1.一種承插口包覆的復(fù)合管,其特征在于:包括內(nèi)管(2)和外管(1),內(nèi)管(2)套接在外管(1)內(nèi),外管(1)包括依次連接的承口(11)、管身(12)和插口(13),內(nèi)管(2)采用耐腐蝕金屬材料制成,承口(11)的內(nèi)壁設(shè)有階梯和/或凹槽,內(nèi)管(2)的一段覆蓋部分承口(11)的內(nèi)壁和管身(12)的內(nèi)壁,內(nèi)管(2)的另一段完全包覆插口(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合管,其特征在于:內(nèi)管(2)包括內(nèi)套(22)和插口套(21),覆蓋插口(13)外壁的一段內(nèi)管(2)為插口套(21),覆蓋外管(1)內(nèi)壁的一段內(nèi)管(2)為內(nèi)套(22),插口套(21)為將內(nèi)管(2)一端旋壓外翻成型或者插口套(21)和內(nèi)套(22)焊接在一起,插口套(21)和內(nèi)套(22)焊接在一起時(shí),插口套(21)和內(nèi)套(22)的焊接處位于插口(13)的端面上,覆蓋插口(13)端面的內(nèi)管(2)區(qū)域由插口套(21)翻邊和/或內(nèi)套(22)翻邊后焊接形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合管,其特征在于:內(nèi)套(22)的厚度不小于0.1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合管,其特征在于:管身(12)和插口(13)整體由不銹鋼與碳鋼的復(fù)合板焊接形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合管,其特征在于:相鄰兩根所述復(fù)合管連接時(shí),一根復(fù)合管的插口(13)插入與其相鄰的復(fù)合管的承口(11)內(nèi)并通過密封圈(3)密封,密封圈(3)的外圈接觸一根復(fù)合管承口(11)的內(nèi)管(2)內(nèi)壁、密封圈(3)的內(nèi)圈接觸相鄰復(fù)合管插口(13)外壁上的插口套(21)的外壁,密封圈(3)設(shè)有至少一個(gè),密封圈(3)安裝在承口(11)的內(nèi)壁凹槽內(nèi)或通過限位件對(duì)密封圈(3)限位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一所述的復(fù)合管,其特征在于:承口(11)和內(nèi)管(2)覆蓋承口(11)內(nèi)壁的部分形成復(fù)合承口,插口(13)和內(nèi)管(2)覆蓋插口(13)的部分形成復(fù)合插口,
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合管,其特征在于:步驟a2包括如下步驟:
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合管,其特征在于:步驟a3包括如下步驟:
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合管,其特征在于:步驟a1中,得到的徑向變形量u的微分方程為:,其通解為:,
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)合管,其特征在于:步驟a2中,假設(shè)所述圓環(huán)受到至少兩個(gè)相對(duì)圓心對(duì)稱的徑向集中力p,且相鄰兩個(gè)徑向集中力p之間的夾角為,所述圓環(huán)滿足以下三個(gè)邊界條件:
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合管,其特征在于:步驟a5中,通過實(shí)驗(yàn)或仿真或理論計(jì)算獲得和確定加強(qiáng)圈的最小厚度,通過理論計(jì)算獲得和確定加強(qiáng)圈的最小厚度時(shí),基于基管的插口厚度和根據(jù)縱向復(fù)合梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算公式獲得加強(qiáng)圈的最小厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合管,其特征在于:對(duì)于同一基管,沿著從承口到插口的方向,承口的內(nèi)壁包括依次排列的第一階梯(111)、第二階梯(112)、第三階梯(113)、第四階梯(114)、第五階梯(115),管身的內(nèi)壁一端為第六階梯(116),第四階梯(114)和第五階梯(115)連接處的倒角為第一倒角(r1),第五階梯(115)和第六階梯(116)連接處的倒角為第二倒角(r2),第二階梯(112)和第三階梯(113)連接處的倒角為第三倒角(r3),第一階梯(111)和第二階梯(112)連接處的倒角為第四倒角(r4)、第三階梯(113)和第四階梯(114)連接處的倒角為第五倒角(r5)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的復(fù)合管,其特征在于:步驟c1中,把所述多層結(jié)構(gòu)視作包括至少一個(gè)內(nèi)壁為圓錐面的壓力容器加上至少一個(gè)安裝在壓力容器內(nèi)壁上的環(huán)形加強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu),步驟c1中,第一圓錐為一個(gè)內(nèi)壁為圓錐面的壓力容器,第一倒角(r1)處和第二倒角(r2)處位于第一圓錐的內(nèi)壁上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的復(fù)合管,其特征在于:步驟c1中,設(shè)具有m層非基層(f2)和一層基層(f1),則所述多層結(jié)構(gòu)的平衡方程為:
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的復(fù)合管,其特征在于:步驟c2中,為了使復(fù)合承口達(dá)到強(qiáng)度要求,則第n層非基層(f2)內(nèi)部應(yīng)力與管身內(nèi)壁應(yīng)力之間滿足:,,其中,q0、qn分別為管身和第n層非基層(f2)的材料的屈服強(qiáng)度;為管身的環(huán)向應(yīng)力,s為管身厚度,d0為管身外徑,p是管內(nèi)流體給的壓力,聯(lián)立第n層非基層(f2)的環(huán)向應(yīng)力計(jì)算公式,得到第n層非基層(f2)的厚度和基層(f1)的厚度的關(guān)系:。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的復(fù)合管,其特征在于:已知應(yīng)力最大處對(duì)應(yīng)的基層(f1)的厚度時(shí),根據(jù)第n層非基層(f2)的厚度和基層(f1)的厚度關(guān)系求出屈服應(yīng)力最小一層的最小厚度,設(shè)該層為最小應(yīng)力層,將其它非基層(f2)的厚度設(shè)為不小于最小應(yīng)力層的最小厚度;已知非基層(f2)的厚度時(shí),首先,選取基層(f1)應(yīng)力易集中的至少一處,選取原則為:各選取處的強(qiáng)度滿足要求后,按照外壁設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)出的基層(f1)的其它地方強(qiáng)度也滿足要求;然后根據(jù)第n層非基層(f2)的厚度和基層(f1)的厚度關(guān)系求出各選取處的厚度。
17.一種承插口包覆的復(fù)合管的制造方法,用于制造權(quán)利要求1~5任一所述的復(fù)合管,其特征在于:包括如下步驟:
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制造方法,其特征在于:步驟s2中,通過旋壓成型或者液壓成型,使內(nèi)套(22)緊壓在外管(1)內(nèi)壁,步驟s3中,插口套(21)由將內(nèi)管(2)的一端旋壓成型獲得,或者制作內(nèi)管(2)時(shí),分別制作內(nèi)套(22)和插口套(21),將插口套(21)套在插口(13)外壁上,在步驟s3和步驟s4之間,將內(nèi)套(22)和插口套(21)焊接,焊接處位于所述復(fù)合管的插口(13)一端的端面上。