在鋼管內(nèi)壁上，形成了與鋼管內(nèi)壁焊接的內(nèi)襯管體，可提高鋼管的耐腐蝕性和耐磨性，避免通過(guò)鋼管的流體受到污染，同時(shí)還能減薄鋼管壁厚，另外，內(nèi)襯可采用特殊材質(zhì)，而鋼管主體采用一般性材質(zhì)，如此不僅提高鋼管整體性能，還能降低成本，提高鋼管的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。為了進(jìn)一步提高鋼管的使用壽命，每一段鋼管的兩端都應(yīng)該進(jìn)行封焊，封焊鋼管兩端內(nèi)襯與管體之間的間隙，提供一個(gè)封閉的空間，隔離外部空氣與間隙內(nèi)空氣。另外，可以在鋼管兩端的內(nèi)襯上設(shè)置氣孔和/或氣嘴，用于將內(nèi)襯與管壁之間的間隙抽真空或填充惰性氣體，最后封焊氣孔。還可以向加強(qiáng)環(huán)內(nèi)灌注防腐材料，如防腐漆。
[0040]下面介紹鋼管的制作過(guò)程:
[0041]首先，根據(jù)所制作鋼管的直徑，將螺旋整型機(jī)的成型角調(diào)節(jié)為合適值。
[0042]接著，準(zhǔn)備主鋼帶100、加強(qiáng)環(huán)鋼帶401、第一內(nèi)襯鋼帶201和第二內(nèi)襯鋼帶301。對(duì)主鋼帶100進(jìn)行除銹、噴丸處理，加強(qiáng)環(huán)鋼帶401和第一內(nèi)襯鋼帶201 (數(shù)量按實(shí)際情況設(shè)定)經(jīng)過(guò)放卷、矯平、修邊等工序后，按圖1所示位置排列。本次制管過(guò)程中，每一條主鋼帶100下方均布三條加強(qiáng)環(huán)鋼帶401，上方排列兩條第一內(nèi)襯鋼帶201，兩條第一內(nèi)襯鋼帶201之間的距離為1-2_。
[0043]如圖2所示，加強(qiáng)環(huán)鋼帶401經(jīng)過(guò)彎曲機(jī)構(gòu)，彎曲成斷面為半閉合狀的加強(qiáng)環(huán)400，本次制管過(guò)程中，加強(qiáng)環(huán)400截面壓制為半圓形，當(dāng)然，可根據(jù)實(shí)際需要將其加工成其它形狀，例如梯形，拋物線形等。
[0044]如圖3所示，將加強(qiáng)環(huán)400上移，與主鋼帶100貼合，具體是將加強(qiáng)環(huán)400的兩端口與主鋼帶100下表面的接觸部位焊接。同時(shí)，將第一內(nèi)襯鋼帶