[发明专利]增强的螺旋筋增强钢塑复合管的加工工艺

说明书

技术领域

    本发明涉及一种用于煤矿井下等易燃易爆场所的运输管道的加工工艺，具体地说是一种增强的螺旋筋增强钢塑复合管的加工工艺。

背景技术

煤矿、石油和天然气开采及输送等很多领域均需要不同口径管道运输气体、液体或流化固体，这些领域不仅要求管道具有常规的力学性能（如抗弯、抗拉、抗冲击），还需要具备重量轻、便于安装，成本低等优点；螺旋筋增强管由于其极大提高了管道的抗外压和环刚度而将降低了管道的厚度，从而减轻了管道的重量、并便于安装、且成本低，因此，应用范围日益广泛，需求量也愈来愈多。

目前，螺旋筋的结构主要有两种：一种是在管体上直接形成螺旋筋，如公告号为CN 101813216B的中国专利公开了一种复合结构壁管材及其制备方法，其采用两个平行的挤出机，一个挤出机在模具芯管上共挤出管壁平带，另一个挤出机挤出加强筋、在线依次螺旋热缠绕到转动并轴向平移的模具芯管上，粘结成型大口径结构壁管材，该方法不适用于加强筋为钢带的情况；还有一种是由异型钢带经螺旋焊接形成螺旋加强筋，如公告号为CN 1928414B的中国专利公开了加强筋型钢塑复合缠绕管的制造方法，其制造方法为，首先将条形钢带加工成两面喷涂有塑料包覆层的“П”型钢带结构，然后将“П”型钢带螺旋式缠绕形成具有倒“П”型钢带结构的加强筋型钢塑复合管。后一种方法适用于加工钢带型螺旋增强筋，但是只适用于螺旋焊缝的钢管，对于无缝焊管、电焊管不适用；制备的管道轴向和径向抗拉和抗压强度低；而且对于薄壁金属钢管，其环刚度和机械强度较低，很难承受在其外表面缠绕加强筋所需的张力和弯矩。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种螺旋筋增强钢塑复合管的加工工艺，其在薄壁钢管的外壁上缠绕并焊接螺旋筋、增强了管体的环刚度和抗拉强度，并在设有螺旋筋的管体内壁和外壁上喷涂阻燃抗静电涂层，适用于易燃易爆、易腐蚀的环境；工艺简单、生产效率高、便于工业化生产。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：

一种增强的螺旋筋与薄壁钢管的复合加工工艺，包括加强筋的整形、经整形后的加强筋引导到位、和薄壁钢管焊接复合定位，其特征在于加工工艺包括下述步骤：

步骤a、将按照设计要求将选择好的加强筋开卷：包括按加强筋螺旋角决定的筋料输送方向与薄壁钢管旋移方向的方位角，调整加强筋输送形态和送进线速度符合设计要求后、引进调质预处理工序；

步骤b、加强筋的调质预处理：将加强筋导入由前、后阻尼辊装置和交叉设置在阻尼辊装置后面的下、上导向辊组成的调质系统中，经阻尼设定、预应张力调节、推进力补偿各个处理步骤后，导引筋料进入弧度预成型工序；

步骤c、加强筋弧度预成型处理：参照螺旋筋设计弧度、调整卷压辊相对距离，与设备参数动态调整同步、加强筋端部被辊轧成弧形；

步骤d、加强筋与薄壁钢管的复合焊接：启动薄壁钢管旋移驱动装置中的位置调整机构，使薄壁钢管与弧形加强筋接触、完成筋料端头与薄壁钢管的固定焊接，然后全面配套设备的同步控制、设定薄壁钢管的外圆面上任意点的旋向线速度作为加强筋在调质系统中的推进线速度，实施连续同步焊接工艺，形成螺旋筋增强管。

优选的，步骤a中在加强筋引进调质预处理工序之前增加倒角加工工序。

步骤a中加强筋输送形态的调整工序借助于2~15对沿加强筋送进方向依次排列的角度渐变的对辊，对辊的平行轴由水平方向渐变至竖直方向，所述加强筋的成卷面借助对辊由水平送进的形态调整成竖直送进的形态。

上述技术方案中，根据必要的环刚度、机械强度计算，初步确定加强筋缠绕的螺旋角或螺距以及预应力，然后以设定的螺旋角和预应力将加强筋预弯成型、缠绕在自转并轴向平移的薄壁钢管上即可形成螺旋筋增强管；根据复合管拟使用的环境、在螺旋筋增强管内壁和外壁分别喷涂或涂覆涂层后，可用于易燃、易爆、抗压、抗暴的环境中。

采用上述技术方案产生的有益效果在于：（1）本发明提供了一种全新螺旋筋增强管的生产工艺，不仅克服了薄壁钢管很难承受在其外表面缠绕加强筋所需的张力和弯矩的缺陷，而且可以在薄壁钢管的外壁上缠绕各种截面形状的加强筋，如矩形、方形、三角形、圆形或弧形等异型钢卷或钢带，形成的螺旋筋的高度可以为10~65mm、厚度为2~10mm，增强了复合管的环刚度；（2）本发明的生产工艺设计合理，产品质量可靠，适于工业批量生产；（3）采用本发明的工艺可以制备一种以螺旋增强薄壁钢管为骨架的新型结构复合管，兼具抗弯、抗压、抗冲击能力强、重量轻、安装方便和优良的阻燃抗静电性能，其能够广泛用于煤矿、石油天然气的开采及输送等诸多领域。