專(zhuān)利名稱(chēng)：多層管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于多層管及其制備方法的。多層管主要應(yīng)于高抗腐蝕或抗磨損領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
使用多層管來(lái)制備耐腐蝕的貯壓器或者傳壓管比使用相應(yīng)的材料更經(jīng)濟(jì)。它是通過(guò)將壓力分解到一個(gè)細(xì)的，耐腐蝕的內(nèi)層(如抗銹抗酸的鋼材)和一個(gè)高強(qiáng)度的壓力系數(shù)穩(wěn)定的外層上(例如偏細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼)。這樣可以大大降低耗鋼量，而所使用的大部分鋼材也可以用價(jià)格較低的材料代替。
磨損系數(shù)一定的管路可以通過(guò)采用(例如使用機(jī)械連接)多層管從而達(dá)到一定的產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)，因?yàn)槎鄬庸艿膬?nèi)層能夠采用高強(qiáng)度高硬度的鋼材等材料，而這些材料本身并不能或者很難被加工成管子。
多層管的材料層之間的連接有很多種可能形式，原則上材料的可連接性只是通過(guò)每種相對(duì)應(yīng)的加工技術(shù)來(lái)限定的。
在管罩的結(jié)構(gòu)中有如下區(qū)別內(nèi)管和外管之間采用完全的冶金性連接(這需要采用半成品類(lèi)型的金屬板)，內(nèi)管和外管之間采用完全的機(jī)械連接(如摩擦連接)，主要是指邊緣焊接在一起的內(nèi)金屬板和外金屬板之間的連接。
根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)條件，這兩種多層管的制備方法如下對(duì)于各層之間冶金性連接的多層管，可以使用半成品的相連接的金屬板(金屬板是由兩種不同(鋼)材料組成)。多層管將按照如下步驟生產(chǎn)出來(lái)首先是通過(guò)軋板機(jī)或者噴灑電鍍機(jī)來(lái)生產(chǎn)連接的金屬板。
然后按照通常的步驟(例如借助彎曲軋輥機(jī)或壓彎?rùn)C(jī)進(jìn)行管定型。
然后是焊接，多層管的外壁根據(jù)所使用的材料按照一般的管焊接步驟進(jìn)行，內(nèi)壁的焊接同樣根據(jù)所使用的材料進(jìn)行。
在現(xiàn)有技術(shù)條件下，這種的方法的缺點(diǎn)在于，一方面制作半成品的成本較高，由此帶來(lái)的最終產(chǎn)品成本也較高；另一方面由于半成品的性能極其有限，因而導(dǎo)致用它制作的管子實(shí)用性不足。據(jù)發(fā)明者及申請(qǐng)人所知，目前世界上只有極少有軋板機(jī)這種生產(chǎn)多層板的設(shè)備，如在奧地利和日本，而在德國(guó)沒(méi)有這樣的設(shè)備。同樣，也極少有噴灑電鍍機(jī)，只有在德國(guó)布爾巴赫有少數(shù)這種設(shè)備，但其使用的生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜性并且成本過(guò)高。另外值得注意的是，只有非常小的生產(chǎn)批量才可以使用這種方法。此外通過(guò)這種方法加工的原材料的數(shù)量是有限的。如果磨損系數(shù)一定的鋼材由于其高含碳量而不能或者很難被焊接，那么就不適合做內(nèi)管。
而對(duì)于機(jī)械連接的多層管，多個(gè)(優(yōu)選兩個(gè))高質(zhì)量成品管作為生產(chǎn)多層管的半成品來(lái)使用。這一過(guò)程借助于兩個(gè)管子的示例說(shuō)明如下兩個(gè)已拋光管由可以彼此結(jié)合且無(wú)摩擦移動(dòng)的原材料制備成適當(dāng)契合，并且外管必須顯示出比內(nèi)管更高的屈服強(qiáng)度。
通過(guò)膨脹(機(jī)械的，例如膨脹壓或液壓，交錯(cuò)排列的管子通過(guò)這種壓力被壓進(jìn)一個(gè)包著外管的沖模中)內(nèi)管在外管的彈性擴(kuò)張下被壓進(jìn)外管中。膨脹力消失后，外管由于其更高的回彈壓力，從而包住內(nèi)管。
最后，這兩種材料在正面被焊接起來(lái)。
在現(xiàn)有技術(shù)條件下，這種方法的缺點(diǎn)在于外管必須具備比內(nèi)管更高的屈服強(qiáng)度，否則，與內(nèi)管加緊所需要的由于外管的高伸縮性而導(dǎo)致的回彈將會(huì)不起作用。這也是一個(gè)非常致命的弱點(diǎn)，因?yàn)楦咔?qiáng)度材料，比如高強(qiáng)度鋼，其對(duì)于抗侵蝕的多層管的內(nèi)管非常有好處，但卻有高或非常高的強(qiáng)度使得不適合用語(yǔ)這種制備。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述分析，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，本發(fā)明的目標(biāo)是提高一種多層管及其生產(chǎn)方式，以便于一方面既能夠避免上述使用軋板機(jī)和噴灑電鍍機(jī)機(jī)器時(shí)需要用到半成品的缺點(diǎn)，另一方面，可以擺脫現(xiàn)有技術(shù)條件下，多層管制備方法中各層之間摩擦形成的機(jī)械連接帶來(lái)的諸多限制。
根據(jù)本發(fā)明，這一目標(biāo)首先基于本發(fā)明是通過(guò)借助于彎曲軋輥機(jī)的多層管的制備方法來(lái)解決的，其中，將要結(jié)合形成多層管的單體材料彼此重疊放置，然后這樣放置的多層材料借助于彎曲軋輥機(jī)形成一個(gè)多層管，并在多層管形成的最后階段，在彎曲軋輥機(jī)和/或在后期使用中會(huì)用到的彎曲機(jī)中，每個(gè)作為內(nèi)管的材料層(內(nèi)管并不需要完全成型，但是在橫截面上形成一個(gè)圓弧，能在多層管底部形成一個(gè)槽)被壓進(jìn)了每個(gè)作為外管的材料層中。
另外通過(guò)由基于本發(fā)明的方法制備的多層管，在這里能夠避免軋板機(jī)和/或噴灑電鍍機(jī)所帶來(lái)的半成品的浪費(fèi)作為內(nèi)管的材料層在管子形成過(guò)程中，在彎曲軋輥機(jī)和/或在一般情況下管子最終形成所必需的彎曲機(jī)中，受力均勻的被壓進(jìn)作為外管的材料層中，并且在每個(gè)外管中由于摩擦作用使其固定，不需要將多層管擴(kuò)大，因此也就避免了上述缺點(diǎn)。需要指出在個(gè)別情況下在彎曲軋輥機(jī)中完成最終成型也是可能的，例如在短的彎曲軋輥機(jī)中，就可以實(shí)現(xiàn)管最終成型的功能。在這種情況下，基于本發(fā)明的步驟中就不再使用彎曲機(jī)。
在基于本發(fā)明所述的多層管制備方法的優(yōu)選實(shí)施方式中，將要結(jié)合形成多層管的單體材料彼此重疊放置，然后材料層間的第一連接處形成，各材料層，主要沿位于上方的材料層縱向或者橫向邊，或者主要是沿一條(可能只是假想的)與所述邊相平行的線(xiàn)，相互連接起來(lái)。
經(jīng)過(guò)上述加工的多層材料借助于彎曲軋輥機(jī)形成管，在這一過(guò)程中由于來(lái)自軋輥機(jī)從上到下的壓力在材料層之間形成恒定的緊摩擦，在成型過(guò)程中，材料層相互之間可以調(diào)整的部分由于內(nèi)管和外管彎曲半徑不同而彼此可以移動(dòng)。
在一定的成型步驟后，材料層之間至少另一處連接被形成，過(guò)程如下在位于的上層材料層的另一位置，優(yōu)選為沿上層材料層的另一條橫向或縱向邊或優(yōu)選沿另一條(可能只是假想的)線(xiàn)，其為平行的以形成相互連接。
然后多層管助于彎曲軋輥機(jī)和/或彎曲機(jī)最終形成，在這一過(guò)程中最終成型的材料層相互之間不再移動(dòng)，這樣，作為內(nèi)管的材料層也就被壓進(jìn)作為外管的材料層之中。
如果在上文中指的是沿一條邊或者沿一條(優(yōu)選只是假想)線(xiàn)的連接，那么它就指代了沿邊或線(xiàn)的每種連接方式，無(wú)論沿整條邊或整條線(xiàn)，或者只沿邊或線(xiàn)的一部分，或者只是單個(gè)點(diǎn)(如焊接點(diǎn))或兩個(gè)點(diǎn)(優(yōu)選是邊或線(xiàn)的終點(diǎn))，或者邊或線(xiàn)上單獨(dú)的點(diǎn)，的連接是否存在，這些連接方式都是相同的。
上述發(fā)明所述的，借助于彎曲軋輥機(jī)的多層管生產(chǎn)方式另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，材料層之間的第一處連接通過(guò)材料層沿位于上層材料層的一條縱向或橫向邊相互連接形成，在一定的成型步驟后，沿位于位于上層材料層的第二縱向或橫向邊，材料層間的至少另一連接形成。
在一定的成型步驟后，材料層之間的另一處連接的50％到不足100％的能夠?qū)崿F(xiàn)。
上述發(fā)明所述的，借助于彎曲軋輥機(jī)的雙層管(包括內(nèi)管和外管)作為多層管的制備方法的第二優(yōu)選實(shí)施方式中，一定成型之后，材料層的再一連接出現(xiàn)。成型度——用Ffor表示，以百分比的形式給出，計(jì)算如下Ffor=(1-σIE·(DA-2·SA-SI)·π·(Zs+1)(DA-SA)·π-(DA-2·SA-SI)·π)·100]]>DA指外管直徑，單位mmSA指外管壁厚，單位mm，SI指內(nèi)管壁厚，單位mm，σI指內(nèi)管屈服強(qiáng)度，單位N/mm2，Zs指彈性附加值，以百分比的形式給出，E指彈性系數(shù)(E-系數(shù))，單位N/mm2。
上述Ffor表達(dá)式的推導(dǎo)過(guò)程如下外管中性纖維的長(zhǎng)度——這里用Lnfa來(lái)表示，是Lnfa＝(DA-SA)·π內(nèi)管中性纖維的長(zhǎng)度——這里用Lnft來(lái)表示，是Lnfa＝(DA-2·SA-SI)·π在管百分之百形成度的條件下任意板邊的移動(dòng)為L(zhǎng)fv＝Lnfa-Lnft達(dá)到彈性界限的內(nèi)管的應(yīng)力——這里用εst表示，則為ϵst=σIE]]>達(dá)到屈服強(qiáng)度的彈性長(zhǎng)度是Lst＝εst·Lnft·(Zs+1)成型度用Ffor來(lái)表示，以百分比的形式給出(值在0-1之間)。在成型過(guò)程中，材料層間的另一連接會(huì)出現(xiàn)
Ffor=1-LstLfv]]>換算成百分比的形式如下Ffor=(1-LstLfv)·100]]>DA指外管直徑，單位mmSA指外管壁厚，單位mmSI指內(nèi)管壁厚，單位mmσI指內(nèi)管屈服強(qiáng)度，單位N/mm2Zs指彈性附加值，以百分比的形式給出E指彈性系數(shù)(E-系數(shù))單位N/mm2。
這樣就得到了開(kāi)始時(shí)給出的Ffor的計(jì)算公式，成型度以百分比的形式給出，在這一塑性過(guò)程中材料層之間的另一處連接出現(xiàn)。引入彈性附加值，是考慮到在這一過(guò)程層材料層之間至少另一處連接的固定具有不確定性，并且可以通過(guò)相對(duì)于外管來(lái)說(shuō)所需要的內(nèi)管壓力的實(shí)現(xiàn)得到平衡。
可以通過(guò)一些實(shí)例來(lái)說(shuō)明上述內(nèi)容，最大值和最小值以及典型取值都是與成型度相關(guān)，在成型過(guò)程中材料層的至少另一處連接會(huì)出現(xiàn)。
表1材料層之間另一處連接的形成步驟的示例說(shuō)明。

表2表1中材料層之間另一處連接的成型度大小


根據(jù)本發(fā)明，借助于彎曲軋輥機(jī)的多層管制備方法的第二優(yōu)選實(shí)時(shí)方式其特征在于至少一個(gè)材料層是由不少于一個(gè)單元(主要是不少于一個(gè)的板材)組成。位于上方的單元能夠使其縱向邊與位于其下方的材料層的縱向邊相平行，但這不是必須的。它們的縱向邊也有可能是橫向放置的。
如果這些單元的縱向邊平行于(優(yōu)選基本平行)位于其下方材料層的縱向邊，那么材料層的第一處連接主要通過(guò)如下形成這些單元(優(yōu)選為板材)沿其對(duì)接處放置后，這一對(duì)接處，同時(shí)也是位于上方的材料層的單元(優(yōu)選為板材)的縱向邊，它與位于下方的材料層(優(yōu)選為板材)連接起來(lái)。
基于本發(fā)明的這種方法多層管制備特別適用于大直徑(優(yōu)選為大于610mm(24″))的多層管，其中內(nèi)層材料板(優(yōu)選為鋼板)寬度為較大管子提供一個(gè)完整的內(nèi)管來(lái)說(shuō)是不夠的，兩塊板材也是不夠的，所以這種方法可以通過(guò)放置三個(gè)或者更多的單元，優(yōu)選為金屬板從而得以改進(jìn)。
基于本發(fā)明，在借助于彎曲軋棍機(jī)的多層管的制備方法中，多層管優(yōu)選通過(guò)外管沿管縫焊接和內(nèi)管的焊接閉合，形成多層管的管狀主體。
材料層也可以在管子正面連接，以在連接處防止因?yàn)椴牧蠈又g不是完全平整焊接而導(dǎo)致的潮濕出現(xiàn)。
按本發(fā)明所述雙層管的生產(chǎn)已經(jīng)展示了本發(fā)明制備方法較好的一種使用情況，同時(shí)這個(gè)發(fā)明并非局限于此，三層、四層甚至多層的，適用于本發(fā)明的管子，原則上都是可以生產(chǎn)的。它根據(jù)技術(shù)條件會(huì)變得困難，如果技術(shù)達(dá)不到，則完全不能生產(chǎn)。
在上述發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)時(shí)方式中，會(huì)使用到板材，優(yōu)選為金屬板，特別是較好的鋼材作為材料層或材料層的單元。
根據(jù)上述發(fā)明，在借助于彎曲軋棍機(jī)的多層管的制備方法中，至少會(huì)有一處材料層的連接為焊接，這主要適用于前面提到的金屬板，優(yōu)選為鋼板。
根據(jù)上述發(fā)明，借助于彎曲軋棍機(jī)的多層管的制備方法的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方式，其特征在于可形成多層管的單個(gè)材層被彼此重疊放置，其中作為外管的材料層形成基礎(chǔ)層，它沿其兩縱向邊或者與上述邊平行的每條邊為焊接邊，并且位于上層材料層在所述對(duì)接邊之間移動(dòng)以位于其中。
這樣放置的多層材料借助于彎曲軋棍機(jī)形成多層管狀，在這一過(guò)程中，作為內(nèi)管的材料層夾在對(duì)接邊中間，并在形成管狀的最后階段，在彎曲軋棍機(jī)和/或在后期使用的彎曲機(jī)中，每個(gè)作為內(nèi)管的材料層被壓進(jìn)作為外管的材料層中。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，內(nèi)層可以使用那些不能或者很難被焊接的材料，比如高強(qiáng)度鋼。本發(fā)明的原則根據(jù)實(shí)施方式仍然是一樣的作為內(nèi)管的材料層已經(jīng)在管狀形成過(guò)程中，在彎曲軋棍機(jī)中受力均勻的被壓進(jìn)每個(gè)作為外管的材料層中，并由于摩擦力固定在各個(gè)外管中。
在這一過(guò)程中，在上層材料層的邊和對(duì)接處之間的縫隙被保留，這一縫隙在管成型過(guò)程中將會(huì)閉合。在管成型后，每個(gè)作為內(nèi)管的材料層通過(guò)壓力被推進(jìn)作為外管的材料層中，這樣就形成了一個(gè)套筒，它可以使管子相互插起來(lái)，這樣官子就可以由非常簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)安裝起來(lái)。
尤其是在本發(fā)明方法的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，外管沿管逢處會(huì)出現(xiàn)焊接。
與上述發(fā)明相應(yīng)的，特別是根據(jù)上述發(fā)明的生產(chǎn)步驟生產(chǎn)的多層管，可以這樣形成位于內(nèi)部的材料層相對(duì)于位于外部的材料層有一個(gè)更高的屈服強(qiáng)度或伸展界限(見(jiàn)下)，其中至少一個(gè)材料層主要是由金屬板(優(yōu)選是由鋼板)組成的。
根據(jù)本發(fā)明所生產(chǎn)的多層管的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式主要其特征在于多層管作為雙層管被生產(chǎn)出來(lái)，其中兩個(gè)材料層都是鋼板，內(nèi)管鋼板層有一個(gè)高或非常高的含碳量，因此至少不再必須是可焊接的。
基于本發(fā)明所得到得多層管，與那些根據(jù)用其他各種方式生產(chǎn)出來(lái)的多層管是不同的，但是，沒(méi)有必要將這些不同之處同時(shí)在基于本發(fā)明制備的多層管中展示出來(lái)，也能據(jù)上述特點(diǎn)相區(qū)分。這些不同點(diǎn)可以在不同的連接處更多地體現(xiàn)出來(lái)，雖然如此，但它不是必須的。
所以根據(jù)上述發(fā)明，一方面板狀金屬材料(在開(kāi)始時(shí)已經(jīng)指出了其缺點(diǎn)，即長(zhǎng)的傳輸時(shí)間和有限的使用性以及高價(jià)格)的使用并不是必須的，另一方面，多層管，特別是由鋼板組成的雙層管被生產(chǎn)出來(lái)，其每個(gè)作為內(nèi)管的材料具有高屈服強(qiáng)度，同時(shí)每個(gè)作為外管的材料具有較低的屈服強(qiáng)度，這些特性對(duì)于多層管的使用來(lái)說(shuō)是必須的，而它取決于內(nèi)管是否具有盡量高的抗磨損性，因?yàn)楦叩目鼓p性i.d.R和高硬度以及高屈服強(qiáng)度是相輔相成的。而作為內(nèi)管的材料具有有比外管高或與外管相同屈服強(qiáng)度的多層管，其在相鄰兩層沒(méi)有平整的焊接，到目前為止由于技術(shù)水平還無(wú)法生產(chǎn)，目前也不存在。然而，基于本發(fā)明則可以實(shí)現(xiàn)。需要指出的是，如果在沒(méi)有較高的屈服強(qiáng)度的情況下(例如只是加強(qiáng)了彈性成型)那就不是屈服強(qiáng)度而是伸展界限作為在一定受力下的現(xiàn)有成型延伸率的張力值出現(xiàn)。
獨(dú)立于上述說(shuō)明，本發(fā)明所說(shuō)的方法還可以使材料連接的多樣性在本發(fā)明所述的多層管生產(chǎn)中成為可能。所以根據(jù)技術(shù)條件磨損系數(shù)恒定的鋼材不可用作內(nèi)管，因?yàn)殇摬谋旧砭哂懈呖鼓p性i.d.R以及高屈服強(qiáng)度，單獨(dú)使用磨損系數(shù)恒定的鋼材(如作為插入管)并不適用于管形成過(guò)程，并且在形成內(nèi)管時(shí)材料必須被焊接，但磨損系數(shù)恒定的鋼材由于其含碳量高，因?yàn)樗旧碛锌赡軣o(wú)法焊接，因此并不能或很難適用于上述過(guò)程，這樣的管子目前也沒(méi)有。反之，上述發(fā)明的生產(chǎn)步驟可以實(shí)現(xiàn)，利用這種制備方法，在其另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，每個(gè)內(nèi)管在制備方法中由于壓力被壓進(jìn)每個(gè)外管中，這樣的多層管的生產(chǎn)，其內(nèi)管可以使用不可焊接的或不一定是可焊接的材料(如高含碳量的鋼材)。因此不可焊接的材料如現(xiàn)代塑料材料，如果它具有管內(nèi)層所需要的特性，就可以使用。而在現(xiàn)有技術(shù)條件下，具有上述內(nèi)層的管目前還沒(méi)有。
同樣獨(dú)立與上述說(shuō)明，用本發(fā)明所述的方法，能夠不使用高價(jià)和難以提供的板材而生產(chǎn)出幾乎任意直徑的多層管，這一點(diǎn)目前技術(shù)條件同樣不能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗褂玫臎_模尺寸或者在液體膨脹力情況下相同成型所需要的鋼模尺寸(它包住生產(chǎn)完成得多層管)限制了所必需的膨脹。反之，本發(fā)明的彎曲軋輥機(jī)的方法可以使多層管不再局限于上述限制，因?yàn)閺澢堓仚C(jī)總是在管子彎曲半徑的一個(gè)位置進(jìn)行對(duì)接，這樣本發(fā)明所述的多層管的半徑就不再受限制。如此不用金屬板，多層管也可以生產(chǎn)了。它也跨越了現(xiàn)有技術(shù)所帶來(lái)的限制，即直徑約610mm(24″)(優(yōu)選為寬)上述發(fā)明可以還使得只有部分內(nèi)層的多層管的生產(chǎn)成為可能，也就是說(shuō)在橫截面上只能形成一個(gè)圓弧形的內(nèi)管，如在管底的溝形槽，這一點(diǎn)目前現(xiàn)有的技術(shù)條件同樣也無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
在此總結(jié)中必須說(shuō)明根據(jù)上述發(fā)明的生產(chǎn)步驟，即使生產(chǎn)少量管，甚至是單個(gè)管，也是非常經(jīng)濟(jì)的。因?yàn)槭褂迷摪l(fā)明進(jìn)行多層管的生產(chǎn)，一方面避免了高成本的板材和板材所必需的最小的生產(chǎn)批量，另一方面避免了膨脹必須安裝的專(zhuān)門(mén)的設(shè)備。


基于附圖下述實(shí)施例可以更清楚，其中圖1.將要結(jié)合形成多層管的兩個(gè)彼此重疊放置的材料層的透視圖；圖2.將要結(jié)合形成多層管的兩個(gè)彼此重疊放置的材料層及第一處連接的透視圖，所述連接為沿與位于上層材料層縱邊平行的(假想)線(xiàn)的焊接；圖3.將要結(jié)合形成多層管的兩個(gè)彼此重疊放置的材料層的透視圖，其中一個(gè)材料層由兩個(gè)沿管子縱向放置的單元(優(yōu)選為板材)組成；圖3a.將要結(jié)合形成多層管的兩個(gè)彼此重疊放置的材料層的透視圖，其中一個(gè)材料層，也就是位于上層材料層，由多個(gè)沿管縱向放置的單元(優(yōu)選為板材)組成；圖4.將要結(jié)合形成多層管的兩個(gè)彼此重疊放置的材料層的透視圖，其中一個(gè)材料層由多個(gè)，此處為兩個(gè)放置的單元(優(yōu)選為板材)組成，并且材料層之間的第一處連接通過(guò)如下實(shí)現(xiàn)即單元在放置后沿其對(duì)接處(這一對(duì)接處同時(shí)也就是位于上層材料層的單元的縱向邊)與位于下方的材料層連接(優(yōu)選是焊接)起來(lái)；圖5.基于本發(fā)明的多層管的制備工藝的正面透視圖，也就是在生產(chǎn)某一階段，借助于彎曲軋輥機(jī)(在此沒(méi)有示出)所加工過(guò)的多層材料形成管。在這一過(guò)程中，由于彎曲軋輥機(jī)從上到下的壓力在材料層之間形成恒定緊摩擦，并在成型過(guò)程中，自由活動(dòng)的材料層的部分，由于內(nèi)管和外管不同的彎曲半徑運(yùn)動(dòng)到適合成型的位置；圖6.為基于本發(fā)明所述的生產(chǎn)工藝中，多層管的正面透視圖，也就是在生產(chǎn)某一階段，經(jīng)過(guò)一定的成型過(guò)程，材料層之間至少會(huì)有另一處連接出現(xiàn)，也就是位于上層的材料層在至少另一處地方相互連接起來(lái)；圖7.基于本發(fā)明的有內(nèi)層和外層的多層管成品的剖面透視圖；圖8.有內(nèi)管外管的多層管臨近焊接逢處的細(xì)節(jié)剖面透視圖；
圖9.后期會(huì)形成外管的有對(duì)接邊的基板和后來(lái)會(huì)形成內(nèi)管的內(nèi)板的透視圖，其處在平且未機(jī)加工的狀態(tài)；圖10.基于本發(fā)明的多層管成品的剖面透視圖，其中有外管的基板對(duì)接處，并且形成內(nèi)管的內(nèi)板根據(jù)相應(yīng)的成型工藝被夾在對(duì)接邊之間。
具體實(shí)施例方式圖1為透視圖其可以看到將要結(jié)合形成多層管的兩個(gè)彼此重疊放置的材料層1，2。
圖2為透視圖其可看到兩個(gè)疊放材料層的疊放點(diǎn)，這兩個(gè)材料層結(jié)合形成多層管且在材料層1，2之間具有第一處連接3a和3b，優(yōu)選為焊接(在點(diǎn)3a和3b)，所述材料層沿與位于上層材料層1的縱向邊4相平行的線(xiàn)(假想)被結(jié)合。
圖3為透視圖其可以看到，將要結(jié)合形成多層管的兩個(gè)彼此疊放的材料層1a，1b，2，其中之一的材料層可被結(jié)合以形成多層管，也就是位于上方的材料層，由兩個(gè)沿管縱向放置的單元1a，1b(優(yōu)選為板材)組成。
圖3a顯示另一個(gè)將要結(jié)合形成多層管的兩個(gè)彼此重疊放置的材料層1a，1b，......1n，2，其中一個(gè)材料層，也就是位于上方的材料層，是由多個(gè)(這里有一定數(shù)量，用n來(lái)表示)沿管子四周放置的單元1a，1b，......1n(優(yōu)選為板材)組成。圖中用點(diǎn)連成的線(xiàn)11表示以n的任意數(shù)值放置在上方的單元1a，1b......1n。位于上方的單元1a，1b......1n以其縱向邊4與位于下方的材料層2的縱向邊垂直放置，那么，他們的橫向邊4a都與位于下放的材料層2的縱向邊相平行。在這個(gè)過(guò)程中材料層2上的單元1a，1b...1n的每個(gè)第一處連接3a1，3a2，3b1，3b2，3n1，3n2也可以看到。
圖4可以看到將要結(jié)合形成多層管的兩個(gè)彼此重疊放置的材料層1a，1b，2的透視圖，其中一個(gè)材料層由多于一個(gè)，這里指是兩個(gè)放置在上方的單元1a，1b(優(yōu)選為板材)組成，并且材料層之間的第一處連接3通過(guò)如下實(shí)現(xiàn)即單元1a，1b，在放置后，沿其對(duì)接處，所述對(duì)接處同時(shí)就是每個(gè)單元1a，1b，的縱向邊，與位于下方的材料層2相連接(優(yōu)選為焊接)。通過(guò)沿對(duì)接邊全長(zhǎng)形成閉合連接3(優(yōu)選為焊接)。也可為部分(一段)連接(優(yōu)選為焊接)。
圖5可以看到基于本發(fā)明的方法制備的多層管的正面透視圖，在生產(chǎn)的某一階段，經(jīng)過(guò)加工的多層材料，借助于彎曲軋輥機(jī)(未示出)形成管5，在這一過(guò)程中由于機(jī)器的壓力，多層材料1，2之間上下恒定形成摩擦契合，在成型過(guò)程中材料層間由于內(nèi)管1和外管2不同的彎曲半徑而相互移動(dòng)的部分1c與2a，以及1d與2b相互運(yùn)動(dòng)到適應(yīng)成型步驟的位置。兩材料層1，2之間的第一處連接已經(jīng)出現(xiàn)(在點(diǎn)3a和3b)，它們沿一條(假想)平行于內(nèi)管2的縱向邊，并位于管子的兩端。在材料層1，2第一處連接3a，3b的地方，由于它們之間的連接3a，3b，兩材料層不能相互運(yùn)動(dòng)，而是相互固定。
圖6可以看到本發(fā)明的多層管5的正面透視圖，在發(fā)明所述的制備方法中，在這里指某一生產(chǎn)步驟，在一定的成型步驟后材料層1，2之間的至少另一處連接，這里是另兩處連接6a，6b，(在此為連續(xù)或部分焊接)通過(guò)如下形成放置的材料層1在至少另一處地方(這里是兩處)相互連接起來(lái)。然后多層管5借助于彎曲軋輥機(jī)和/或彎曲機(jī)最終形成(圖中未標(biāo)出)，在最終成型的過(guò)程中由于的其他連接處6a，6b的存在，材料層不再相互運(yùn)動(dòng)，這樣每個(gè)作為內(nèi)管的材料層1，1c，1d也就被壓進(jìn)了材料層2，2a，2b中。
圖7可以看到按本發(fā)明制作完成的多層管5的剖面透視圖，多層管包括內(nèi)層1(也稱(chēng)內(nèi)管，內(nèi)管線(xiàn)，內(nèi)板等)和外層2(也稱(chēng)外管，外管線(xiàn)，基板等)，其中多層管5由沿管縫8的外管2的焊接處7與內(nèi)管1的焊接處9形成閉合。
圖8展示了圖7中多層管的剖面透視圖，包括多層管內(nèi)層1和外層2在兩處焊接處7，9附近的細(xì)節(jié)圖。
圖9為透視圖，其展示在后期會(huì)形成外管的有對(duì)接邊10a，10b的基板2和后來(lái)會(huì)形成內(nèi)管的內(nèi)板1，且其處在平且未被機(jī)加工的狀態(tài)。這樣形成的多層材料將借助于彎曲軋輥機(jī)形成本發(fā)明所述的多層管形狀，其中每個(gè)作為內(nèi)管的材料層1夾在對(duì)接邊10a，10b之間，并被壓進(jìn)作為內(nèi)管的材料層2中，這里也能看到，位于上層材料層的邊和對(duì)接邊10a，10b之間留有空隙，這一空隙將在管成型時(shí)閉合。
圖10為基于本發(fā)明的多層管成品的剖面透視圖，其中包括外管2的基板的對(duì)接邊10a，10b，并且形成內(nèi)管的內(nèi)板1根據(jù)相應(yīng)的成型步驟被夾在對(duì)接邊10a，10b之間，并由于彎曲過(guò)程被壓進(jìn)外管1中，位于上層材料層的邊和對(duì)接邊10a，10b之間的空隙已經(jīng)閉合。
權(quán)利要求
1.借助于彎曲軋輥機(jī)的多層管(5)的制備方法，其特征在于將要結(jié)合形成多層管(5)的兩個(gè)材料層(1，2)彼此重疊放置，以使得多層材料借助于彎曲軋輥機(jī)形成多層管狀(5)，并在成型的最后階段在彎曲軋輥機(jī)和/或在后期彎曲機(jī)中每個(gè)作為內(nèi)管的材料(1)被分別壓進(jìn)作為外管的材料(2)中。
2.借助于彎曲軋輥機(jī)的多層管(5)的制備方法，其特征在于作為內(nèi)管的材料層(1)在最終形成的多層管(5)的橫截面上形成一個(gè)圓弧，進(jìn)而在多層管底部形成一個(gè)凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的借助于彎曲軋輥機(jī)多層管(5)的制備方法，其特征在于將要結(jié)合形成多層管(5)的兩個(gè)材料層(1，2)彼此重疊放置，通過(guò)連接材料層(1，2)之間形成第一處連接(3，3a和3b，3a1和3a2，3b1和3b2，3n1和3n2)，優(yōu)選為互相連接，所述連接的形成是材料層沿位于上層材料層(1)的縱向邊(4)或橫向邊(4a)，或沿與上述邊平行的線(xiàn)相互連接起來(lái)，這樣加工后的多層材料借助于彎曲軋輥機(jī)形成管狀(5)，其中由于機(jī)器從上到下的壓力在材料層(1，2)之間產(chǎn)生緊磨擦契合，在成型過(guò)程中材料層(1，2)相互運(yùn)動(dòng)的部分(1c，1d，2a，2b)，由于內(nèi)管(1)和外管(2)不同的彎曲半徑根據(jù)相應(yīng)的成型步驟相互移動(dòng)，在成型步驟后，材料層(1，2)之間至少另一處連接(6a，6b)通過(guò)如下形成，即位于上方的材料層(1)在至少另一處沿位于上方的材料層(1，1a，1b，1n)的另一條縱向邊(4)或橫向邊(4a)或者沿一條與上述邊平行的線(xiàn)相互連接起來(lái)，然后多層管(5)借助于彎曲軋輥機(jī)和/或彎曲機(jī)中被生產(chǎn)出來(lái)，其中在最終成型過(guò)程中材料層(1，2)相互之間不再運(yùn)動(dòng)，每個(gè)作為內(nèi)管的材料層(1)被壓進(jìn)了每個(gè)作為外管的材料層(2)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的借助于彎曲軋輥機(jī)的多層管(5)制備方法，其特征在于材料層(1，2)之間的第一處連接通過(guò)如下形成，即材料層沿位于上方的材料層(1)的縱向邊(4)或者橫向邊(4a)相互連接起來(lái)，材料層(1，2)之間至少另一處連接上述邊(6a，6b)在成型過(guò)程后沿位于上方的材料層(1)的另一條橫向或縱向的邊形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的借助于彎曲軋輥機(jī)的多層管(5)的制備方法，其特征在于在成型步驟后，材料層(1，2)之間的至少另一處連接(6a，6b)的50％到少于100％被實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的借助于彎曲軋輥機(jī)的有一個(gè)內(nèi)管和一個(gè)外管的雙層管制備方法，其特征在于在成型步驟后，材料層(1，2)之間出現(xiàn)至少另一處連接(6a，6b)，成型度用Ffor(以百分比的形式給出)表示，計(jì)算公式如下Ffor=(1-σIE·(DA-2·SA-SI)·π·(Zs+1)(DA-SA)·π-(DA-2·SA-SI)·π)·100]]>DA指外管外直徑，單位mmSA指外管壁厚，單位mmSI指內(nèi)管壁厚，單位mmσI指內(nèi)管屈服強(qiáng)度，單位N/mm2Zs指彈性附加量，以百分比的形式E指彈性系數(shù)(E-系數(shù))，單位N/mm2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的借助于彎曲軋輥機(jī)多層管(5)的制備方法，其特征在于材料層(1，2)中至少有一個(gè)是由多于一個(gè)的單元(1a，1b，1n)組成。
8.根據(jù)第權(quán)利要求7所述的借助于彎曲軋輥機(jī)多層管(5)的制備方法，其特征在于所述單元的縱邊與位于下方的材料層的縱邊相平行放置，材料層(1，2)之間的第一處連接(3)，通過(guò)如下方式形成單元(1a，1b)，優(yōu)選為板材，在沿其對(duì)接處放置后，與位于下層的材料層，優(yōu)選為板材，連接起來(lái)，所述對(duì)接處同時(shí)也就是位于上層的材料層的(1a，1b)的單元，優(yōu)選為板材，的縱向邊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的借助于彎曲軋輥機(jī)多層管(5)的制備方法，其特征在于多層管由外管(2)沿管縫(8)的焊接(7)和內(nèi)管的焊接(9)閉合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一所述的借助于彎曲軋輥機(jī)多層管(5)的制備方法，其特征在于材料層(1，2)在管子(5)正面被相互連接起來(lái)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一所述的借助于彎曲軋輥機(jī)多層管(5)的制備方法，其特征在于所制備的多層管(5)為雙層管。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一所述的借助于彎曲軋輥機(jī)多層管(5)的制備方法，其特征在于板材，優(yōu)選為金屬板，特別是鋼板被用作材料層(1，2)或者材料層(1)的單元(1a，1b，1n)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一所述的借助于彎曲軋輥機(jī)多層管(5)的制備方法，其特征在于材料層(1，2)的至少一處連接(3，3a和3b，3a1和3a2，3b1和3b2，3n1和3n2，6a，6b)為焊接。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的借助于彎曲軋輥機(jī)多層管(5)的制備方法，其特征在于將要結(jié)合成多層管(5)的材料層(1，2)彼此重疊放置，其中作為外管的材料層(2)形成基層，其沿其兩縱向邊或與所述邊平行的邊，優(yōu)選為焊接邊，形成一個(gè)對(duì)接邊(10a，10b)，并且上層的材料層(1)位于對(duì)接邊(10a，10b)之間，進(jìn)而使得多層材料借助于彎曲軋輥機(jī)形成一個(gè)多層管(5)，其中，作為內(nèi)管的材料層(1)被夾在對(duì)接邊(10a，10b)之間，并在管成型的最后階段，在彎曲軋輥機(jī)和/或后期使用的彎曲機(jī)中，作為內(nèi)管的材料層(1)被壓進(jìn)作為外管的材料層(2)中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的借助于彎曲軋輥機(jī)的多層管(5)的制備方法，其特征在于將要結(jié)合形成多層管(5)的材料層(1，2)彼此重疊放置，位于上方材料層(1)的邊與對(duì)接邊之間留有一個(gè)縫隙，它在管成型過(guò)程中閉合。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的借助于彎曲軋輥機(jī)多層管(5)的制備方法，其特征在于在管成型后，每個(gè)作為內(nèi)管的材料層(1)通過(guò)力的作用被推進(jìn)作為外管的材料層中(2)，形成套筒，使得管(5)相互插套。
17.根據(jù)權(quán)利要求14、15或16所述的借助于彎曲軋輥機(jī)多層管(5)的制備方法，其特征在于所述多層管(5)通過(guò)外管(2)沿管縫(8)的焊接(7)閉合起來(lái)。
18.多層管(5)，其由權(quán)利要求1-17所述方法制備。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的多層管(5)，其特征在于每個(gè)位于內(nèi)部的材料層(1)與每個(gè)位于外部的材料層(2)相比，有更高的屈服強(qiáng)度或伸展界限。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的多層管(5)，其特征在于至少有一個(gè)材料層(1，2)由金屬板組成。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的多層管(5)，其特征在于至少有一個(gè)材料層(1，2)由鋼板組成。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的多層管(5)，其特征在于所述多層管為雙層管(5)，其包含兩個(gè)由鋼板組成的材料層(1，2)，其中內(nèi)管的鋼板(1)有高含碳量，并且非必須為可焊接的。
全文摘要
本發(fā)明涉及借助于彎曲壓輥機(jī)生產(chǎn)多層管(5)的方法?；谒龇椒▽⒁Y(jié)合形成多層管(5)的材料層(1，2)彼此重疊放置，放置好的多層材料借助于彎曲軋輥機(jī)形成多層管。在管成型的最后階段，在彎曲軋輥機(jī)和/或后來(lái)會(huì)使用到的彎曲機(jī)中，每個(gè)作為內(nèi)管的材料層(1)借助于壓力被壓進(jìn)每個(gè)作為外管的材料層(2)中。
文檔編號(hào)B21C37/08GK101087665SQ200580044186
公開(kāi)日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月21日
發(fā)明者伯納德·伯格 申請(qǐng)人:貝格有限責(zé)任公司錫根