專利名稱：復合管用耐腐蝕金屬襯里管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種輸送某種介質的管道的防腐襯里管，具體地說，涉及在采用非金屬外殼的復合管中的耐腐蝕金屬襯里管。
在現有技術中，復合管作為一種管道的防腐技術已被多篇文獻所公開。在CN1186922中公開了一種不銹鋼復合自來水管，它由不銹鋼薄壁空心管、鍍鋅管、密封套組成。薄壁不銹鋼空心管套入鍍鋅管內腔中，且不銹鋼空心管外圓與鍍鋅管內腔緊密結合。密封套對由此組成的不銹鋼復合管兩端面進行密封。使用時，水在通過不銹鋼復合管內腔時，其內腔不會發生銹蝕，水質因此不受影響，水管的使用壽命也因此大大增強，由于采用成本較低的薄壁不銹鋼空心管，使得其具有造價低，性能好的效果等優點。在CN1071240中，給出了一種管道防腐復合結構不內補口技術。該技術在鋼管管頭或接頭內壓入成型的不銹鋼板襯套經滾壓而成，補套的外端有翻邊，增加了不銹鋼板的厚度防止焊接時擊穿。另外，在EP0150041也公開了一種抗腐蝕金屬管及制造方法。所述管包括一個外管，它具有連接到一個主管的管端部，鈦金屬以冶金的方式加入到端管的端部，并且一個鈦金屬內管被置于外管的內表面，并被密封地焊接到鈦金屬端部。
然而，上述現有技術的復合管的不銹鋼內管以鑲入式的方式置入外管內，因而不銹鋼內管的厚度受其強度的限制；在鋪設管道的施工過程中，上述現有技術的復合管與其它諸如閥門、三通等管件的連接必然導致復合管防腐襯里以外的部分與介質結合，進而使其防腐效果大打折扣。為此，本申請的申請人在CN1208144中提出了一種玻璃鋼-薄壁不銹鋼復合管及其制造方法的發明。在該項發明中，通過在薄壁耐腐蝕金屬管的側向兩端各焊接一個耐腐蝕金屬短接頭，該耐腐蝕金屬短接頭的一端壁厚明顯大于上述薄壁耐腐蝕金屬管的壁厚并在耐腐蝕金屬管的外部裹覆數層玻璃鋼。由于耐腐蝕金屬短接頭上適于進行各種加工，因而便于復合管之間及復合管與各種管連接件之間的各種方式的連接，如焊接、絲扣連接、法蘭連接、活接頭連接等。同時，復合管的外管采用重量較輕的非金屬材料，如玻璃鋼等，因而產品的比強度高，相對重量輕，因而施工方便，施工方式簡化。
但CN1208144所公開的現有技術中所給出的耐腐蝕金屬襯管和短接頭的壁厚范圍及關系不能滿足復合管適應不同介質、不同壓力及不同管徑的要求。此外，其中的薄壁耐腐蝕金屬管在與短接頭的焊縫連接處時常出現扭曲變形，因而影響復合管的制造質量。
為此，本實用新型的首要目的在于提供一種能夠使耐腐蝕金屬襯里適應不同介質、不同壓力及不同管徑要求的壁厚范圍關系；同時提供一種使復合管薄壁耐腐蝕金屬襯里與其兩端的短接頭連接的部分具有可靠的強度和剛度的技術方案。
本實用新型的耐腐蝕金屬襯里管由薄襯管與短接頭構成。本申請人在大量的實驗的基礎上經過計算得出，能夠實現上述首要發明目的的耐腐蝕金屬薄襯管的管壁厚度應符合如下經驗公式δ襯=δ襯′+δ襯″這里，δ襯--耐腐蝕金屬薄襯管壁厚δ襯′--耐腐蝕金屬薄襯管按強度計算的壁厚δ襯″--耐腐蝕金屬薄襯管按腐蝕壽命計算的壁厚其中的δ襯′與δ襯″還分別滿足如下關系 式中P′--耐腐蝕金屬薄襯管的工作壓力D--耐腐蝕金屬薄襯管的內徑[б]--耐腐蝕金屬的許用應力φ--焊縫系數 式中A--設計襯里耐用壽命λ--耐腐蝕金屬腐蝕速率能夠實現上述首要發明目的的短接頭最好具有其管壁的厚度較薄的第一端(平口尾段)，所述短接頭具有一段管壁自第一端向第二端逐漸增厚的斜面過渡段。在第二端處管壁的厚度應滿足如下關系 式中δ頭--短接頭第二端壁厚P--復合管的工作壓力D--短接頭的內徑[б]--短接頭所用耐腐蝕金屬的許用應力φ--短接頭對接的焊縫系數所述短接頭的第一端可以具有與薄襯管的斷面形狀基本相同的斷面形狀，此時所述短接頭的第一端與薄襯管對接連接；或者所述短接頭的第一端具有與薄襯管的外徑基本相同的內徑，以實現所述短接頭的第一端與薄襯管的搭接連接。短接頭的軸向長度根據復合管在施工中連接操作的需要來確定。
最好在短接頭與薄襯管的結合部位設置加強部件。所述加強部件可以為一個環狀結構的加強環，用于承受管內的徑向壓力。另一方面，所述加強部件可以是一組細長結構的加強筋，用于承受復合管所受到的軸向力。
采用上述技術方案使得本實用新型的復合管用耐腐蝕金屬襯里管與現有技術相比具有了以下的優點1．由于薄襯管與短接頭的壁厚是經計算和實驗確定的，技術更可靠、更加節約材料，經濟合理。2．薄襯管與短接頭連接焊縫部位的強度和剛度大大增加，確保了復合管的使用更加安全可靠。
為使本實用新型能被更清楚的理解，下面根據附圖并結合實施例對本實用新型做進一步的說明。其中
圖1是耐腐蝕金屬襯里管的半剖示意圖，其中的薄襯管與短接頭之間采用對接方式連接，圖2是在
圖1所示的耐腐蝕金屬襯里管上施加加強部件的示意圖，其中所示的堅強部件為加環，圖3是在
圖1所示的耐腐蝕金屬襯里管上施加加強筋作為加強部件的示意圖，圖4是在
圖1所示的耐腐蝕金屬襯里管上同時施加加強環和加強筋作為加強部件的示意圖，圖5是本實用新型另一實施例的耐腐蝕金屬襯里管一端的半剖示意圖，其中的薄襯管與短接頭之間采用搭接方式連接，圖6是在
圖1所示的耐腐蝕金屬襯里管上施加加強部件的示意圖，在此僅舉采用采用加強筋作為加強部件的例子，如
圖1所示，本實用新型的耐腐蝕金屬襯里管由薄襯管1與短接頭2構成。所述短接頭2具有管壁的厚度較薄的第一端(平口尾段)，在第一端與第二端之間有一段管壁自第一端向第二端逐漸增厚的斜面過渡段。其中的耐腐蝕金屬薄襯管1的厚度符合如下經驗公式δ襯=δ襯′+δ襯″這里，δ襯--耐腐蝕金屬薄襯管壁厚δ襯′--耐腐蝕金屬薄襯管按強度計算的壁厚δ襯″--耐腐蝕金屬薄襯管按腐蝕壽命計算的壁厚其中的δ襯′與δ襯″還分別滿足如下關系 式中P′--耐腐蝕金屬薄襯管的工作壓力D--耐腐蝕金屬薄襯管的內徑[б]--耐腐蝕金屬的許用應力φ--焊縫系數 式中A--設計襯里耐用壽命λ--耐腐蝕金屬腐蝕速率。
例如，當本實用新型的耐腐蝕金屬薄襯管1采用不銹鋼材質，并用于供水、注水、輸送油氣等介質時，如果工作溫度在60℃以下，工作壓力為0.1-16MPa，薄襯管內徑為6-1118毫米，不銹鋼的金屬許用應力為1600公斤/厘米2，經手冊查出不銹鋼的焊縫系數和腐蝕速率，并將這些數據代入上述公式中計算得出薄襯管1的壁厚應是0.2-18毫米之間。
同樣，短接頭2的第二端處管壁的厚度滿足如下關系 式中δ頭--短接頭第二端壁厚P--復合管的工作壓力D--短接頭的內徑[б]--短接頭所用耐腐蝕金屬的許用應力φ--短接頭對接的焊縫系數。
例如在與上述條件相同的情況下，將數據代入短接頭2壁厚的計算公式經計算得出短接頭2壁厚應在0.2-28毫米的范圍內。
在
圖1所示的本實用新型的一種實施方式中，所述短接頭2的第一端具有與薄襯管1的斷面形狀基本相同的斷面形狀，此時所述短接頭2的第一端與薄襯管1對接連接，并通過在對接端面上的焊接將薄襯管1和短接頭2連接為一體。在本實用新型的另一種實施方式中(見圖5)，所述短接頭2第一端的內徑與薄襯管1的外徑基本相同，此時所述短接頭2的第一端與薄襯管1搭接連接，并通過在兩部件搭接端部的至少一個端面與另一部件的焊接將兩者連接為一體。上述兩個實施例的連接方式均能滿足通常的設計要求，其中搭接連接的方式具有更好的抗扭的性能。
短接頭2的功能是加強襯里管端部的強度和剛度，實現復合管的各種連接方式，如焊接、螺紋連接、法蘭、卡箍、活接頭連接等。因此短接頭2的軸向長度根據復合管在施工中連接操作的需要以及經濟合理的原則來確定，通常選在30-200毫米的范圍內。
最好在短接頭2與薄襯管1的結合部位設置加強部件3、4。如圖2所示，所述加強部件可以為一個環狀結構的加強環3，用于承受管內的徑向壓力，其厚度大于薄襯管1的厚度，小于短接頭2的厚度。所述加強環3套在薄襯管1與短接頭2的焊縫5的外側，最好所述加強環3焊接在短接頭2和薄襯管1上。加強環3的軸向長度一般小于或等于短接頭2的軸向長度。所述加強部件也可以如圖3、6所示，是一組細長結構的加強筋4，用于承受復合管所受到的軸向力。所述加強筋4的斷面形狀可以為圓形的、方形的，也可以為工字形或其它異型形狀。所述加強筋4焊接在短接頭2與薄襯管1之間的焊縫5的兩側，最好所述加強筋4焊接在薄襯管1與短接頭2的外表面上，并沿圓周方向按受力狀態分布。所述加強筋4的長度一般小于或等于短接頭軸向長度的2倍。
在管內需要承受較大的壓力，同時復合管管體還需承受拉力的情況下，也可以如圖4所示，加強環3和加強筋4共同作用，以增強薄襯管1與短接頭2間焊縫的抗拉、抗壓、抗扭的強度和剛度。
本實用新型的復合管用耐腐蝕金屬襯里管在外側配備玻璃鋼或其它非金屬外層，即可成為實用的復合管。
在現實當中，完全精確的符合上述計算公式的管壁厚度是難以做到，也是不現實的。因而對于所屬領域的普通技術人員來說，應當能夠理解，上述壁厚的計算值附近一定范圍內的誤差如±10％，仍應屬于本實用新型的保護范圍之內。
顯然，本實用新型上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，例如在搭接形式的結構中，短接頭也可以不需要斜面過渡段等等。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些本實用新型的精神所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。
權利要求1．一種耐腐蝕金屬襯里管，由薄襯管與短接頭構成；其特征在于所述薄襯管的壁厚應符合如下公式δ襯=δ襯′+δ襯″這里，δ襯--耐腐蝕金屬薄襯管壁厚δ襯′--耐腐蝕金屬薄襯管按強度計算的壁厚δ襯″--耐腐蝕金屬薄襯管按腐蝕壽命計算的壁厚其中的δ襯′與δ襯″還分別滿足如下關系 式中P′--耐腐蝕金屬薄襯管的工作壓力D--耐腐蝕金屬薄襯管的內徑[б]--耐腐蝕金屬的許用應力φ--焊縫系數； 式中A--設計襯里耐用壽命λ--耐腐蝕金屬腐蝕速率。
2．如權利要求1所述的耐腐蝕金屬襯里管，其特征在于所述短接頭至少在靠近第二端處的部分管壁的厚度應滿足如下關系 式中δ頭--短接頭第二端壁厚P--復合管的工作壓力D--短接頭的內徑[б]--短接頭所用耐腐蝕金屬的許用應力φ--短接頭對接的焊縫系數。
3．如權利要求2所述的耐腐蝕金屬襯里管，其特征在于所述短接頭具有管壁厚度較薄的第一端，所述短接頭至少具有一段管壁自第一端向第二端逐漸增厚的斜面過渡段。
4．如權利要求3所述的耐腐蝕金屬襯里管，其特征在于所述短接頭的第一端具有與薄襯管的斷面形狀基本相同的斷面形狀，此時所述短接頭的第一端與薄襯管對接連接。
5．如權利要求3所述的耐腐蝕金屬襯里管，其特征在于所述短接頭的第一端具有與薄襯管的外徑基本相同的內徑，以實現所述短接頭的第一端與薄襯管的搭接連接。
6．如權利要求2所述的耐腐蝕金屬襯里管，其特征在于所述短接頭的第一端處的管壁厚度比第二端處管壁的厚度薄，所述短接頭至少具有一段管壁自第一端向第二端逐漸增厚的斜面過渡段。
7．如權利要求1至6中任意一項所述的耐腐蝕金屬襯里管，其特征在于在短接頭與薄襯管的結合部位設置加強部件。
8．如權利要求7所述的耐腐蝕金屬襯里管，其特征在于所述加強部件可以為一個環狀結構的加強環，用于承受管內的徑向壓力。
9．如權利要求7所述的耐腐蝕金屬襯里管，其特征在于所述加強部件可以是一組細長結構的加強筋，用于承受復合管所受到的軸向力。
專利摘要本實用新型涉及一種輸送某種介質的管道的防腐襯里管,由薄襯管與短接頭構成,其中薄襯管與短接頭的壁厚度由經驗公式確定。同時在所述薄襯管與短接頭的結合部位設置加強部件。由于薄襯管與短接頭的壁厚是經計算和實驗確定的,技術更可靠、更加節約材料,經濟合理。薄襯管與短接頭連接焊縫部位的強度和剛度大大增加,確保了復合管的使用更加安全可靠。
文檔編號F16L9/02GK2455991SQ0025400
公開日2001年10月24日 申請日期2000年9月27日 優先權日2000年9月27日
發明者侯賢忠, 侯欣田, 侯冰冰, 侯可欣, 羅震 申請人:侯賢忠, 侯欣田, 侯冰冰, 侯可欣, 羅震