[其他]縮小金屬管直徑的熱塑方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101986000003742
• 申請(qǐng)日: 1986-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN1003532B
• 公開（公告）日: 1989-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金谷文善;松文繁明;熱田稔雄;山田猛;森英介;荒木俊光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 川崎重工業(yè)株式會(huì)社
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 王申;王憲模

為了縮小金屬管（１０）的軸向有限部分（２０）的直徑，利用環(huán)形加熱器（１２）從外部加熱該部分，同時(shí)冷卻其鄰近部分（２２）至足以限制被加熱部分自由熱膨脹的溫度，被加熱部分在冷卻時(shí)其直徑變得比金屬管其余部分要小，使環(huán)形加熱器（１２）和金屬管（１０）沿管子縱向從一端到另一端彼此相對(duì)移動(dòng)，同時(shí)至少用水冷卻被加熱部分的鄰近部分，可以同樣地縮小金屬管全長(zhǎng)度的直徑。同一方法適用于制造運(yùn)輸流體用的耐磨雙璧管，這種雙璧管也在此處予以公開。

本發(fā)明涉及一種熱塑性地縮小金屬管直徑的新方法。本發(fā)明方法與縮小外管件直徑使其收縮在內(nèi)管件上以制造運(yùn)輸流體用的耐磨管道之類雙壁管的過(guò)程相結(jié)合，是特別有用的。

管道構(gòu)成了許多企業(yè)中運(yùn)輸各種流體和流化固體的主要工具。在管道運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)中，有煤、礦物之類固體的粉漿（與水的混合物）和水泥。諸如粉塵和石英砂之類的固體微粒是利用空氣壓力傳送的。運(yùn)輸此類流化固體時(shí)遇到的一個(gè)問(wèn)題是管道內(nèi)部的磨耗和快速磨損。

這個(gè)問(wèn)題的一種已知的解決辦法是利用用作氣體管道的那種等級(jí)的廉價(jià)鋼管。當(dāng)磨損時(shí)，這種廉價(jià)的管子被新管子替換，或者在磨損的部位焊接上補(bǔ)塊。但是，在抗磨特別重要的用途中，也使用諸如含鉻量高的鑄造不透鋼之類較昂貴材料的管子。

通常，鋼料的抗磨性能在很大程度上取決于它們的硬度，高抗磨材料總是非常硬的。某些用作耐磨管子材料的鑄造不銹鋼具有高達(dá)81以上的肖氏硬度。但是，硬度愈高，鋼料的延性就愈低。用上面提到的高鉻量不銹鋼制造的管子鑄件在沖擊負(fù)荷下容易滲漏。

硬的抗磨鋼料的另一些弱點(diǎn)是可焊性和機(jī)械加工性差。由這些材料制成的管段不能在其上面焊接法蘭盤。即使管段上具有形成一體的法蘭盤，在法蘭盤的鉆孔、拋光等隨后的機(jī)械加工中也會(huì)遇到困難。管子的焊接修補(bǔ)也不容易。此外制造費(fèi)用也非常高。

因此，近來(lái)提出和使用了具有耐磨內(nèi)襯的鋼管，這種帶內(nèi)襯的管子是用離心鑄造法和用拼裝焊接法制成的，內(nèi)襯用冶金方法與管子本身相結(jié)合。帶耐磨內(nèi)襯的管子在抗磨性能方面要比普通鋼管優(yōu)越得多，因此有效壽命也要長(zhǎng)得多，一個(gè)附加的優(yōu)點(diǎn)是管子本身不需要抗磨，因此管子可以用延性充分大的可焊接的材料來(lái)制造。使用這種材料使得有可能提供這樣的管子，它們不像用抗磨材料單獨(dú)制成的管子，而是具有足夠大的抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)度，并可以在法蘭盤上進(jìn)行焊接。

但是內(nèi)襯不管其制造方法如何都具有殘余的拉應(yīng)力，因而帶耐磨內(nèi)襯的鋼管易于破裂，這一點(diǎn)抵銷了上述優(yōu)點(diǎn)。在內(nèi)襯中產(chǎn)生的裂紋容易擴(kuò)展到管子本身，因?yàn)槿缟纤龉茏邮怯靡苯鸱椒ㄅc內(nèi)襯結(jié)合在一起的。

雙壁管被認(rèn)為是當(dāng)前帶內(nèi)襯鋼管的最好替代物，它們是由兩個(gè)直徑不同的管件構(gòu)成的，一個(gè)套合在另一個(gè)的內(nèi)部。外管件是一種在實(shí)用上具有足夠延性的材料，而內(nèi)管件是一種耐磨材料，外管件和內(nèi)管件不應(yīng)當(dāng)是用冶金方法互相結(jié)合在一起的，而應(yīng)當(dāng)是在壓力下自身接觸緊密的，隨后內(nèi)管件處在壓縮應(yīng)力之下，這種雙壁管具有上述內(nèi)襯管的同樣優(yōu)點(diǎn)，而避免了內(nèi)襯管的缺點(diǎn)。

至今已提出了三種制造自緊密雙壁管的方法。第一種方法是將外管件熱縮到內(nèi)管件上;第二種方法是用液壓法使內(nèi)管件對(duì)著外管件膨脹;第三種方法是使外管件熱膨脹而用液壓法使內(nèi)管件對(duì)著外管件膨脹，所有這些已知的方法都具有下列缺點(diǎn)。

第一種方法要求將外管件內(nèi)徑和內(nèi)管件外徑機(jī)械加工到十分嚴(yán)格的公差。但是，如果內(nèi)管件屬于抗磨材料而非常硬，將它機(jī)械加工到所需的尺寸公差是很困難的。用該法制造接觸壓力穩(wěn)定的細(xì)長(zhǎng)雙壁管，也是十分困難的。

第二和第三種方法在內(nèi)管件直徑對(duì)著外管件產(chǎn)生塑性膨脹方面是相似的。在雙壁管的內(nèi)管件很厚并具有極高的屈服強(qiáng)度的情況下，內(nèi)管件的直徑膨脹需要極高的壓力，因此這兩種方法都是不實(shí)用的。特別是在第二種方法（用液壓法使內(nèi)管件對(duì)著外管件膨脹）中，內(nèi)管件的屈服強(qiáng)度比外管件高，使得內(nèi)管件的塑性膨脹不可避免地在兩個(gè)管件之間造成塑性收縮的某些差異，導(dǎo)致在內(nèi)外管件之間產(chǎn)生空隙。

第二和第三種方法的另外的弱點(diǎn)是，它們只適用于內(nèi)管件為金屬制品的情況。陶瓷最近由于其強(qiáng)度大、重量輕和抗磨、耐腐蝕而被提出來(lái)作為雙壁管內(nèi)管件的材料。陶瓷當(dāng)然不可能膨脹，不管用液壓法還是加熱法。