一種帶金屬內襯的大口徑螺旋焊接鋼管及其制作方法
【技術領域】
[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襯的大口徑螺旋焊接鋼管及其制作方法。
【背景技術】
[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，運用離心力原理制造的一種預制管道，其工程總體造價低，但易泄漏，耐內壓能力差，不能用做供水管，只能用做排水管，同時口徑不能太大，一般3米或3米以下，每節(jié)管不能太長，接頭多，施工困難，施工時要做基礎，施工成本高。塑料管是以塑料樹脂為原料，加入穩(wěn)定劑及其它添加劑，在制管機內經擠壓加工而成，質量輕，加工方便，但是口徑不能太大，機械強度低，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，內壁不耐磨蝕，口徑不能做的太大，大口徑時管壁增厚，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，針對上述管道的不足，亟待研制出一種能解決以上問題的新型管體。

【發(fā)明內容】

[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；管體內壁設有第一內襯和第二內襯，所述第一內襯螺旋貼合于主鋼帶的表面，并且第一內襯的寬度小于主鋼帶的寬度，所述第二內襯螺旋貼合于相鄰管體間形成的螺旋形接縫處，并且第二內襯的左右兩側分別與其相鄰的第一內襯焊接，第一內襯和第二內襯覆蓋整個管體內壁；沿管體外壁螺旋設有截面為半閉合狀的加強環(huán)，該加強環(huán)內壁與管體外壁之間形成螺旋狀的通道。
[0005]其中，所述第一內襯或第二內襯與主鋼帶焊接。
[0006]所述第一內襯或第二內襯上設有用于排空所述主鋼帶與第一內襯或第二內襯之間氣體的氣孔。
[0007]所述加強環(huán)內壁與管體外壁之間的通道內填充防腐液體。
[0008]所述第一內襯或第二內襯為特種合金鋼、不銹鋼、耐磨鋼、鋁或銅制成的內襯鋼材。
[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環(huán)鋼帶，在主鋼帶上表面貼合第一內襯鋼帶，其中，該第一內襯鋼帶的寬度小于主鋼帶的寬度，從而形成復合型主鋼帶；
[0011]將復合型主鋼帶螺旋卷繞形成內壁帶第一內襯、外壁帶加強環(huán)的螺旋焊接鋼管，同時，加強環(huán)內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襯，并且該第二內襯的左右兩側分別與其相鄰的第一內襯及焊接，第一內襯和第二內襯覆蓋整個螺旋焊接鋼管的內壁。
[0013]其中，所述螺旋焊接鋼管制作完成后，對其兩端的主鋼帶與第一內襯或第二內襯之間形成的層間縫隙進行封焊，保證主鋼帶與內襯之間形成密閉空間。
[0014]所述第一內襯或第二內襯上設有用于排空所述主鋼帶與第一內襯或第二內襯之間氣體的氣孔?？梢韵蛟摎饪紫騼瘸檎婵栈蛱畛涠栊詺怏w。
[0015]向所述加強環(huán)內壁與管體外壁之間的通道內填充防腐液體。
[0016]進一步地，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。復合型主鋼帶螺旋卷繞形成鋼管時，主鋼帶間的焊接采用埋弧焊。第二內襯與第一內襯之間的焊接方式，或主鋼帶與第一內襯或第二內襯之間的焊接方式為氣體保護焊。
[0017]有益效果:本發(fā)明與現有技術相比，其顯著優(yōu)點為:
[0018](I)本發(fā)明鋼管內壁設金屬內襯，可以提高鋼管的防腐性和耐磨性，避免流體污染；同時，主鋼帶鋼材的厚度減薄，降低了材料成本；第二內襯覆蓋鋼管自身形成的螺旋形焊縫，減少了內部流體對焊縫的沖擊力，保護焊縫；第二內襯寬度較窄，可以保證內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環(huán)，管壁周向斷面慣性矩比一般的加強方式提高很多，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，主鋼帶截面慣性矩大大提高，卷圓時可實現薄板遞送。
[0020](3)本發(fā)明可以對切割成段的鋼管兩端部進行封焊，消除內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襯上設置氣孔或氣嘴，抽真空或填充惰性氣體，以防止管壁銹蝕。
[0022](5)本發(fā)明可以向加強環(huán)內填充防腐液體，提高加強環(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，例如腐蝕性介質、對純凈度要求較高的介質、高溫介質等。
[0025](8)本發(fā)明鋼管用作埋地管時，利用管土共用受力效應，由加強環(huán)為主承受壓力，超大直徑時(DMm)，可以埋土很深達到10米以上深度。同時，可向加強環(huán)內充填高性能混凝土，增加管壁的斷面慣性矩，使加強環(huán)成為混凝土鋼管，提高抗壓能力，減少管壁厚度。
【附圖說明】
[0026]圖1為主鋼帶與加強環(huán)鋼帶及內襯鋼帶的擺放位置示意圖；
[0027]圖2為加強環(huán)鋼帶壓制成截面為半閉合形的加強環(huán)鋼帶的結構示意圖；
[0028]圖3為加強環(huán)鋼帶、內襯鋼帶分別與主鋼帶貼合后的結構示意圖；
[0029]圖4為復合型主鋼帶的三維結構示意圖；
[0030]圖5為復合型主鋼帶進行三輥卷圓形成鋼管的結構示意圖；
[0031]圖6為相鄰管體前后節(jié)對接的結構示意圖；
[0032]圖7為第二內襯鋼帶鋪貼示意圖；
[0033]圖8為第一內襯鋼帶和第二內襯鋼帶全部覆蓋鋼管內壁的結構示意圖；
[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構示意圖。
【具體實施方式】
:
[0038]下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。
[0039]本發(fā)明所述的帶金屬內襯的大口徑螺旋焊接鋼管(以下簡稱“鋼管”)，鋼管的管體101外壁設加強結構(本發(fā)明中為加強環(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。鋼管內壁設金屬材質的內襯，內襯包括第一內襯200和第二內襯300，兩種內襯全部覆蓋在鋼管內壁上，形成了與鋼管內壁焊接的內襯管體，可提高鋼管的耐腐蝕性和耐磨性，避免通過鋼管的流體受到污染，同時還能減薄鋼管壁厚，另外，內襯可采用特殊材質，而鋼管主體采用一般性材質，如此不僅提高鋼管整體性能，還能降低成本，提高鋼管的市場競爭力。為了進一步提高鋼管的使用壽命，每一段鋼管的兩端都應該進行封焊，封焊鋼管兩端內襯與管體之間的間隙，提供一個封閉的空間，隔離外部空氣與間隙內空氣。另外，可以在鋼管兩端的內襯上設置氣孔和/或氣嘴，用于將內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。還可以向加強環(huán)內灌注防腐材料，如防腐漆。
[0040]下面介紹鋼管的制作過程:
[0041]首先，根據所制作鋼管的直徑，將螺旋整型機的成型角調節(jié)為合適值。
[0042]接著，準備主鋼帶100、加強環(huán)鋼帶401、第一內襯鋼帶201和第二內襯鋼帶301。對主鋼帶100進行除銹、噴丸處理，加強環(huán)鋼帶401和第一內襯鋼帶201 (數量按實際情況設定)經過放卷、矯平、修邊等工序后，按圖1所示位置排列。本次制管過程中，每一條主鋼帶100下方均布三條加強環(huán)鋼帶401，上方排列兩條第一內襯鋼帶201，兩條第一內襯鋼帶201之間的距離為1-2_。
[0043]如圖2所示，加強環(huán)鋼帶401經過彎曲機構，彎曲成斷面為半閉合狀的加強環(huán)400，本次制管過程中，加強環(huán)400截面壓制為半圓形，當然，可根據實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，將加強環(huán)400上移，與主鋼帶100貼合，具體是將加強環(huán)400的兩端口與主鋼帶100下表面的接觸部位焊接。同時，將第一內襯鋼帶