本實用新型涉及金屬無縫管加工方法,具體的說,是涉及一種冷輥軋成型的無縫鋼管及FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒。
背景技術(shù):
在傳統(tǒng)的機械工業(yè)領域,金屬無縫管主要采用熱軋、冷軋和冷拔加工工藝制成,管產(chǎn)品外徑均勻、表面平整,作為各種機械零件加工用毛坯,有的產(chǎn)品如:金屬波紋管,是采用薄壁的高塑性材料金屬管通過對外徑滾壓加工而制成;鋼支撐管,是用具有較高塑性的金屬管通過冷軋或溫軋工藝在管的外表面滾軋出螺紋作為傳力或固定件使用;中空錨桿,是以熱軋工藝對厚壁無縫管進行滾軋加工制成表面螺旋凹槽成為外表錨固和連接、內(nèi)孔傳送流體的零件。但在已有工業(yè)產(chǎn)品中,尚缺乏用冷輥軋工藝生產(chǎn)內(nèi)壁為螺旋狀波紋的專用厚壁無縫鋼管產(chǎn)品,相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)也屬本領域空白,而對這種鋼管產(chǎn)品的需求已經(jīng)出現(xiàn),如:建筑領域用的FRP筋連接用灌漿套筒、裝配式建筑應用的鋼筋連接用灌漿套筒,這些產(chǎn)品主要為外形為管狀的零件,通過向管內(nèi)填充無收縮灌漿材料,灌漿材料凝固、硬化后將管件和被連接的FRP筋或鋼筋錨固在一起。而現(xiàn)有技術(shù)填充的灌漿材料的強度僅為100MPa左右,遠遠低于連接套筒和被連接件的強度,因此套筒灌漿連接需要的錨固長度很長,全灌漿套筒的外徑和長度之比一般不小于16倍鋼筋直徑。近些年提出的用無縫鋼管車削加工制成的灌漿連接套筒克服了鑄造套筒產(chǎn)品的鑄造缺陷等問題,產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性顯著提升,但其內(nèi)腔凹凸結(jié)構(gòu)的車削生產(chǎn)工藝效率較低、加工成本高,而如采用軋制工藝生產(chǎn)內(nèi)壁凹凸的厚壁無縫鋼管,只能采用熱軋加工,但其產(chǎn)品的內(nèi)腔尺寸精度、壁厚均勻度等尚不能滿足灌漿連接套筒的結(jié)構(gòu)尺寸要求,需要再進行一定的機械切削加工才能形成最終產(chǎn)品,這樣的產(chǎn)品材料消耗大,成本也仍然居高不下。
機械加工理論可以采用冷輥軋方法在無縫鋼管外表面局部滾軋,通過金屬變形在內(nèi)壁形成對應的凸起,這樣的工藝制作的灌漿連接套筒減少了大量切削加工制成的連接產(chǎn)品就會具有成本優(yōu)勢,但是作為建筑結(jié)構(gòu)傳力件筋-FRP筋或帶肋鋼筋的連接件,其外徑在混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范的要求下不宜過大,要滿足承載力要求,灌漿連接套筒就要采用厚壁且高強的材料加工,常用材料如中國GB699的45號優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼等。已有的冷輥軋工藝對于壁厚較厚的高強材料如45號鋼鋼管,很難通過外表壓制凹槽而在內(nèi)壁形成凸起,因為外表面擠壓時距外表面近的深層處的金屬會向兩邊流動,只有當擠壓模具距離管內(nèi)壁較近距離時,即當擠壓出很深的凹槽時,模具的徑向壓力才能傳到管內(nèi)壁并在內(nèi)壁形成變形,而碳當量較高、強度較高的鋼材其塑性較低,外表擠壓出深凹槽時槽底部的金屬實際是原來在管外表面的金屬,其受拉變形最大,當變形超過材料的塑性極限值就會產(chǎn)生肉眼可見或不可見的裂紋,同時也在變形處產(chǎn)生內(nèi)應力,內(nèi)應力及裂紋缺陷造成的潛在風險是阻礙灌漿套筒采用冷輥軋生產(chǎn)加工的重要難題,因此已有的用無縫管外表面滾軋凹槽制造灌漿套筒加工技術(shù)主要采用屈服點低、塑性好的材料來制造套筒,且僅在外表面局部輥軋,局部產(chǎn)生塑性變形,而未輥軋的金屬表面仍保持原有尺寸狀態(tài),厚壁無縫鋼管采用該工藝輥軋后的沿軸線分布的各個徑向橫截面面積差異明顯,在外表面輥軋凹槽處的徑向橫截面面積最小,承載能力降低,原有毛坯材料的承載能力不能充分發(fā)揮,造成有接近于橫截面損失比例的材料浪費。
隨著500MPa及以上級別的高強鋼筋的應用發(fā)展,高強鋼筋對灌漿套筒的屈服承載力要求顯著提高,使用屈服點低、塑性高的材料必然需增加套筒壁厚,不僅使灌漿套筒外徑增大,而且壁厚增加使冷滾軋工藝加工外表凹槽時需要更大的變形才可形成管內(nèi)壁的凸起,冷脆、微裂紋缺陷進一步增大,質(zhì)量隱患風險提高,如果不能攻克高強材料無縫鋼管冷輥軋加工形成內(nèi)壁凸起的技術(shù)難題,裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)就會因成本高的問題難以得到廣泛應用和持續(xù)發(fā)展。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,本實用新型提供一種提高加工效率,降低加工成本,安全可靠的冷輥軋成型的無縫鋼管及其灌漿連接套筒。
本實用新型所采取的技術(shù)方案是:
一種冷輥軋成型的無縫鋼管,冷輥軋成型的無縫鋼管是一種厚壁無縫鋼管,厚壁無縫鋼管外表面設有繞其軸線的螺旋狀凹槽,內(nèi)表面有凹凸波紋。
采用壁厚均勻、內(nèi)外表面光整的無縫鋼管毛坯,在5℃-40℃環(huán)境下通過至少2個軋輥對其外表面進行的縮徑輥軋加工制成;
所述無縫鋼管毛坯經(jīng)輥軋后其外徑、內(nèi)徑均被壓縮減小,形成外表面有所述螺旋狀凹槽;內(nèi)表面有所述凹凸波紋的所述無縫鋼管。
一種冷輥軋成型的無縫鋼管的加工方法,
采用壁厚均勻、內(nèi)外表面光整的無縫鋼管毛坯,在5℃-40℃環(huán)境下通過設有至少2個軋輥的設備,軋輥沿被加工的無縫鋼管毛坯的軸線對稱布置,軋輥的軸線和無縫鋼管毛坯的進給中心線呈與軋輥擠壓中、后段的表面均布的環(huán)狀凸起的間距相關(guān)的在2°~6°之間的一個適當?shù)膴A角;
在設備的動力軸驅(qū)動下,軋輥繞軋輥自身軸線轉(zhuǎn)動,無縫鋼管毛坯前段預制一個導入斜坡,插到轉(zhuǎn)動的軋輥之間,并與各個軋輥的軋輥斜面擠壓前段相接觸;
隨著軋輥的轉(zhuǎn)動,無縫鋼管毛坯在軋輥的摩擦力作用下繞軋輥的加工中心線轉(zhuǎn)動并前進,前進過程中,各個軋輥的斜面擠壓前段之間的間隙逐步變小,軋輥斜面擠壓前段對無縫鋼管毛坯外表面的進行擠壓,無縫鋼管毛坯在軋輥的擠壓力作用下發(fā)生變形,無縫鋼管毛坯的外徑逐步被壓縮變形,并導致鋼管變形發(fā)熱,溫度上升到50℃以上,已經(jīng)發(fā)熱的無縫鋼管毛坯立即進入表面均布環(huán)狀凸起的軋輥擠壓中、后段,無縫鋼管毛坯再次被軋輥擠壓中、后段前部稍矮的凸起擠壓,繼續(xù)發(fā)熱升溫,無縫鋼管毛坯材料的物理性能發(fā)生變化,屈服強度降低,塑性增加,由于材料強度的降低,金屬的變形抗力減小,無縫鋼管毛坯的外徑保持被在軋輥擠壓中、后段的凸起底部限制的尺寸,控制冷軋變形量致使軋制后的無縫鋼管的最大外徑為無縫鋼管毛坯的外徑的0.950~0.995倍;而無縫鋼管毛坯的內(nèi)徑得以縮小,并在軋輥擠壓中、后段的凸起對應的內(nèi)壁附近區(qū)域縮徑變形進一步加大;并最終形成凹凸波紋的內(nèi)壁,隨著無縫鋼管毛坯的被輥軋變形,不斷發(fā)熱,被輥軋區(qū)域的材料溫度一直保持在50℃~150℃,直至無縫鋼管毛坯離開軋輥擠壓中、后段,制成冷輥軋成型的無縫鋼管;
此時無縫鋼管還是具有較高的溫度,直至無縫鋼管的溫度降低到室溫期間,無縫鋼管在加工中的冷變形應力一直在釋放。
所述螺旋狀凹槽在所述無縫鋼管的軸線上導程或螺距為5mm~30mm;
所述無縫鋼管的最大外徑在25mm~100mm之間,無縫鋼管最大外徑與其平均壁厚之比在6~16之間,成型后的無縫鋼管最大外徑是冷軋加工前無縫鋼管毛坯的外徑的0.950~0.995倍。
所述無縫鋼管外表面的螺旋狀凹槽在管的徑向方向上的最大深度在2.0mm至該無縫鋼管的平均壁厚值的0.5倍之間;
所述無縫鋼管內(nèi)表面的凹凸波紋的凸起相對凹槽的徑向最大高度在該無縫鋼管的平均壁厚值的0.02~0.5倍之間。
一種冷輥軋成型的無縫鋼管制造的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒,所述灌漿連接套筒的側(cè)壁上設有1個或多個用于向灌漿連接套筒內(nèi)部進行注漿或出漿的過漿孔。
一種冷輥軋成型的無縫鋼管制造的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒,所述灌漿連接套筒的內(nèi)腔在過漿孔處設有過漿溝槽。
一種冷輥軋成型的無縫鋼管制造的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒,所述灌漿連接套筒的一端或兩端設有安裝密封件的溝槽。
一種冷輥軋成型的無縫鋼管制造的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒,所述灌漿連接套筒的中部側(cè)壁上設有安裝限位螺釘或銷釘?shù)目住?/p>
一種冷輥軋成型的無縫鋼管制造的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒,所述灌漿連接套筒的一端或者兩端設有內(nèi)螺紋,一個或兩個一端外圓設有與所述套筒的內(nèi)螺紋相配合的螺塞與套筒通過所述內(nèi)螺紋與灌漿連接套筒相連接。
本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)的有益效果:
本實用新型冷輥軋成型工藝生產(chǎn)的厚壁無縫鋼管,其外表面有凹槽,內(nèi)表面有凸起,輥軋變形區(qū)域變形小,傳力可靠、性能好;本實用新型冷輥軋成型工藝是軋制設備的軋輥在動力軸驅(qū)動下繞自身軸線轉(zhuǎn)動,無縫鋼管毛坯插到軋輥之間并與各個軋輥的輥軋斜面擠壓前段相接處,隨著軋輥轉(zhuǎn)動,無縫鋼管毛坯在軋輥的摩擦力作用下繞軋輥的加工中心線轉(zhuǎn)動并前進,無縫鋼管毛坯的外徑被壓縮,并使其內(nèi)、外徑均產(chǎn)生塑性變形、徑向尺寸縮小,軋輥中、后段外圓上設有多個間隔的凸起,無縫鋼管毛坯在5℃~40℃環(huán)境溫度下輥軋加工,在外徑變小,表面形成螺旋狀凹槽的同時,無縫鋼管毛坯的內(nèi)徑也變小并形成均布的凹凸波紋,最終制成一種內(nèi)表面由凹凸的厚壁無縫鋼管;用該無縫鋼管進一步加工制造成的灌漿連接套筒,機械切削加工量小,成本低,性能好。
本實用新型冷輥軋成型的無縫鋼管加工方法相比已有僅以冷輥擠壓鋼管外表面局部,使局部產(chǎn)生塑性變形并形成凹槽的加工方法,本冷輥軋成型工藝在加工無縫鋼管時內(nèi)孔無需支撐芯軸,可以加工長度很長的管毛坯,在管的縮徑過程中通過軋輥外徑在不同區(qū)域的形狀變化逐漸加大變形量,變形帶來管體被加工區(qū)域溫度的升高,在軋輥后段無縫鋼管毛坯進行較大變形的階段,鋼管的輥軋溫度實際是在室溫以上數(shù)十度甚至上百度的條件下進行,本實用新型利用鋼鐵材料溫度升高后屈服點降低、塑性提高的特性,使得強度較高、塑性不好的鋼材的冷壓變形條件得到了改善,在無縫鋼管毛坯的外徑上軋制出的凹槽相比傳統(tǒng)冷輥軋工藝壓出的凹槽深度小的情況下,即可在鋼管內(nèi)壁形成均勻的凹凸波紋構(gòu)造,減少甚至消除了無縫鋼管經(jīng)冷軋變形后出現(xiàn)的可見或不可見裂紋和內(nèi)應力不均的質(zhì)量風險。由于該工藝可用長度很長的無縫鋼管坯整支快速、連續(xù)地加工,因此無縫鋼管的成型生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品強度高,缺陷少,性能好;以該種工藝制造的無縫鋼產(chǎn)品做原材料加工的灌漿套筒,具有均勻、密集的波紋狀凹凸內(nèi)表面,可免除對套筒內(nèi)表面的大量加工,為灌漿料提供良好錨固結(jié)構(gòu),大幅低降低了灌漿套筒的加工成本,填補了國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)的空白。
本實用新型利用了金屬冷變形發(fā)熱的原理,突破了傳統(tǒng)的厚壁無縫鋼管光圓管冷軋生產(chǎn)的工藝,提出了采用帶凸起軋輥進行微縮徑的冷輥軋工藝,并以此工藝實現(xiàn)了在厚壁無縫鋼管的外表面經(jīng)不均勻軋制變形后在內(nèi)壁形成凹凸波紋的一種新型無縫鋼管產(chǎn)品。本無縫鋼管具有以下優(yōu)點:
1)內(nèi)應力小,承載能力高。由于軋制段各階段金屬均有變形,溫度都有升高,在進行最終的外徑不均勻擠壓變形加工時,被加工段的金屬是在較高的溫度狀態(tài),變形時不會像傳統(tǒng)的局部冷輥壓變形工藝那樣變形部分的金屬受周圍常溫狀態(tài)金屬的拘束,變形產(chǎn)生的內(nèi)應力相對減小,且本實用新型的無縫鋼管(1)的全長范圍都有經(jīng)過輥軋加工,相比傳統(tǒng)的套筒局部冷輥軋工藝的變形量差異要??;此外,由于加工段材料溫度升高和無周圍冷態(tài)金屬約束,輥軋時使管內(nèi)徑局部縮徑變形形成凸起對管外表面的局部變形凹槽深度要求也較小,因此整管上各處的殘余內(nèi)應力也要少,成型后無縫鋼管全長上輥軋有凹槽的斷面與沒有凹槽的斷面承載能力差異也小,承載力好;
2)制作灌漿連接套筒,內(nèi)腔錨固效果好。由于在無縫鋼管(1)內(nèi)壁形成的凹凸波紋是連續(xù)、密集的,即成型的無縫管內(nèi)壁全長范圍布滿螺旋環(huán)狀波紋,相比局部加工凹槽或凸起的傳統(tǒng)灌漿連接套筒,本實用新型的無縫鋼管(1)內(nèi)壁設有更多數(shù)量的具有弧形楔面鎖緊功能的凹槽或凸起,雖然該波紋的高度比傳統(tǒng)灌漿連接套筒的凸起高度或凹槽深度低,但可提供鎖緊錨固作用的內(nèi)壁凹凸結(jié)構(gòu)總面積加大了,因此實際在FRP筋或鋼筋所需的連接長度范圍內(nèi),錨固效果不降低,反而有所提高。
3)材料適用范圍增加,可利用高強材料減小灌漿連接套筒外徑。由于外表面變形量可以減小,本實用新型的無縫鋼管(1)可以使用的材料范圍就變寬了,包括碳當量在0.55以上強度高、塑性較低的鋼材也可以應用,這樣在內(nèi)腔直徑相同的條件下,以本實用新型的無縫鋼管制造的灌漿連接套筒相比傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品壁厚更薄,而內(nèi)表面凹凸波紋高度相對較低,因此可使本實用新型的無縫鋼管材料制造的灌漿連接套筒在內(nèi)腔直徑相同的條件下,具有更小的外徑。
本實用新型的提出的專門用于制作灌漿連接套筒的冷輥軋成型無縫鋼管,具有更小的外形尺寸,更安全的結(jié)構(gòu),更優(yōu)材料性能,更高的生產(chǎn)效率,直接使用該無縫鋼管制造FRP筋和帶肋鋼筋連接用灌漿套筒,可減少甚至免除了對套筒內(nèi)腔進行的切削加工,大大提升了灌漿連接套筒的生產(chǎn)效率,降低了制造成本,提高了套筒承載能力和安全性,有利于套筒灌漿連接技術(shù)持續(xù)地大面積推廣應用。
附圖說明
圖1是本實用新型冷輥軋成型的無縫鋼管的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本實用新型冷輥軋成型的無縫鋼管的局部結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是采用本實用新型冷輥軋成型的無縫鋼管的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是采用本實用新型冷輥軋成型的無縫鋼管的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是采用本實用新型冷輥軋成型的無縫鋼管的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒第三實施例結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是采用本實用新型冷輥軋成型的無縫鋼管的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒第四實施例結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是采用本實用新型冷輥軋成型的無縫鋼管的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒第五實施例結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8是采用本實用新型冷輥軋成型的無縫鋼管的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒第六實施例結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9是采用本實用新型冷輥軋成型的無縫鋼管的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒第六實施例結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10是本實用新型冷輥軋成型的無縫鋼管的加工過程準備狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖11是本實用新型冷輥軋成型的無縫鋼管的加工過程的軋輥的斜面擠壓前段加工結(jié)構(gòu)示意圖;
圖12是本實用新型冷輥軋成型的無縫鋼管的加工過程的軋輥擠壓中、后段加工結(jié)構(gòu)示意圖;
圖13是采用本實用新型的無縫鋼管加工的灌漿連接套筒應用的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖14是采用本實用新型的無縫鋼管加工的灌漿連接套筒應用的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖15是采用本實用新型的無縫鋼管加工的灌漿連接套筒應用的第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖16是采用本實用新型的無縫鋼管加工的灌漿連接套筒應用的第四實施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖17是采用本實用新型的無縫鋼管加工的灌漿連接套筒應用的第五實施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖18是采用本實用新型的無縫鋼管加工的灌漿連接套筒應用的第六實施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖19是采用本實用新型的無縫鋼管加工的灌漿連接套筒應用的第七實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中主要部件符號說明:
圖中:
1.成型的無縫鋼管 2.內(nèi)表面凹凸波紋 3.外表面凹槽
4.灌漿連接套筒 5.套筒過漿孔 6.密封件安裝溝槽
7.限位螺釘或銷釘安裝孔 8.套筒過漿溝槽
9.螺塞連接螺紋 10.螺塞 11.鋼筋限位臺肩
12.鋼筋連接螺紋 13.無縫鋼管毛坯 14.軋輥斜面擠壓前段
15.表面均布的環(huán)狀凸起的軋輥擠壓中、后段
16.軋輥 18.灌漿料 19.第一F RP筋或鋼筋
20.第二FRP筋或鋼筋 21.套筒密封環(huán) 23.進出漿孔密封塞
24.構(gòu)件水平縫密封材料 25.限位螺釘
30.構(gòu)件安裝及灌漿連通縫 31.第一混凝土構(gòu)件體
32.第二混凝土構(gòu)件體 33.水平縫專用灌漿孔。
具體實施方式
以下參照附圖及實施例對本實用新型進行詳細的說明:
附圖1可知,
一種冷輥軋成型的無縫鋼管及其灌漿連接套筒,冷輥軋成型的無縫鋼管1是一種厚壁無縫鋼管,厚壁無縫鋼管外表面設有繞其軸線的螺旋狀凹槽3,內(nèi)表面有凹凸波紋2;
以下通過圖10~圖12說明本實用新型所述的一種冷輥軋成型的無縫鋼管1的加工工藝。
一種冷輥軋成型的無縫鋼管的加工方法,采用壁厚均勻、內(nèi)外表面光整的一根無縫鋼管毛坯13,在5℃~40℃環(huán)境下通過至少2個冷軋輥16對其外表面的進行縮徑輥軋加工制成;
所述無縫鋼管毛坯管經(jīng)輥軋后其外徑、內(nèi)徑均被壓縮減小,形成外表面有所述螺旋狀凹槽3;內(nèi)表面有凹凸波紋2的所述無縫鋼管1。
一種冷輥軋成型的無縫鋼管的加工方法,采用壁厚均勻、內(nèi)外表面光整的無縫鋼管毛坯13,在5℃~40℃環(huán)境下通過設有至少2個冷軋輥16的設備,軋輥16沿被加工的無縫鋼管毛坯13的軸線對稱布置,軋輥16的軸線和無縫鋼管毛坯13的進給中心線呈與軋輥擠壓中、后段15的表面均布的環(huán)狀凸起的間距相關(guān)的在2°~6°之間的一個適當?shù)膴A角;
在設備的動力軸驅(qū)動下,軋輥16繞軋輥自身軸線轉(zhuǎn)動,無縫鋼管毛坯13前段預制一個導入斜坡,插到轉(zhuǎn)動的軋輥16之間,并于各個軋輥16的軋輥斜面擠壓前段14相接觸;
隨著軋輥16的轉(zhuǎn)動,無縫鋼管毛坯13在軋輥16的摩擦力作用下繞軋輥的加工中心線轉(zhuǎn)動并前進,前進過程中,各個軋輥的斜面擠壓前段14之間的間隙逐步變小,軋輥斜面擠壓前段14對無縫鋼管毛坯13外表面的進行擠壓,無縫鋼管毛坯13在軋輥16的擠壓力作用下發(fā)生變形,無縫鋼管毛坯13的外徑逐步被壓縮變形,并導致鋼管變形發(fā)熱,溫度上升到50℃以上,已經(jīng)發(fā)熱的無縫鋼管毛坯13還未及大量散熱即進入了表面均布的環(huán)狀凸起的軋輥擠壓中、后段15,無縫鋼管毛坯13再次被軋輥擠壓中、后段15前部稍矮的凸起擠壓,繼續(xù)發(fā)熱升溫,無縫鋼管毛坯13材料的物理性能發(fā)生變化,屈服強度降低,塑性增加斷后伸長率提高,由于材料強度的降低,金屬的變形抗力減小,無縫鋼管毛坯13的外徑保持被在軋輥擠壓中、后段15的凸起底部限制的尺寸,控制冷軋變形量致使軋制后的無縫鋼管1的最大外徑為無縫鋼管毛坯13的外徑的0.950~0.995倍;而無縫鋼管毛坯13內(nèi)徑得以縮小,并在軋輥擠壓中、后段15的凸起對應的內(nèi)壁附近區(qū)域縮徑變形進一步加大;并最終形成凹凸波紋的內(nèi)壁,隨著鋼管的被輥軋變形,不斷發(fā)熱,溫度一直保持在50℃~150℃,直至無縫鋼管毛坯13離開軋輥擠壓中、后段15,即完成了本實用新型的所述一種冷輥軋成型的無縫鋼管1;
此時無縫鋼管1還是具有較高的溫度,直至無縫鋼管1的溫度降低到室溫期間,無縫鋼管1在加工中的冷變形應力一直在釋放。直至達到室溫,最終得到外表面有所述螺旋狀凹槽3,內(nèi)表面有凹凸波紋2的所述無縫鋼管1。
所述螺旋狀凹槽3在所述無縫鋼管1的軸線上導程或螺距為5mm~30mm。
所述無縫鋼管1的最大外徑在25mm~100mm之間,無縫鋼管1最大外徑與其平均壁厚之比在6~16之間,成型后的無縫鋼管1最大外徑是冷軋加工前無縫鋼管毛坯13的外徑的0.950~0.995倍。
所述無縫鋼管1外表面的螺旋狀凹槽在管的徑向方向上的深度在2.0mm至該無縫鋼管1的平均壁厚值的0.5倍之間;
所述無縫鋼管1內(nèi)表面的凹凸波紋2的凸起相對凹槽的徑向高度在該無縫鋼管1的平均壁厚值的0.02倍~0.5倍之間;
一種采用冷輥軋成型的無縫鋼管制造的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒4,所述灌漿連接套筒4的側(cè)壁上設有1個或多個用于向灌漿連接套筒內(nèi)部進行注漿或出漿的過漿孔5;
一種采用冷輥軋成型的無縫鋼管制造的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒4,所述灌漿連接套筒4的內(nèi)腔在過漿孔5處設有過漿溝槽8。
一種采用冷輥軋成型的無縫鋼管制造的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒4,所述灌漿連接套筒4的一端或兩端設有安裝密封件的溝槽6。
一種采用冷輥軋成型的無縫鋼管制造的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒4,所述灌漿連接套筒4的中部側(cè)壁上設有安裝限位螺釘或銷釘?shù)目?。
一種采用冷輥軋成型的無縫鋼管制造的FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒4,所述灌漿連接套筒4的一端設有內(nèi)螺紋9,一個或兩個一端外圓設有與所述套筒的內(nèi)螺紋相配合的螺塞10與套筒通過所述內(nèi)螺紋9與灌漿連接套筒4相連接。
實施例1,見圖1,為本實用新型的一種冷輥軋成型的無縫鋼管1,通過表面設有均布凸起的軋輥縮徑加工制成,外表面設有繞其軸線的螺旋狀凹槽3,該螺旋狀凹槽3在所述無縫鋼管1的軸線上導程或螺距為5mm~30mm,無縫鋼管1內(nèi)表面有凹凸波紋2,最大外徑在25mm~100mm之間,其最大外徑與其平均壁厚之比在6~16之間,成型后的無縫鋼管1最大外徑是冷軋加工前無縫鋼管毛坯13的外徑的0.950~0.995倍。所述無縫鋼管1的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼,且室溫下所述材料的屈服強度不小于345MPa。
實施例2,見圖2,為采用本實用新型的成型的無縫鋼管1加工制成的一種FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒4,外表面設有繞其軸線的螺旋狀凹槽3,內(nèi)表面有凹凸波紋2。
實施例3,見圖3,為采用本實用新型的成型的無縫鋼管1加工制成的一種FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒4,外表面設有繞其軸線的螺旋狀凹槽3,內(nèi)表面有凹凸波紋2,其側(cè)壁上設有1個或多個用于向套筒內(nèi)部進行注漿或出漿的過漿孔5。
實施例4,見圖4,為采用本實用新型的成型的無縫鋼管1加工制成的一種FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒4,外表面設有繞其軸線的螺旋狀凹槽3,內(nèi)表面有凹凸波紋2,所述連接套筒4的一端或兩端設有安裝密封件的溝槽6。
實施例5,見圖5,為采用本實用新型的成型的無縫鋼管1加工制成的一種FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒4,外表面設有繞其軸線的螺旋狀凹槽3,內(nèi)表面有凹凸波紋2,所述連接套筒4的中部側(cè)壁上設有安裝限位螺釘或銷釘?shù)目?。
實施例6,見圖6,為采用本實用新型的成型的無縫鋼管1加工制成的一種FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒4,外表面設有繞其軸線的螺旋狀凹槽3,內(nèi)表面有凹凸波紋2,其側(cè)壁上設有1個或多個用于向套筒內(nèi)部進行注漿或出漿的過漿孔5,其一端或兩端設有安裝密封件的溝槽6。
實施例7,見圖7,為采用本實用新型的成型的無縫鋼管1加工制成的一種FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒4,外表面設有繞其軸線的螺旋狀凹槽3,內(nèi)表面有凹凸波紋2,其側(cè)壁上設有1個或多個用于向套筒內(nèi)部進行注漿或出漿的過漿孔5,所述連接套筒4的內(nèi)腔在過漿孔5處設有過漿溝槽8。
實施例8,見圖8,為采用本實用新型的成型的無縫鋼管1加工制成的一種FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒4,外表面設有繞其軸線的螺旋狀凹槽3,內(nèi)表面有凹凸波紋2,所述連接套筒4的一端設有內(nèi)螺紋9,一個一端外圓設有與所述套筒的內(nèi)螺紋相配合的螺塞10與套筒通過內(nèi)螺紋9與灌漿連接套筒4相連接,螺塞10的另一端設有與鋼筋螺紋連接的直螺紋孔12,所述螺塞的直螺紋的孔底設有鋼筋限位臺肩11。
實施例9,見圖9,為采用本實用新型的成型的無縫鋼管1加工制成的一種FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒4,外表面設有繞其軸線的螺旋狀凹槽3,內(nèi)表面有凹凸波紋2,所述連接套筒4的兩端設有內(nèi)螺紋9,兩端各有一個一端外圓設有與所述套筒的內(nèi)螺紋相配合的螺塞10與套筒通過內(nèi)螺紋9與灌漿連接套筒4相連接,螺塞10的內(nèi)孔具有外側(cè)孔徑小,內(nèi)側(cè)孔徑大的結(jié)構(gòu)特征,孔徑小的一端內(nèi)徑略大于被連接鋼筋的外徑,在灌注灌漿料后,該結(jié)構(gòu)的螺塞可以限制套筒內(nèi)填充的灌漿料脫出,提高灌漿料對鋼筋的錨固效果。
以下再以圖13~圖19本實用新型的無縫鋼管1加工的灌漿連接套筒4的幾個典型應用。
應用的第一實施例,見圖13,一種FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒4在混凝土預制構(gòu)件生產(chǎn)工廠,先將灌漿連接套筒4的一端裝上套筒密封環(huán)21,再將一根第二FRP筋或帶肋鋼筋20從套筒密封環(huán)21中部的孔插入到灌漿連接套筒4內(nèi)腔到達設計要求的深度,套筒密封環(huán)21密封好灌漿連接套筒4與FRP筋或帶肋鋼筋的間隙,以及灌漿連接套筒4與外部的間隙,防止構(gòu)件混凝土澆筑時從該端進入灌漿連接套筒4的內(nèi)腔,然后將灌漿連接套筒4另一端固定在預制構(gòu)件模板上,并與模板之間做好密封,防止構(gòu)件混凝土澆筑時從此端進入灌漿連接套筒4的內(nèi)腔,本預制混凝土構(gòu)件中各個需要連接的第二F RP筋或鋼筋20分別與其配套的灌漿連接套筒4按以上要求安裝好,再綁扎好鋼筋和套筒的水平箍筋,最后澆筑該預制構(gòu)件的混凝土,把混凝土振搗密實,混凝土凝固成型后脫模,進行養(yǎng)護,最終制成第二混凝土構(gòu)件32,出廠并送達建筑施工現(xiàn)場。在預制混凝土構(gòu)件安裝現(xiàn)場,本第二混凝土構(gòu)件32將套筒端口向上豎向安放,將上方待連接的第一混凝土構(gòu)件31向下方伸出的各個第一F RP筋或鋼筋19分別插入第二混凝土構(gòu)件32上對應的灌漿連接套筒4內(nèi)腔,通過支撐墊塊使第一混凝土構(gòu)件31與第二混凝土構(gòu)件32之間留有約20mm的構(gòu)件安裝及灌漿連通縫30,待上方的第一混凝土構(gòu)件31的位置調(diào)整好,用專用支撐固定用機具和輔具固定好第一混凝土構(gòu)件31,再通過構(gòu)件安裝及灌漿連通縫30將拌制好的呈漿狀的套筒連接灌漿料18從灌漿連接套筒4與第一F RP筋或鋼筋19的間隙處緩緩注入,將灌漿連接套筒4與第一F RP筋或鋼筋19及第二F RP筋或鋼筋20的間隙的空氣排出,直至套筒連接灌漿料18漿面到達灌漿連接套筒4的上端面處,停止灌漿,靜置,待套筒連接灌漿料18凝固后,再用專用的無收縮填縫料注滿構(gòu)件安裝及灌漿連通縫30,等待套筒連接灌漿料18和無收縮填縫料達到拆除支撐固定用機具、輔具的強度后,拆除相關(guān)機具、輔具則該構(gòu)件的連接安裝結(jié)束,其它構(gòu)件的連接安裝按同樣工藝步驟進行。
本實施例的灌漿施工還可以套筒預灌漿方案進行,即在預制混凝土構(gòu)件安裝現(xiàn)場,本第二混凝土構(gòu)件32將套筒端口向上豎向安放,在將上方待連接的第一混凝土構(gòu)件31用吊車吊至安裝工位附近,第二混凝土構(gòu)件32上端面放好與第一混凝土構(gòu)件31出構(gòu)件安裝及灌漿連通縫30的墊塊后,同上工序?qū)⑸戏酱B接的第一混凝土構(gòu)件31向下方伸出的第一F RP筋或鋼筋19分別插入第二混凝土構(gòu)件32上對應的灌漿連接套筒4內(nèi)腔,確認鋼筋全部能夠安裝到位,構(gòu)件水平位置、縱向標高等符合要求,再將第一混凝土構(gòu)件31吊起,第一F RP筋或鋼筋19從第二混凝土構(gòu)件32的灌漿連接套筒4內(nèi)抽出,使該構(gòu)件與第二混凝土構(gòu)件32上端面離開,到可保證灌漿作業(yè)人員安全施工的位置后,將拌制好的呈漿狀的套筒連接灌漿料18從第二混凝土構(gòu)件32的各個灌漿連接套筒4的上端口注入,漿面均應到達規(guī)定位置,然后立即將第一混凝土構(gòu)件31吊到安裝工位上方,將第一混凝土構(gòu)件31上向下方伸出的第一F RP筋或鋼筋19對準第二混凝土構(gòu)件32上對應的灌漿連接套筒4內(nèi)腔孔,再將第一混凝土構(gòu)件31緩緩落下,第一混凝土構(gòu)件31上向下方伸出的的第一F RP筋或鋼筋19緩慢插入各個灌漿連接套筒4內(nèi)腔及其內(nèi)部預注的套筒連接灌漿料18漿體中,隨著的第一F RP筋或鋼筋19不斷深入,套筒連接灌漿料18漿面不斷上升,直至第一混凝土構(gòu)件31下端面落在構(gòu)件安裝及灌漿連通縫30的墊塊上以后,套筒連接灌漿料18漿面也到達灌漿連接套筒4的上端面處,將第一混凝土構(gòu)件31的位置調(diào)整好,再用專用支撐固定用機具和輔具固定,靜置,待套筒連接灌漿料18凝固后,再用專用的無收縮填縫料注滿構(gòu)件安裝及灌漿連通縫30,等待套筒連接灌漿料18和無收縮填縫料達到拆除支撐固定用機具、輔具的強度后,拆除相關(guān)機具、輔具則該構(gòu)件的連接安裝結(jié)束,其它構(gòu)件的連接安裝按同樣工藝步驟進行。
應用的第二實施例,見圖14,一種FRP筋或帶肋鋼筋的灌漿連接套筒4在混凝土預制構(gòu)件生產(chǎn)工廠,先將灌漿連接套筒4的一端裝上套筒密封環(huán)21,再將一根第一FRP筋或鋼筋19從套筒密封環(huán)21中部的孔插入到灌漿連接套筒4內(nèi)腔到達設計要求的深度,套筒密封環(huán)21密封好灌漿連接套筒4與第一FRP筋或鋼筋19的間隙,以及灌漿連接套筒4與外部的間隙,防止構(gòu)件混凝土澆筑時從該端進入灌漿連接套筒4的內(nèi)腔,然后將灌漿連接套筒4另一端固定在預制構(gòu)件模板上,并與模板之間做好密封,防止構(gòu)件混凝土澆筑時從此端進入灌漿連接套筒4的內(nèi)腔,本預制混凝土構(gòu)件的各個需要連接的第一FRP筋或鋼筋19分別與其配套的灌漿連接套筒4按以上要求安裝好,再綁扎好鋼筋的水平箍筋,然后用PVC管或塑料管通過管接頭連接或者直接插入灌漿連接套筒4側(cè)壁的套筒過漿孔5,PVC管或塑料管另一端引出到筑該預制構(gòu)件的混凝土表面位置以外,然后澆筑混凝土,經(jīng)混凝土振搗密實,混凝土凝固成型后脫模,養(yǎng)護,制成第一混凝土構(gòu)件31,出廠并送達建筑施工現(xiàn)場。在預制混凝土構(gòu)件安裝現(xiàn)場,本第一混凝土構(gòu)件31將套筒端口向下豎向安放,將下方待連接的第二混凝土構(gòu)件32上向上方伸出的第二FRP筋或鋼筋20分別插入第一混凝土構(gòu)件31上對應的灌漿連接套筒4內(nèi)腔,第一混凝土構(gòu)件31與第二混凝土構(gòu)件32之間留有構(gòu)件安裝及灌漿連通縫30,待上方的第一混凝土構(gòu)件31的位置調(diào)整好,用專用支撐固定用機具和輔具固定好第一混凝土構(gòu)件31后,用構(gòu)件水平縫密封材料24封堵好構(gòu)件安裝及灌漿連通縫30周圈,并預先留設一個水平縫專用灌漿孔33,待構(gòu)件水平縫密封材料24的密封強度允許灌漿后,將拌制好的呈漿狀的套筒連接灌漿料18用專用灌漿設備或機具從構(gòu)件安裝及灌漿連通縫30處構(gòu)件水平縫密封材料24中預先留設的一個水平縫專用灌漿孔33處注入,套筒連接灌漿料18流入構(gòu)件安裝及灌漿連通縫30將構(gòu)件安裝及灌漿連通縫30的空氣由灌漿連接套筒4上方的套筒過漿孔5及與其相連PVC管或塑料管排出直至第一混凝土構(gòu)件31,當套筒連接灌漿料18漿面到達灌漿連接套筒4的下端面后,套筒連接灌漿料18開始分別進入第一混凝土構(gòu)件31的各個灌漿連接套筒4,將空氣從灌漿連接套筒4上方的套筒過漿孔5及與其相連PVC管或塑料管排出,待套筒連接灌漿料18柱狀從灌漿連接套筒4上方的套筒過漿孔5流出時,用進出漿孔密封塞23封堵該孔,直至第一混凝土構(gòu)件31的各個灌漿連接套筒4上方的套筒過漿孔5均流出套筒連接灌漿料18并,用進出漿孔密封塞23封堵好時,停止灌漿,移開專用灌漿設備時,立即用進出漿孔密封塞23封堵好水平縫專用灌漿孔33,然后靜置等待,等套筒連接灌漿料18凝固后,且套筒連接灌漿料18和無收縮填縫料達到拆除支撐固定用機具、輔具的強度后,拆除相關(guān)機具、輔具則該構(gòu)件的連接安裝結(jié)束,其它構(gòu)件的連接安裝按同樣工藝步驟進行。
應用的第三實施例,見圖15,本實施例與應用的第二實施例的區(qū)別在于灌漿連接套筒4在上端設有密封件安裝溝槽6,并安裝內(nèi)嵌式套筒密封環(huán)21,上方的套筒過漿孔5在套筒密封環(huán)21靠近套筒中部一側(cè),使用時,仍用PVC管或塑料管通過管接頭連接或者直接插入灌漿連接套筒4側(cè)壁的套筒過漿孔5上,其后各步驟與應用的第二實施例相同。
應用的第四實施例,見圖16,本實施例與應用的第三實施例的區(qū)別在于灌漿連接套筒4側(cè)壁有兩個套筒過漿孔5,分別設于灌漿連接套筒4兩端,灌漿連接套筒4在上端設有密封件安裝溝槽6,并安裝了內(nèi)嵌式套筒密封環(huán)21,上方的套筒過漿孔5在套筒密封環(huán)21靠近套筒中部一側(cè),使用時,仍用PVC管或塑料管通過管接頭連接或者直接插入灌漿連接套筒4側(cè)壁的兩個套筒過漿孔5上,兩根PVC管或塑料管另一端引出到該預制構(gòu)件的混凝土表面位置以外,然后澆筑混凝土,經(jīng)混凝土振搗密實,混凝土凝固成型后脫模,養(yǎng)護,制成第一混凝土構(gòu)件31,出廠并送達建筑施工現(xiàn)場。在預制混凝土構(gòu)件安裝現(xiàn)場,本第一混凝土構(gòu)件31同應用的第三實施例一樣,用專用支撐固定用機具和輔具固定好第一混凝土構(gòu)件31后,用構(gòu)件水平縫密封材料24封堵好構(gòu)件安裝及灌漿連通縫30周圈,而不需預設水平縫專用灌漿孔33,待構(gòu)件水平縫密封材料24的密封強度允許灌漿后,將拌制好的呈漿狀的套筒連接灌漿料18用專用灌漿設備或機具從灌漿連接套筒4下方與下方的套筒過漿孔5相連通的灌漿管孔處注入,套筒連接灌漿料18通過灌漿連接套筒4下方與第二FRP筋或鋼筋20的間隙處流入構(gòu)件安裝及灌漿連通縫30,將構(gòu)件安裝及灌漿連通縫30的空氣排出直至套筒連接灌漿料18漿面到達灌漿連接套筒4的下端面處,套筒連接灌漿料18開始分別進入第一混凝土構(gòu)件31的各個灌漿連接套筒4,將灌漿連接套筒4與第一FRP筋或鋼筋19的間隙的空氣從灌漿連接套筒4上方的過漿孔5及其與其相連PVC管或塑料管排出,待套筒連接灌漿料18柱狀從灌漿連接套筒4上方的套筒過漿孔5流出時,用進出漿孔密封塞23封堵該孔,其后各步驟與應用的第三實施例相同。
應用的第四實施例,見圖17,本實施例與應用的第三實施例的區(qū)別在于灌漿連接套筒4中部在第一FRP筋或鋼筋19應插入深度的位置設有限位螺釘或銷釘安裝孔7,并安裝了限位螺釘25,將一根第一FRP筋或鋼筋19從套筒密封環(huán)21中部的孔插入到灌漿連接套筒4內(nèi)腔頂在到限位螺釘25上即達設計要求的深度,其它各項操作均可與應用的第三實施例相同。
應用的第五實施例,見圖18,本實施例與以上實施例區(qū)別在于該灌漿連接套筒4用于預制混凝土結(jié)構(gòu)安裝的水平連接梁的鋼筋處,灌漿連接套筒4兩端均設有套筒過漿孔5,且在兩端設有密封件安裝溝槽6,套筒過漿孔5均相對密封件安裝溝槽6在灌漿連接套筒4中部一側(cè),事先安裝有套筒密封環(huán)21,使用時,將灌漿連接套筒4先套在一端預制混凝土梁構(gòu)件的第一FRP筋或鋼筋19上,當對接的梁安裝到工位上后,兩根預制混凝土的梁構(gòu)件上的水平第一FRP筋或鋼筋19與第二FRP筋或鋼筋20軸線相對基本同軸,水平端頭相距在規(guī)定長度范圍內(nèi),然后將,灌漿連接套筒4從第一FRP筋或鋼筋19向第二FRP筋或鋼筋20上移動,直到第一FRP筋或鋼筋19在灌漿連接套筒4內(nèi)的深度均滿足連接設計長度要求后,將灌漿連接套筒4的套筒過漿孔5轉(zhuǎn)至水平軸的上方,套筒過漿孔5孔口超過灌漿連接套筒4內(nèi)腔的在水平方向上的最高點,灌漿連接時,用專用灌漿設備將拌制好的呈漿狀的套筒連接灌漿料18從灌漿連接套筒4的任意一個套筒過漿孔5處注入,直至套筒連接灌漿料18從灌漿連接套筒4的另一端的套筒過漿孔5處流出,該套筒的灌漿連接即完畢,繼續(xù)灌注第一FRP筋或鋼筋19與第二FRP筋或鋼筋20連接的其它灌漿連接套筒4,各項操作均可與以上相同,然后靜置,到套筒連接灌漿料18的抗壓強度達到下一步工序施工的規(guī)定強度后,再進行下一施工工序的作業(yè),如澆筑該段的混凝土等。
本實施例也可以采用本實用新型圖9的灌漿套筒實施例,與上述施工工藝的區(qū)別僅在于:需要在灌漿套筒4外側(cè)與第一FRP筋或鋼筋19和第二FRP筋或鋼筋20的接縫處纏繞密封材料,防止灌漿施工時套筒灌漿料18從灌漿套筒4內(nèi)流出。此外,本實用新型圖9的灌漿套筒實施例還可以用于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的已經(jīng)用水平箍筋綁扎好的豎向鋼筋籠的鋼筋連接,由于套筒端口孔徑與被連接的第一FRP筋或鋼筋19和第二FRP筋或鋼筋20外徑相近且略大,該實施例的灌漿連接套筒4連接鋼筋籠的對接鋼筋,施工方便。配合超快凝固的高強套筒灌漿料18,本實施例對特殊混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的鋼筋對接具有較好的施工工藝性,可顯著提高安裝和施工速度。
應用的第六實施例,見圖19,本實施例與應用的第二實施例~應用的第五實施例的區(qū)別在于灌漿連接套筒4的一端安裝有螺塞10,螺塞10已通過其外表加工的與灌漿連接套筒4的螺塞連接螺紋9相匹配的外螺紋與灌漿連接套筒4連接,灌漿連接套筒4上靠近螺塞10處設有一個套筒過漿孔5,在混凝土預制構(gòu)件生產(chǎn)工廠,先將第一FRP筋或鋼筋19的一端加工出符合設計要求的連接螺紋,再將該鋼筋通過連接螺紋安裝在螺塞10另一端的鋼筋連接螺紋12孔上,并擰至第一FRP筋或鋼筋19的端部頂在鋼筋限位臺肩11上,并使擰緊力矩達到設計規(guī)定的力矩值,然后將灌漿連接套筒4另一端固定在預制構(gòu)件模板上,并與模板之間做好密封,以下步驟與應用的第四實施例相同,采用本實施例的灌漿連接,連接相同直徑的鋼筋時,灌漿連接套筒4內(nèi)所需套筒連接灌漿料18量少于應用的第一~第四實施例。
本實用新型冷輥軋成型工藝生產(chǎn)的厚壁無縫鋼管,其外表面有凹槽,內(nèi)表面有凸起,輥軋變形區(qū)域變形小,傳力可靠、性能好;本實用新型冷輥軋成型工藝是軋制設備的軋輥在動力軸驅(qū)動下繞自身軸線轉(zhuǎn)動,無縫鋼管毛坯插到軋輥之間并與各個軋輥的輥軋斜面擠壓前段相接處,隨著軋輥轉(zhuǎn)動,無縫鋼管毛坯在軋輥的摩擦力作用下繞軋輥的加工中心線轉(zhuǎn)動并前進,無縫鋼管毛坯的外徑被壓縮,并使其內(nèi)、外徑均產(chǎn)生塑性變形、徑向尺寸縮小,軋輥中、后段外圓上設有多個間隔的凸起,無縫鋼管毛坯在5℃~40℃環(huán)境溫度下輥軋加工,在外徑變小,表面形成螺旋狀凹槽的同時,無縫鋼管毛坯的內(nèi)徑也變小并形成均布的凹凸波紋,最終制成一種內(nèi)表面由凹凸的厚壁無縫鋼管;用該無縫鋼管進一步加工制造成的灌漿連接套筒,機械切削加工量小,成本低,性能好。
本實用新型冷輥軋成型的無縫鋼管加工方法相比已有僅以冷輥擠壓鋼管外表面局部,使局部產(chǎn)生塑性變形并形成凹槽的加工方法,本冷輥軋成型工藝在加工無縫鋼管時內(nèi)孔無需支撐芯軸,可以加工長度很長的管毛坯,在管的縮徑過程中通過軋輥外徑在不同區(qū)域的形狀變化逐漸加大變形量,變形帶來管體被加工區(qū)域溫度的升高,在軋輥后段無縫鋼管毛坯進行較大變形的階段,鋼管的輥軋溫度實際是在室溫以上數(shù)十度甚至上百度的條件下進行,本實用新型利用鋼鐵材料溫度升高后屈服點降低、塑性提高的特性,使得強度較高、塑性不好的鋼材的冷壓變形條件得到了改善,在無縫鋼管毛坯的外徑上軋制出的凹槽相比傳統(tǒng)冷輥軋工藝壓出的凹槽深度小的情況下,即可在鋼管內(nèi)壁形成均勻的凹凸波紋構(gòu)造,減少甚至消除了無縫鋼管經(jīng)冷軋變形后出現(xiàn)的可見或不可見裂紋和內(nèi)應力不均的質(zhì)量風險。由于該工藝可用長度很長的無縫鋼管坯整支快速、連續(xù)地加工,因此無縫鋼管的成型生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品強度高,缺陷少,性能好;以該種工藝制造的無縫鋼產(chǎn)品做原材料加工的灌漿套筒,具有均勻、密集的波紋狀凹凸內(nèi)表面,可免除對套筒內(nèi)表面的大量加工,為灌漿料提供良好錨固結(jié)構(gòu),大幅低降低了灌漿套筒的加工成本,填補了國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)的空白。
本實用新型利用了金屬冷變形發(fā)熱的原理,突破了傳統(tǒng)的厚壁無縫鋼管光圓管冷軋生產(chǎn)的工藝,提出了采用帶凸起冷軋輥進行微縮徑的冷滾軋工藝,并以此工藝實現(xiàn)了在厚壁無縫鋼管外表面經(jīng)不均勻軋制變形后在內(nèi)壁形成凹凸波紋的一種新型無縫鋼管產(chǎn)品。本無縫鋼管具有以下優(yōu)點:
1)內(nèi)應力小,承載能力高。由于軋制段各階段金屬均有變形,溫度都有升高,在進行最終的外徑不均勻擠壓變形加工時,被加工段的金屬是在較高的溫度狀態(tài),變形的不會像傳統(tǒng)的局部冷輥壓變形工藝那樣變形部分的金屬受周圍常溫狀態(tài)金屬的拘束,變形產(chǎn)生的內(nèi)應力相對減小,且本實用新型的無縫鋼管(1)的全長范圍都有經(jīng)過輥軋加工,相比傳統(tǒng)的套筒局部冷輥軋工藝在變形量差異要??;此外,由于加工段材料溫度升高和無周圍冷態(tài)金屬約束,輥軋時使管內(nèi)徑局部縮徑變形形成凸起對管外表面的局部變形凹槽深度要求也較小,因此整管上各處的殘余內(nèi)應力也要少,因此成型后無縫鋼管全長上輥軋有凹槽的斷面與沒有凹槽的斷面承載能力差異也小,承載力好;
2)制作灌漿連接套筒(4),內(nèi)腔錨固效果好。由于在無縫鋼管(1)內(nèi)壁形成的凹凸波紋是連續(xù)、密集的,即成型的無縫管內(nèi)壁全長范圍布滿螺旋環(huán)狀波紋,相比局部加工凹槽或凸起的傳統(tǒng)灌漿連接套筒,本實用新型的無縫鋼管(1)內(nèi)壁設有更多數(shù)量的具有弧形楔面鎖緊功能的凹槽或凸起,雖然該波紋的高度比傳統(tǒng)灌漿連接套筒的凸起高度或凹槽深度低,但可提供鎖緊錨固作用的內(nèi)壁凹凸結(jié)構(gòu)總面積加大了,因此實際在FRP筋或鋼筋所需的連接長度范圍內(nèi),錨固效果不降低,反而有所提高。
3)材料適用范圍增加,可利用高強材料減小灌漿連接套筒(4)的外徑。由于外表面變形量可以減小,本實用新型的無縫鋼管(1)可以使用的材料范圍就變寬了,包括碳當量在0.55以上強度高、塑性較低的鋼材也可以應用,這樣在內(nèi)腔直徑相同的條件下,以本實用新型的無縫鋼管制造的灌漿連接套筒(4)相比傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品壁厚更薄,而內(nèi)表面凹凸波紋高度相對較低,因此可使本實用新型的無縫鋼管材料制造的灌漿連接套筒在內(nèi)腔直徑相同的條件下,具有更小的外徑。
本實用新型的提出的專門用于制作灌漿連接套筒的冷輥軋成型無縫鋼管,具有更小的外形尺寸,更安全的結(jié)構(gòu),更優(yōu)材料性能,更高的生產(chǎn)效率,直接使用該無縫鋼管制造FRP筋和帶肋鋼筋連接用灌漿套筒,可減少甚至免除了對套筒內(nèi)腔進行的切削加工,大大提升了灌漿連接套筒的生產(chǎn)效率,降低了制造成本,提高了套筒承載能力和安全性,有利于套筒灌漿連接技術(shù)持續(xù)地大面積推廣應用。
以上所述,僅是本實用新型的較佳實施例而已,并非對本實用新型的結(jié)構(gòu)作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均屬于本實用新型的技術(shù)方案范圍內(nèi)。