201下移，與主鋼帶100的上表面貼合，具體是利用氣體保護焊將兩條第一內襯鋼帶201與主鋼帶100進行三位一體焊接，其中，兩條內襯鋼帶201之間形成第一焊縫202。如此得到了復合型主鋼帶103，如圖4所示。
[0045]將復合型主鋼帶103送入三輥卷圓機構(參見圖7，包括1#壓輥、2#壓輥和3#壓輥)進行卷圓，如圖5所示。由于外壁設有半閉合狀的加強環(huán)，主鋼帶截面慣性矩大大提高，卷圓時可實現(xiàn)薄板遞送。在卷圓時，主鋼帶形成一節(jié)一節(jié)的管體，對相鄰管體之間形成的螺旋形接縫102(主鋼帶自身形成的接縫)進行焊接，如圖6、7所示，其中，1#壓輥的位置為焊點。緊接著，以1#壓輥為起點，后退約200-300mm(圖7左上方的輥子位置)，將第二內襯鋼帶301鋪貼覆蓋在該螺旋形接縫102處，可減少管道內部流體對該接縫的沖擊力，保護接縫。同時第二內襯鋼帶301與其相鄰的第一內襯鋼帶201焊接以形成第二焊縫302，如圖7、8所示，也就是說，第二內襯鋼帶301與第一內襯201以及主鋼帶100進行三位一體焊接。如此使整個鋼管管體內壁被多條螺旋狀的內襯(第一內襯200和第二內襯300)完全覆蓋，并且內襯牢牢焊接在管體內壁上，得到了帶內襯的鋼管。
[0046]內襯帶材應具有某種有異于普通碳鋼鋼材的性能，如防腐耐磨、耐高溫等等性能，材料品種包括但不限于如下幾種:特種合金鋼、不銹鋼、耐磨鋼、鋁、銅等。第一內襯與第二內襯的寬度一般不同，較寬的第一內襯(其寬度窄于主鋼帶)用于鋪貼在主鋼帶上表面，略窄的第二內襯鋪貼于內壁上的螺旋形接縫102處，第二內襯較窄，可以保證內襯與管體內壁的焊縫密度較大。
[0047]如圖9、10所示，當鋼管達到要求長度后，將其切斷，對鋼管兩端主鋼帶100與第一內襯200或第二內襯300之間形成的層間縫隙106進行封焊，保證主鋼帶與內襯帶材之間形成密閉的空間，便于后續(xù)處理，例如充、排氣體。在管體101內壁內襯的側面或頂部開氣孔500，該氣孔500的深度應只穿透內襯，而不觸及主鋼帶，在氣孔500上可以焊上氣嘴501 (如果需要)，便于連接氣體裝置。在管端的每條內襯可至少設一個氣孔，如果有4條內襯，每端可以設至少4個氣孔。利用氣孔可以排出主鋼帶與內襯之間的氣體，防止管體銹蝕，同時利用這一過程檢測焊縫質量，然后將氣孔500和氣嘴501封焊。
[0048]在切割成段的鋼管端部所形成的加強環(huán)切口 402處，向該加強環(huán)切口 402內灌注防腐液體，當形成的液注(可以大于1/3加強環(huán)的周長)與灌注口齊平時，開始旋轉管體101，最終剩余的防腐液體從鋼管另一端切口流出，如此整個鋼管的加強環(huán)內壁與鋼管外壁之間被防腐液體所覆蓋，可以提高加強環(huán)內壁的防腐性能。當管道埋地時，可向加強環(huán)內充填高性能混凝土 600，使加強環(huán)成為混凝土鋼管，提高抗壓能力，減少主鋼管管壁厚度。
[0049]本發(fā)明鋼管不同部位的焊接方法不同，例如當鋼管段與段之間連接時，焊接部分應加工成Y型坡口，主鋼帶間的焊接采用埋弧焊104，內襯間以及內襯與主鋼帶之間的焊接采用氣體保護焊105。
[0050]發(fā)明原理:首先，螺旋焊接鋼管外壁設置半閉合狀空心的加強環(huán)，第一、可以增加管壁周向慣性矩，主鋼帶的壁厚比一般鋼管壁厚大大減薄，不僅降低了材料成本，而且能制造出大口徑及超大口徑的鋼管；第二、當主鋼帶鋼材較薄時，卷圓過程中，遞送力會使鋼帶曲饒，無法遞送，設置加強環(huán)后，鋼帶橫截面積及慣性矩大增，卷圓時遞送很容易實現(xiàn)，便于加工。其次，鋼管內壁設有內襯，是為了避免或減少流體對鋼管的銹蝕、磨損及管體對流體的污染，同時還可以減薄主鋼帶鋼材的厚度，進一步降低材料成本，提高了鋼管防腐耐磨性能。此外，對鋼管端部進行封焊，是為抽真空或填充惰性氣體提供封閉的空間。通過在第一或第二內襯上安設氣孔，可以有效排出封閉空間內的空氣，防止鋼管內部間隙銹蝕，也可檢測焊接質量。通過向加強環(huán)內灌注防腐材料，可以提高加強環(huán)內壁的防腐性能。
[0051]本發(fā)明的鋼管具有以下用途:供水管或排水管；輸送砂石、粉塵；城市污水和工業(yè)污水；化工流體；地下集水管；高溫介質；海水管道等。
【主權項】
1.一種帶金屬內襯的大口徑螺旋焊接鋼管，其特征在于:包括由主鋼帶(100)螺旋卷制而成的管體(101);管體內壁設有第一內襯(200)和第二內襯(300)，所述第一內襯(200)螺旋貼合于主鋼帶(100)的表面，并且第一內襯(200)的寬度小于主鋼帶(100)的寬度，所述第二內襯(300)螺旋貼合于相鄰管體(101)間形成的螺旋形接縫(102)處，并且第二內襯(300)的左右兩側分別與其相鄰的第一內襯(200)焊接，第一內襯(200)和第二內襯(300)覆蓋整個管體內壁；沿管體外壁螺旋繞設截面為半閉合狀的加強環(huán)(400)，該加強環(huán)內壁與管體外壁之間形成螺旋狀的通道。
2.根據(jù)權利要求1所述帶金屬內襯的大口徑螺旋焊接鋼管，其特征在于:所述第一內襯(200)或第二內襯(300)上設有用于排空所述主鋼帶(100)與第一內襯(200)或第二內襯(300)之間氣體的氣孔(500) ο
3.根據(jù)權利要求1或2所述帶金屬內襯的大口徑螺旋焊接鋼管，其特征在于: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。
4.根據(jù)權利要求1或2所述帶金屬內襯的大口徑螺旋焊接鋼管，其特征在于:所述第一內襯(200)或第二內襯(300)為特種合金鋼、不銹鋼、耐磨鋼、鋁或銅制成的內襯鋼材。
5.根據(jù)權利要求1所述帶金屬內襯的大口徑螺旋焊接鋼管的制作方法，其特征在于包括如下步驟: 在主鋼帶(100)下表面貼合截面為半閉合狀的加強環(huán)鋼帶(401)，在主鋼帶(100)上表面貼合第一內襯鋼帶(201)，其中，該第一內襯鋼帶(201)的寬度小于主鋼帶的寬度，從而形成復合型主鋼帶(103); 將復合型主鋼帶(103)螺旋卷繞形成內壁帶第一內襯(200)、外壁帶加強環(huán)(400)的螺旋焊接鋼管，加強環(huán)內壁與鋼管的管體(101)外壁之間形成螺旋狀的通道； 在管體(101)內壁上，相鄰管體(101)之間形成的螺旋形接縫(102)處螺旋貼合第二內襯(300)，并且該第二內襯(300)的左右兩側分別與其相鄰的第一內襯(200)焊接，第一內襯(200)和第二內襯(300)覆蓋整個螺旋焊接鋼管的內壁。
6.根據(jù)權利要求5所述帶金屬內襯的大口徑螺旋焊接鋼管的制作方法，其特征在于: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(106)進行封焊。
7.根據(jù)權利要求6所述帶金屬內襯的大口徑螺旋焊接鋼管的制作方法，其特征在于:所述第一內襯(200)或第二內襯(300)上設有用于排空所述主鋼帶(100)與第一內襯(200)或第二內襯(300)之間氣體的氣孔(500)。
8.根據(jù)權利要求7所述所述帶金屬內襯的大口徑螺旋焊接鋼管的制作方法，其特征在于:向所述氣孔(500)向內抽真空或填充惰性氣體。
9.根據(jù)權利要求5-8任一所述帶金屬內襯的大口徑螺旋焊接鋼管的制作方法，其特征在于: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。
10.根據(jù)權利要求5-8任一所述帶金屬內襯的大口徑螺旋焊接鋼管的制作方法，其特征在于:所述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。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶金屬內襯的大口徑螺旋焊接鋼管及其制作方法。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，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，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。優(yōu)點為鋼管內壁設置的金屬內襯可提高鋼管的防腐性和耐磨性，避免流體污染；鋼管外壁設置的加強環(huán)可提高管壁周向斷面慣性矩，主鋼帶的壁厚比一般鋼管壁厚減薄，降低成本。
【IPC分類】F16L9-16, F16L9-153, F16L9-04, F16L58-00
【公開號】CN104565560
【申請?zhí)枴緾N201410815765
【發(fā)明人】戰(zhàn)福軍
【申請人】南京聯(lián)眾建設工程技術有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月24日