專利名稱：一種雙金屬復(fù)合管液脹成型系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙金屬復(fù)合管液脹成型系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源需求急劇增長，國際、國內(nèi)都在加大開采石油、天然氣的力度。油氣輸送管道作為石油和天然氣的一種經(jīng)濟(jì)、安全、不間斷的長距離輸送工具得到了迅速發(fā)展。傳統(tǒng)的管材逐漸不適用于高腐蝕油氣的輸送，而采用耐腐蝕合金成本昂貴，因此雙金屬復(fù)合管應(yīng)運(yùn)而生。雙金屬復(fù)合管是由兩種不同材質(zhì)的金屬管構(gòu)成:外層為高強(qiáng)度碳鋼管材，內(nèi)層為耐腐蝕性合金，管層之間通過各種變形和連接技術(shù)形成緊密結(jié)合，管材既具有良好的強(qiáng)度和耐腐蝕性，而且成本低，得到了國內(nèi)外市場的廣泛認(rèn)可，發(fā)展迅速。在雙金屬復(fù)合管成型方式中，由于液脹成型方式具有如下顯著優(yōu)點(diǎn):接觸壓力分布均勻，便于控制；管內(nèi)表面無擦傷和破壞現(xiàn)象，且無加工硬化現(xiàn)象；復(fù)合強(qiáng)度高、自動化程度高；便于組織大批量生產(chǎn)；投資規(guī)模相對較小，節(jié)約能源，成本低；投資回報期短，適合大中型企業(yè)使用。所以在國內(nèi)外都逐漸采用此種方式作為成型雙金屬復(fù)合管的方法。在液脹成型雙金屬復(fù)合管過程中，由模具將復(fù)合管兩端封堵后注入高壓液體進(jìn)行成型，最重要的是將內(nèi)層合金管與外層鋼管緊密結(jié)合。由于在成型過程中，外層鋼管發(fā)生彈性變形，軸向縮短長度較短；內(nèi)層合金管發(fā)生塑性變形，在徑向和軸向上尺寸都要發(fā)生變化，且軸向收縮量較大。因此為了使雙金屬復(fù)合管成型后內(nèi)外層端部相對一致，需要一種能自動適應(yīng)內(nèi)外層合金管長度的變化，并能滿足徑向大尺寸變形的超高壓密封要求的液脹成型系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種雙金屬復(fù)合管液脹成型系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。其能夠自動適應(yīng)內(nèi)外層管軸向長度變化量不等的特點(diǎn)，并能隨著脹型力的變化與其軸向力自動可靠平衡，克服了在設(shè)備上增加力平衡系統(tǒng)造成的平衡力不穩(wěn)定和控制復(fù)雜從而易 造成復(fù)合鋼管質(zhì)量不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，并能滿足成型過程中直徑方向大的變形量超高壓力的可靠密封，從而使復(fù)合管內(nèi)層管在超高壓液體的作用下內(nèi)外層管體的緊密結(jié)合，具有良好的密封性，結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、可靠性高、成本低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種雙金屬復(fù)合管液脹成型系統(tǒng)，其特征在于:包括模套，設(shè)置在模套上的隨動脹套和以及固定在模套上的防護(hù)罩；其中隨動脹套包括密封圈、定位裝置、模芯、內(nèi)密封圈和徑向密封導(dǎo)塊，所述模芯設(shè)置在模套上，能夠隨模套軸向移動；所述內(nèi)密封圈設(shè)置在模芯上；所述徑向密封擋塊連接在內(nèi)密封圈上；所述密封圈設(shè)置在模芯上，用于密封模套和模芯的連接處間隙；所述定位裝置穿過模套安裝在模芯上。所述防護(hù)罩通過螺栓固定在模套上。所述內(nèi)密封圈通過密封擋圈或者頭部、根部螺紋連接方式設(shè)置在模芯上。本發(fā)明的技術(shù)效果為:1、采用隨動脹套直徑D與外層管外徑D1的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，保證整個成型過程中鋼管端面始終與模具緊密貼合，且內(nèi)層管始終處于密封狀態(tài)。2、隨動脹套保證內(nèi)層管在發(fā)生較大軸向變形時仍能密封住管內(nèi)壓力，可以實(shí)現(xiàn)不同長度的鋼管長度范圍內(nèi)層管在脹型中的長度變化要求。3、按照隨動脹套直徑D中的模芯同外層管外SD1的關(guān)系式D=KD1，可以方便的設(shè)計(jì)出不同管徑的復(fù)合管脹型工具。對于一種外層管外徑的管子，不論內(nèi)外管的壁厚材質(zhì)，一種脹型工具就可以實(shí)現(xiàn)脹型的要求。4、結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，便于控制。


圖1為本發(fā)明的初始結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的復(fù)合管成型結(jié)束結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記為:
I 一隨動脹套、2—密封圈、3—定位裝置、4 一模芯、5—內(nèi)密封圈、6—外層管、7—內(nèi)層管、8—密封擋圈、9—防護(hù)罩、10—模套、11—螺栓、12—徑向密封擋塊。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明屬于雙金屬復(fù)合管成型裝備領(lǐng)域，特別涉及一種雙金屬復(fù)合管液脹成型系統(tǒng)，是專用超高壓成型系統(tǒng)。參見圖1 和圖2，本發(fā)明涉及的一種雙金屬復(fù)合管液脹成型系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)為:
包括模套10，設(shè)置在模套10上的隨動脹套I和以及固定在模套10上的防護(hù)罩9，隨動
脹套I主要起到跟隨鋼管端部即外層管6與內(nèi)層管7的端部移動，并始終貼合外層管6與內(nèi)層管7端部的作；防護(hù)罩9用起到安全防護(hù)作用，以防止內(nèi)密封圈5失效后高壓液體外泄噴射造成傷害；其中
隨動脹套I包括密封圈2、定位裝置3、模芯4、內(nèi)密封圈5和徑向密封導(dǎo)塊12，
所述模芯4設(shè)置在模套10上，能夠隨模套10軸向移動；
所述內(nèi)密封圈5設(shè)置在模芯4上；
所述徑向密封擋塊12連接在內(nèi)密封圈5上；
所述密封圈2設(shè)置在模芯4上，用于密封模套10和模芯4的連接處間隙，密封圈2隨模芯4 一起移動，起密封作用；
所述定位裝置3穿過模套10安裝在模芯4上，起到防止模芯4在軸向移動中圓周向轉(zhuǎn)動的作用。定位裝置3為軸向帶有中心通孔的圓柱體。本發(fā)明中的防護(hù)罩9具體可通過螺栓11固定在模套10上。本發(fā)明中的內(nèi)密封圈5具體可通過密封擋圈8或者頭部、根部螺紋連接方式設(shè)置在模芯4上，保證內(nèi)密封圈5的溝槽尺寸，起到限制內(nèi)密封圈5的作用。本發(fā)明的工作原理為:
本發(fā)明成型系統(tǒng)采用了隨動脹套I達(dá)到與復(fù)合管長度變化位置隨動和力量自平衡的目的，保證各種長度的復(fù)合管成型過程具有良好密封的要求。在液脹成型過程中能夠隨內(nèi)層管軸向縮短自動移動，保證了鋼管端部始終和模芯端面緊密接觸；內(nèi)密封圈在液體壓力作用下能夠起到向鋼管內(nèi)充液前預(yù)先密封，增壓過程繼續(xù)密封的作用，保證內(nèi)層管始終處于密封狀態(tài)，且能使內(nèi)層管端部無液壓接觸區(qū)域與外管緊密結(jié)合。參見圖1，在復(fù)合管成型過程中，需要成型的外層管6套在內(nèi)層管7上，且內(nèi)層管7長度大于外層管6長度(具體長度根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況計(jì)算確定)，內(nèi)層管7與外層管6之間有一定間隙，內(nèi)層管7兩端分別與充、排模具裝置的模芯4端部緊密貼合。成型時，首先讓中壓液體即予密封液體通過模芯4進(jìn)入內(nèi)密封圈5的內(nèi)圈,在液壓作用下內(nèi)密封圈5發(fā)生徑向變形向外脹大，與內(nèi)層管7內(nèi)壁緊密貼合，使內(nèi)層管7兩端密封；然后低壓液體經(jīng)過充液端的模套10和模芯4向內(nèi)層管7體內(nèi)充液，經(jīng)過排氣端的模套10和模芯4把內(nèi)層管7體內(nèi)的空氣排掉，密封住充液端和排氣端，再對管內(nèi)液體進(jìn)行增壓，隨著液體壓力的升高，內(nèi)層管7由彈性變形轉(zhuǎn)為塑性變形，在內(nèi)壓力和軸向推力的共同作用下，內(nèi)層管7徑向增大，軸向縮短，在升壓過程中，當(dāng)壓力達(dá)到一定數(shù)值時，模芯4的予密封液體與內(nèi)層管7內(nèi)的高壓液體連通，使內(nèi)密封圈5向外脹緊壓力與內(nèi)層管7壓力一致，保證整個復(fù)合管成型過程中內(nèi)層管7處于密封狀態(tài)下連續(xù)發(fā)生變形。且能夠使端部無高壓液體接觸區(qū)域內(nèi)外層管成型。參見圖2，當(dāng)內(nèi)層管7軸向縮短時，隨動脹套(直徑D) (I)中的模芯(4)同外層管
(6)外徑D1的關(guān)系如下:
D=KD1
式中:D—隨動脹套直徑；
D1-同外層管外徑；
K 一修正系數(shù)。模芯4在液壓力作用下 使得隨動脹套I整體隨著鋼管的變化而移動，模芯4的前端面靠緊復(fù)合管端部。隨動脹套I中的定位裝置3保證隨動脹套I只發(fā)生軸向移動，不會圓周向轉(zhuǎn)動。成型中，內(nèi)層管7逐漸縮短，直至縮入外層管6內(nèi)，見圖2中的AL。成型結(jié)束后能夠保證內(nèi)層管7與外層管6緊密貼合，隨動脹套I具有較大的軸向移動范圍，使本發(fā)明能夠適應(yīng)內(nèi)外層管軸向長度大的變形量，且使復(fù)合管內(nèi)外層整體緊密結(jié)合，成型完畢后內(nèi)外層管端部齊平，能夠適應(yīng)管徑100— 2500mm、長度6 — 15m的液脹成型雙金屬復(fù)合管的變化。本實(shí)施例沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。
權(quán)利要求
1.一種雙金屬復(fù)合管液脹成型系統(tǒng)，其特征在于:包括模套(10)，設(shè)置在模套(10)上的隨動脹套(I)和以及固定在模套(10)上的防護(hù)罩(9);其中隨動脹套(I)包括密封圈(2)、定位裝置(3)、模芯(4)、內(nèi)密封圈(5)和徑向密封導(dǎo)塊(12)，所述模芯(4)設(shè)置在模套(10)上，能夠隨模套(10 )軸向移動；所述內(nèi)密封圈(5 )設(shè)置在模芯(4)上；所述徑向密封擋塊(12)連接在內(nèi)密封圈(5)上；所述密封圈(2)設(shè)置在模芯(4)上，用于密封模套(10)和模芯(4)的連接處間隙；所述定位裝置(3)穿過模套(10)安裝在模芯(4)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙金屬復(fù)合管液脹成型系統(tǒng)，其特征在于:所述防護(hù)罩(9)通過螺栓(11)固定在模套(10)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙金屬復(fù)合管液脹成型系統(tǒng)，其特征在于:所述內(nèi)密封圈(5)通過密 封擋圈(8)或者頭部、根部螺紋連接方式設(shè)置在模芯(4)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙金屬復(fù)合管液脹成型系統(tǒng)，其特征在于包括模套，設(shè)置在模套上的隨動脹套和以及固定在模套上的防護(hù)罩；其中隨動脹套包括密封圈、定位裝置、模芯、內(nèi)密封圈和徑向密封導(dǎo)塊，所述模芯設(shè)置在模套上，能夠隨模套軸向移動；所述內(nèi)密封圈設(shè)置在模芯上；所述徑向密封擋塊連接在內(nèi)密封圈上；所述密封圈設(shè)置在模芯上，用于密封模套和模芯的連接處間隙；所述定位裝置穿過模套安裝在模芯上。該系統(tǒng)的復(fù)合管內(nèi)層管在超高壓液體的作用下內(nèi)外層管體的緊密結(jié)合，具有良好的密封性，結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、可靠性高、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B21D26/047GK103240324SQ20131016639
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月8日
發(fā)明者劉繼高, 李培力, 張建功, 馬海寬, 隋健 申請人:中國重型機(jī)械研究院股份公司