[发明专利]预制拼装钢混复合式钢管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种钢管及其制作方法，尤其涉及一种预制拼装钢混复合式钢管及其制作方法。

背景技术

管道一般是运送流体的主要结构。现有的管道一般分为钢管、混凝土管、有机非金属管道、波纹钢管。当以上管道直径超过2.5米时，属于超高运输。钢管的直径一般最大也只能达到3米。国家标准的最大径口是2.4米，并且管壁很厚，要达到18mm～25mm厚度，造价高。混凝土管道的重量很大，是钢管的10倍左右，因此混凝土管管底的基础要做专项处理，并且每节管节长度只有2米左右，安装完成后，接头太多，容易产生泄露。另外，混凝土管道是刚性的，所以容易开裂。有机非金属材质的管道，因该管道材料本身弹性模量的限制，管道口径不能太大，一般小于1.5米。特别是该材质管道对温度很敏感，低温则脆，温度稍高则软，不耐火。钢板材质的钢波纹管涵则存在如下问题：①管体内部有波纹，流阻大。所以设计时不得不加大一级管径；②由于有波纹的存在，容易积淤，导致后期的清淤困难；③内壁布满轴向和周向螺栓孔，渗漏是工程难题；④螺栓及板片很容易被盗；⑤周向接缝螺栓受剪力，是应力集中区域，是不安全因素；⑥管体要做热镀锌防腐，成本高且污染环境；⑦管体内部波纹的迎水面易被冲刷、磨损以及防腐层会脱落；⑧管身柔性太大，易周向及轴向变形；⑨周向及轴向接缝太多，密封性及管身整体强度降低；⑩安装要求太高，很难达到设计要求；制作精度难把控。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种强度高、易于拼装和运输的预制拼装钢混复合式钢管。

本发明的第二目的是提供该钢管的制作方法。

技术方案：本发明所述的钢管，包括由带弧度的单元板片沿周向拼装形成的管体；相邻单元板片通过侧边法兰连接，每个单元板片首尾两端均设有与单元板片截面形状相吻合的端部法兰，同时，单元板片的外表面设有弧度与单元板片一致的加强环，并且在该加强环内填充混凝土。

由于钢管内部常年暴露在外、易受恶劣环境的腐蚀，同时钢管常常被水流冲刷，所以在单元板片的内表面设有金属内衬。

本发明中的加强环的截面为闭合状或半闭合状。

本发明的管体可由主钢带螺旋卷绕形成螺旋状管体，相邻主钢带之间形成螺旋型接缝，加强环可以螺旋方式卷绕扣合于管体的外壁以及螺旋形接缝处，用以保护接缝，该加强环呈螺旋状；单元板片由螺旋状管体裁剪形成任意片数，例如3片或4片不等；本发明的加强环还可以为套设于管体外壁的环状结构，每节管体上根据需要并列设置几个加强环。

本发明预制拼装钢混复合式钢管的一种制作方法，包括如下步骤：

A、准备用于制作管体的主钢带，将制作加强环的窄钢带，并将窄钢带弯曲成截面为半闭合状的加强环；

B、在主钢带的下表面贴合加强环形成复合型钢带，将该复合型钢带螺旋卷绕形成外壁带加强环的管体；

C、将管体切割成所需长度，并在其两端设置端部法兰；

D、纵向切割管体得到单元板片；

E、在单元板片的加强环内填充混凝土；

F、待混凝土凝固后，在单元板片两侧设置侧边法兰，得到无金属内衬的单元板片；

G、将单元板片沿周向拼装得到预制拼装钢混复合式钢管。

其中，在步骤A中，还可以准备用于制作金属内衬的衬里钢带；步骤B中，在主钢带的下表面贴合窄钢带，上表面贴合衬里钢带，形成复合型钢带，将该复合型钢带螺旋卷绕形成内壁带金属内衬、外壁带加强环的管体；按照步骤A-F制作得到带金属内衬的单元板片；将带金属内衬的单元板片和无金属内衬的单元板片拼装得到水位线以下管体内壁上设有金属内衬的预制拼装钢混复合式钢管。

本发明预制拼装钢混复合式钢管的另一种制作方法包括如下步骤：

A、准备用于制作管体的主钢带，用于制作加强环的窄钢带；

B、将主钢带螺旋卷绕形成管体；

C、将窄钢带弯曲成截面为闭合状的加强环，该加强环为环状结构，其直径略大于管体口径，且并列套设于管体外壁上；

D、将管体切割成所需长度，并在其两端设置端部法兰；

E、纵向切割管体得到单元板片；

F、在单元板片的加强环内填充混凝土；

G、待混凝土凝固后，在单元板片两侧设置侧边法兰，得到无金属内衬的单元板片；

H、将单元板片沿周向拼装得到预制拼装钢混复合式钢管。