[发明专利]预应力薄壁高压钢管

说明书

技术领域

本发明涉及输油、输气、输水管材领域，尤其是一种预应力薄壁 高压钢管。

背景技术

钢管一般应用在地理环境不允许开槽作业、施工环境要求噪音较 小并不对交通产生影响或者地面容易沉降的情况下。目前用于输送压 力流体的钢管主要采用的钢板抗拉强度一般为200MPa左右，即使是 X80的特种钢材制作的钢管，抗拉强度也只有600MPa左右，由于这 些钢材的屈服强度较低，所以在制造耐压强度高或外荷载较大的钢管 时，钢管的管壁设计非常厚。以DN1800的输水管道为例，工作条件 均为：工作压力0.6MPa，覆土深度2m，非预应力钢管所需的钢板厚 度至少为14mm，每延米管道钢材用量为695Kg，。钢管管壁厚度增 加虽能满足输送压力流体的目的，但是存在如下问题：1.钢管管壁加 厚，导致生产每根钢管的用钢量加大，原材料成本升高；2.钢管管壁 加厚，导致钢管重量加大，运输以及施工的难度加大。

近来钢材价格的大幅度增长，给输油、输气、输水用的钢管生产 厂家带来无限的压力，原材料上涨必然引起售价的上升，而国家又采 取货币紧缩政策，给钢管的使用带来巨大的压力，这就不得不使钢管 行业寻找新的发展出路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预应力薄壁高压钢管；本管整体结构 简单，设计科学合理，节约了生产成本，提高了生产效率，且重量较 轻，有效降低了运输、吊装以及施工的成本。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种预应力薄壁高压钢管，其中在薄壁内胆钢管外壁固装有一保 护层，在保护层内的薄壁内胆钢管外壁上缠绕有预应力钢丝，薄壁内 胆钢管厚度为4～30mm。

而且，工作压力为0.4-10MPa用于输水的预应力薄壁高压钢管薄 壁内胆钢管采用的Q235普通钢材，工作压力为10-40MPa用于输油、 输气的预应力薄壁高压钢管薄壁内胆钢管采用Q235普通钢材或 X52、X65、X70、X80、X120管线钢，管材的薄壁内胆钢管采用厚 度为4-30mm的钢板卷焊而成。

而且，所述的预应力钢丝缠绕的螺距t为5～40mm。

而且，所述的保护层为水泥砂浆保护层，纤维混凝土保护层或聚 合物保护层。

而且，预应力薄壁高压钢管两端的接口形式采用直接焊接、钢制 承插口或者法兰连接形式。

本发明的优点和有益效果为：

1.本预应力薄壁高压钢管由于采用了高强度预应力钢丝缠绕技 术，内层胆为Q235或X级管线钢，比非预应力直缝焊、螺旋焊钢管 可以大量的节省钢材的使用，从而大量节约了成本，并且给国家节能 减排的政策提供了最大的支持，相对于现有技术中的用于输油、输气、 输水的钢管整体钢材用量大幅度降低，从而大大提高了产品的竞争 力。

2.本预应力薄壁高压钢管外壁缠绕有预应力钢丝，大大增强了整 体管材抵御外压覆土的能力，在同等外压覆土和内压情况下，使整体 管材壁厚变薄，减轻整体管材的重量，降低预应力薄壁高压钢管整体 施工造价和施工难度。

3.本预应力薄壁高压钢管薄于国家标准和国际标准钢板厚度的 规定，普通直缝焊、螺旋焊钢管的壁厚一般较厚，本钢管采用钢板和 预应力钢丝的叠加效果，可以明显降低钢板厚度(薄壁内胆钢板厚度 减薄到非预应力直缝焊、螺旋焊钢管钢板厚度的1/10-9/10，薄壁内 胆钢板用量减少到非预应力直缝焊、螺旋焊钢管钢板厚度的 1/10-9/10)，同时仍可满足使用要求。此外，对于原来设计为材质为 管线钢的油气钢管可以采用普通钢板卷制钢管后缠绕高强度预应力 钢丝，同样可达到管线钢的各种技术要求，而普通钢板价格约为管线 钢价格的1/2左右，能够大量的节省材料成本，对于普通钢材制作的 钢管，在缠绕高强度预应力钢丝的同时大大降低了钢板的厚度，同样 能够大幅度的节省材料成本。

4.本预应力薄壁高压钢管的薄壁内胆钢管厚度做了科学有效的 分析得出其更科学的厚度t，该t的取值范围为4～30mm，可以根据 不同的工况进行调整，使管材的整体达到更佳的抵御外压荷载以及内 压的状态。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A向截面放大图；

图3为图1的B-B向截面放大图。

具体实施方式