復(fù)合管材制造工藝及成形復(fù)合生產(chǎn)線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種應(yīng)用于以金屬管為外層管、非金屬管或金屬管為內(nèi)層管的復(fù)合管材制造工藝及成形復(fù)合生產(chǎn)線。
【背景技術(shù)】
[0002]作為一種新興材料，金屬與非金屬、金屬與金屬的復(fù)合管材是集結(jié)構(gòu)材料和功能材料于一身的金屬基復(fù)合材料，具有延壽、輕量化、性價比高和節(jié)約貴重資源等優(yōu)點，其市場關(guān)注度和學(xué)術(shù)關(guān)注度日見提升。隨著各類管材品種服役環(huán)境的日趨復(fù)雜化和惡劣化，對在各種復(fù)雜條件下服役的各類管材與管部件的性能、品種、質(zhì)量穩(wěn)定性以及清潔生產(chǎn)等方面都提出了越來越高的要求。面對諸如酸性油氣天井下用油套管的延壽問題；高含水采油注水管系的耐蝕問題；確保地面集輸管和污水處理系統(tǒng)管系的良好整體性問題；稠油集輸管系有效保溫和抗結(jié)塊以提高輸送效能問題；大幅改善大型海洋浮式生產(chǎn)儲卸裝備(FPSO)集輸管系、污水管系耐蝕、防輻射、隔熱、阻燃和輕量化等綜合性能問題；煤化工工程煤油漿等多相流體輸送管系耐磨蝕、耐沖蝕、抗結(jié)塊問題，鹽堿化工原液、中間產(chǎn)物輸送管系防氯離子腐蝕、堿腐蝕和氫腐蝕的問題，等等，業(yè)內(nèi)人士一直面臨著艱難的抉擇。有些技術(shù)成本低，使用簡便(如采用具有緩蝕效應(yīng)化學(xué)藥劑或表面噴涂法)，但技術(shù)可靠性有限，環(huán)保也較差，有的則使用可靠性較好，但生產(chǎn)難度較大，高額耗費難以承受且貨源稀缺。國家“十二五”發(fā)展規(guī)劃也對開發(fā)高品質(zhì)、高性能復(fù)合材料給予了極大關(guān)注，開發(fā)、生產(chǎn)、和推廣用于現(xiàn)代能源工業(yè)、海洋工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、環(huán)保工業(yè)、運輸工業(yè)以及綠色建材工業(yè)的金屬與非金屬的高性能復(fù)合管材的呼聲日益高漲。
[0003]現(xiàn)有國內(nèi)外生產(chǎn)應(yīng)用金屬與金屬、金屬與非金屬復(fù)合管，已有相當長的時間，不過，產(chǎn)品均局限于中低端品種，使用條件一般以酸堿腐蝕和海水腐蝕為主，對環(huán)境的相容性要求不甚苛刻。而在復(fù)合工藝上主要采用雙層管套拔或內(nèi)擴的塑性加工來完成層間復(fù)合，即通稱的機械復(fù)合法。采用所謂的冶金復(fù)合的鋼鐵基雙層復(fù)合管材所占比重目前還相當有限，更別說金屬與非金屬復(fù)合管材的應(yīng)用了。這方面既有經(jīng)濟型問題，也有質(zhì)量穩(wěn)定性方面的問題，這些問題不可避免地削弱了傳統(tǒng)復(fù)合管材的市場競爭力。盡管機械復(fù)合技術(shù)具有工藝簡單、生產(chǎn)成本低、一次性投資少的優(yōu)點，但所生產(chǎn)的復(fù)合管尚不具備高緊密度和高穩(wěn)定性的層間復(fù)合質(zhì)量，因而難以進入高端制造領(lǐng)域，在能源、海洋、現(xiàn)代煤化工等重大裝備的高端制造領(lǐng)域中，層間復(fù)合質(zhì)量及其穩(wěn)定性對裝備的制造質(zhì)量和使用質(zhì)量有著關(guān)鍵性的影響，這一切在客觀上就催生了一種新技術(shù)開發(fā)的需要，以制造出更具競爭力、比傳統(tǒng)機械復(fù)合管材具有更可靠層間結(jié)合質(zhì)量的高品質(zhì)復(fù)合管材，滿足能源、海洋、現(xiàn)代煤化工等重大裝備的高端制造的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)中之不足，提供一種復(fù)合管材制造工藝及所用的成形復(fù)合生產(chǎn)線，以生產(chǎn)出滿足能源工程、海洋工程以及化學(xué)工程等重大裝備高端制造領(lǐng)域使用要求的復(fù)合管材，實現(xiàn)其優(yōu)質(zhì)、低碳、穩(wěn)定、延壽的目的。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種復(fù)合管材制造工藝，應(yīng)用于以金屬管為外層管、非金屬管或金屬管為內(nèi)層管之間的復(fù)合，具有如下步驟:
[0006](I)、備料:按技術(shù)要求下料制備待復(fù)合的內(nèi)層管、外層管，其中外層管為金屬管，內(nèi)層管為金屬管或非金屬管；
[0007](2)、套管:按要求將內(nèi)層管套入外層管內(nèi)，套合后的內(nèi)層管外壁與外層管內(nèi)孔之間的單邊間隙量保持在2?15mm，套合好的內(nèi)外層管通過上料臺架上料；
[0008](3)、預(yù)熱:將套合好的內(nèi)外層管通過送進裝置傳送入加熱裝置，對外層金屬管進行預(yù)熱處理，加熱溫度為200?900°C，其中內(nèi)層管材質(zhì)為非金屬時，加熱溫度以滿足實現(xiàn)內(nèi)層管外表面軟化為準；
[0009](4)、熱態(tài)減徑成形:將外層管已預(yù)熱處理好的內(nèi)外層管傳送入塑性成形復(fù)合機進行熱態(tài)減徑成形處理，成形時復(fù)合管件的運轉(zhuǎn)速度為5?15m/min，成型后管件的減徑量為3 ?10% ；
[0010](5)、冷卻:將減徑成形好的復(fù)合管件送入距塑性成形復(fù)合機出口端50?300mm處的冷卻裝置，采用環(huán)狀水噴淋方式對復(fù)合管件的帶溫區(qū)段進行冷卻處理，使內(nèi)外層管形成高密度的復(fù)合結(jié)構(gòu)；
[0011]￠)、精整:冷卻后的復(fù)合管件通過下料臺架傳送入精整臺架，對復(fù)合完畢的管件進行矯直、精整、切頭處理，檢測完畢下料，送入后續(xù)工序進行管體加工成最終產(chǎn)品。
[0012]優(yōu)選地，所述的外層管預(yù)加熱的加熱方式為:內(nèi)層管為非金屬時選用遠紅外加熱或感應(yīng)加熱方式；內(nèi)層管為金屬時選用感應(yīng)加熱方式。
[0013]所述的熱態(tài)減徑成形方式可以為熱態(tài)軋制成形、或熱態(tài)拔制成形、或熱態(tài)頂推成形，其中頂推成形方式主要適用于內(nèi)層管為金屬管的復(fù)合管材制作。
[0014]一種用于上述制造工藝的成形復(fù)合生產(chǎn)線，包括按工藝流程依次排列的上料臺架、加熱裝置、塑性復(fù)合成形機、冷卻裝置以及下料臺架，位于加熱裝置前設(shè)有送進裝置，位于冷卻裝置后設(shè)有牽引裝置，下料臺架后設(shè)有精整臺架，所述的塑性復(fù)合成形機包括機座，機座上沿復(fù)合管件移動方向依次設(shè)有三套拔制裝置，所述的拔制裝置具有三個周向均布、外端面壓緊貼合在復(fù)合管件外表面且旋轉(zhuǎn)面與復(fù)合管件軸線平行的環(huán)形輥，環(huán)形輥外周面具有沿軸線方向貼合于復(fù)合管件表面的內(nèi)凹弧，所述內(nèi)凹弧的弧頂邊彼此相接構(gòu)成圓形，三套拔制裝置上環(huán)形輥的內(nèi)凹弧所構(gòu)成的圓形的直徑依次縮小。
[0015]所述的三套拔制裝置上的環(huán)形輥布置后一套相對于前一套依次錯位40°，這樣三套拔制裝置的環(huán)形輥可以沿外層管的全周向?qū)ν鈱庸苓M行充分拔制。
[0016]所述的機座上設(shè)有周向三等分均布的托架，所述的環(huán)形輥轉(zhuǎn)動設(shè)在托架上。
[0017]所述的上料臺架與送進裝置之間、牽引裝置與下料臺架之間、下料臺架與精整臺架之間均設(shè)有傳送輥道。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過對內(nèi)外層管采用塑性成形復(fù)合機進行熱態(tài)減徑成形，使得復(fù)合管材達到高質(zhì)量的復(fù)合界面及其穩(wěn)定性，能夠確保生產(chǎn)的金屬與非金屬復(fù)合管材能夠長期服役于溫度小于150°C條件下較為復(fù)雜的工況環(huán)境；同樣地，也能夠確保金屬與金屬復(fù)合管材長期服役于高溫高壓或低溫環(huán)境下的各類耐蝕工況，施工條件簡約而便捷。由于外層管為金屬，使用過程中易于探測深埋地下管道的泄漏點，從而更為可靠地用于能源、海洋、化學(xué)工程重大設(shè)備相關(guān)管系之中并能實現(xiàn)延壽的目標。
【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0020]圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明所述成形復(fù)合生產(chǎn)線的布置示意圖。
[0022]圖3是圖2中塑性復(fù)合成形機的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中1.上料臺架2.加熱裝置3.塑性成形復(fù)合機3-1.機座3_2.環(huán)形輥3_3.內(nèi)凹弧3-4.托架4.冷卻裝置5.下料臺架6.送進裝置7.牽引裝置8.精整臺架9.復(fù)合管件10.傳送輥道
【具體實施方式】
[0024]現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進一步的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0025]如圖1所示的一種復(fù)合管材制造工藝，應(yīng)用于以金屬管為外層管、非金屬管或金屬管為內(nèi)層管之間的復(fù)合，具有如下步驟:
[0026](I)、備料:按技術(shù)要求下料制備待復(fù)合的內(nèi)層管、外層管，其中外層管為金屬管，內(nèi)層管為金屬管或非金屬管；，上述非金屬管，可以是各類硬塑料管，如PVC、PP、PE等，優(yōu)選地采用玻璃纖維