一种免焊接的钢管连接工艺的制作方法

本发明涉及钢管领域，更具体地说，涉及一种免焊接的钢管连接工艺。

背景技术：

钢管是具有空心截面，其长度远大于直径或周长的钢材。按截面形状分为圆形、方形、矩形和异形钢管；按材质分为碳素结构钢钢管、低合金结构钢钢管、合金钢钢管和复合钢管；按用途分为输送管道用、工程结构用、热工设备用、石油化工工业用、机械制造用、地质钻探用、高压设备用钢管等；按生产工艺分为无缝钢管和焊接钢管，其中无缝钢管又分热轧和冷轧(拔)两种，焊接钢管又分直缝焊接钢管和螺旋缝焊接钢管。

钢管不仅用于输送流体和粉状固体、交换热能、制造机械零件和容器，它还是一种经济钢材。用钢管制造建筑结构网架、支柱和机械支架，可以减轻重量，节省金属20-40％，而且可实现工厂化机械化施工。用钢管制造公路桥梁不但可节省钢材、简化施工，而且可大大减少涂保护层的面积，节约投资和维护费用。

在进行长距离液体运输时，钢管往往相互之间需要拼接延长运输路径，现有技术中一般使用焊接的方式，连接两根钢管，但是这种方式操作相对较为繁琐，效率较低，影响整体的铺设效率。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种免焊接的钢管连接工艺，它通过外凸胶块和内凹限位槽的挤压配合，使钢管首尾相互之间挤压连接，配合加热的操作，使外凸胶块部分熔化呈流动态，渗入至半球卡环处，形成密封层，有效保证密封效果，相较于现有技术，不需进行焊接的操作，使连接效率更高，并且在凹凸不平的内凹限位槽的作用下，一方面增大外凸胶块与内凹限位槽挤压接触的面积，增强二者的挤压强度，另一方面，尖刺扎破储胶囊，使金属快干胶溢出，有效加固外凸胶块与内凹限位槽的连接强度，并且部分尖刺扎进外凸胶块内，有效限制外凸胶块在内凹限位槽内不易移动，综上多重作用，有效保证两根钢管之间的连接强度。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种免焊接的钢管连接工艺，包括以下步骤：

s1、首先将一个钢管的尾部对准另一个钢管的端部；

s2、扭转其中一个钢管调整位置，使尾部的外凸胶块与端部的内凹限位槽错位，然后将尾部插入端部内，直至插不动时停止；

s3、再次转动尾部，使外凸胶块卡入内凹限位槽内；

s4、对端部的外壁进行加热处理，边加热边转动，2-3min后，结束加热，冷却降温后，朝向端部和尾部之间的缝隙充入玻璃胶，完成连接。

进一步的，所述s4中加热的温度为105-120℃，通过加热，可以将弹性凸块熔化，使其具备流动性，从而溢出内嵌槽至半球卡环与钢管端部内壁之间，从而在该处形成密封层，配合玻璃胶，有效保证本钢管连接处的密封效果，且加热时，将钢管竖起，竖起角度不低于60°，便于熔化的弹性凸块朝向半球卡环处流动。

进一步的，所述s4中加热时，使用热风机朝向尾部和端部之间的空隙内吹入热空气，一方面热空气可以辅助弹性凸块更快熔化，另一方面有效推动熔化的热熔胶朝向半球卡环处移动，加速密封层的形成。

进一步的，所述内凹限位槽在钢管端部以及外凸胶块在钢管尾部均设置有多个，且两个内凹限位槽之间的距离与两个外凸胶块之间的距离相同，使二者相互匹配，能够卡接在一起，从而有效限制两个钢管连接在一起后的强度，使二者不易相互脱落。

进一步的，所述内凹限位槽内壁为凹凸不平结构，当外凸胶块进入到内凹限位槽内时，与凹凸不平的部分挤压接触，从而显著提高外凸胶块和内凹限位槽处的强度，使该处不易松动，有效保证钢管的连接强度，且内凹限位槽内壁固定连接有多个均匀分布的尖刺，当外凸胶块进入到内凹限位槽内时，尖刺可以刺破储胶囊，使其内部的金属快干胶溢出，进而对外凸胶块和内凹限位槽处进行胶粘，进一步提高二者之间的连接强度，另外外凸胶块卡入内凹限位槽内后，部分尖刺扎进胶变层内，可以使外凸胶块在内凹限位槽内不易发生位置的松动。

进一步的，所述钢管尾部外端固定连接有半球卡环，所述尾部还开凿有内嵌槽，且半球卡环位于内嵌槽左侧，所述外凸胶块固定连接在内嵌槽内底端，所述外凸胶块包括与内嵌槽内底端固定连接的胶变层以及包裹在胶变层外的弹性凸块，所述弹性凸块外表面与内嵌槽相匹配，所述胶变层上端部固定镶嵌有多个均匀分布的渗液球。

进一步的，所述弹性凸块为热熔胶材料制成，使其加热时能够熔化，呈现一定的流动性，便于在半球卡环处形成密封圈，有效提高两根钢管连接处的强度，所述胶变层硅橡胶材料制成，使其受到挤压后能够发生一定的形变，当根部插入端部时，其能够在压缩的状态下被插入钢管端部，使其不易影响二者的插接。

进一步的，所述渗液球包括蘑菇状顶柱、固定连接在蘑菇状顶柱下端的底半球以及固定连接在蘑菇状顶柱和底半球边缘之间的储胶囊，所述储胶囊内填充有金属快干胶。

进一步的，所述储胶囊上端部的横向最大跨度为根部横向跨度的4-5倍，所述储胶囊上端部跨度不小于渗液球半径，且蘑菇状顶柱和储胶囊连接处位于底半球外，使根部插入端部的过程中，渗液球处主要是蘑菇状顶柱上端部受力，有效保护储胶囊处不易在插入过程中受力，从而有效避免储胶囊处提前破裂的情况发生。

进一步的，所述蘑菇状顶柱和底半球均为硬质结构，使外凸胶块受到挤压时，渗液球与端部内壁接触时，具有一定的承载性，所述储胶囊为弹性密封材料制成。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过外凸胶块和内凹限位槽的挤压配合，使钢管首尾相互之间挤压连接，配合加热的操作，使外凸胶块部分熔化呈流动态，渗入至半球卡环处，形成密封层，有效保证密封效果，相较于现有技术，不需进行焊接的操作，使连接效率更高，并且在凹凸不平的内凹限位槽的作用下，一方面增大外凸胶块与内凹限位槽挤压接触的面积，增强二者的挤压强度，另一方面，尖刺扎破储胶囊，使金属快干胶溢出，有效加固外凸胶块与内凹限位槽的连接强度，并且部分尖刺扎进外凸胶块内，有效限制外凸胶块在内凹限位槽内不易移动，综上多重作用，有效保证两根钢管之间的连接强度。

(2)s4中加热的温度为105-120℃，通过加热，可以将弹性凸块熔化，使其具备流动性，从而溢出内嵌槽至半球卡环与钢管端部内壁之间，从而在该处形成密封层，配合玻璃胶，有效保证本钢管连接处的密封效果，且加热时，将钢管竖起，竖起角度不低于60°，便于熔化的弹性凸块朝向半球卡环处流动。

(3)s4中加热时，使用热风机朝向尾部和端部之间的空隙内吹入热空气，一方面热空气可以辅助弹性凸块更快熔化，另一方面有效推动熔化的热熔胶朝向半球卡环处移动，加速密封层的形成。

(4)内凹限位槽在钢管端部以及外凸胶块在钢管尾部均设置有多个，且两个内凹限位槽之间的距离与两个外凸胶块之间的距离相同，使二者相互匹配，能够卡接在一起，从而有效限制两个钢管连接在一起后的强度，使二者不易相互脱落。

(5)内凹限位槽内壁为凹凸不平结构，当外凸胶块进入到内凹限位槽内时，与凹凸不平的部分挤压接触，从而显著提高外凸胶块和内凹限位槽处的强度，使该处不易松动，有效保证钢管的连接强度，且内凹限位槽内壁固定连接有多个均匀分布的尖刺，当外凸胶块进入到内凹限位槽内时，尖刺可以刺破储胶囊，使其内部的金属快干胶溢出，进而对外凸胶块和内凹限位槽处进行胶粘，进一步提高二者之间的连接强度，另外外凸胶块卡入内凹限位槽内后，部分尖刺扎进胶变层内，可以使外凸胶块在内凹限位槽内不易发生位置的松动。

(6)钢管尾部外端固定连接有半球卡环，尾部还开凿有内嵌槽，且半球卡环位于内嵌槽左侧，外凸胶块固定连接在内嵌槽内底端，外凸胶块包括与内嵌槽内底端固定连接的胶变层以及包裹在胶变层外的弹性凸块，弹性凸块外表面与内嵌槽相匹配，胶变层上端部固定镶嵌有多个均匀分布的渗液球。

(7)弹性凸块为热熔胶材料制成，使其加热时能够熔化，呈现一定的流动性，便于在半球卡环处形成密封圈，有效提高两根钢管连接处的强度，胶变层硅橡胶材料制成，使其受到挤压后能够发生一定的形变，当根部插入端部时，其能够在压缩的状态下被插入钢管端部，使其不易影响二者的插接。

(8)渗液球包括蘑菇状顶柱、固定连接在蘑菇状顶柱下端的底半球以及固定连接在蘑菇状顶柱和底半球边缘之间的储胶囊，储胶囊内填充有金属快干胶。

(9)储胶囊上端部的横向最大跨度为根部横向跨度的4-5倍，储胶囊上端部跨度不小于渗液球半径，且蘑菇状顶柱和储胶囊连接处位于底半球外，使根部插入端部的过程中，渗液球处主要是蘑菇状顶柱上端部受力，有效保护储胶囊处不易在插入过程中受力，从而有效避免储胶囊处提前破裂的情况发生。

(10)蘑菇状顶柱和底半球均为硬质结构，使外凸胶块受到挤压时，渗液球与端部内壁接触时，具有一定的承载性，储胶囊为弹性密封材料制成。

附图说明

图1为本发明的主要的流程结构示意图；

图2为本发明的两根钢管连接处的结构示意图；

图3为本发明的钢管端部内壁部分的结构示意图；

图4为本发明的钢管根部部分的结构示意图；

图5为本发明的钢管根部在插入钢管端部时部分的结构示意图；

图6为本发明的渗液球截面的结构示意图。

图中标号说明：

1半球卡环、2外凸胶块、21胶变层、22弹性凸块、3内凹限位槽、4尖刺、5渗液球、51蘑菇状顶柱、52底半球、53储胶囊。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，图中a表示钢管端部，b表示钢管尾部，钢管端部的内径略大于钢管尾部的外径，一种免焊接的钢管连接工艺，包括以下步骤：

s1、首先将一个钢管的尾部对准另一个钢管的端部；

s2、扭转其中一个钢管调整位置，使尾部的外凸胶块2与端部的内凹限位槽3错位，然后将尾部插入端部内，直至插不动时停止；

s3、再次转动尾部，使外凸胶块卡入内凹限位槽内；

s4、对端部的外壁进行加热处理，边加热边转动，2-3min后，结束加热，冷却降温后，朝向端部和尾部之间的缝隙充入玻璃胶，完成连接。

s4中加热的温度为105-120℃，通过加热，可以将弹性凸块22熔化，使其具备流动性，从而溢出内嵌槽至半球卡环1与钢管端部内壁之间，从而在该处形成密封层，配合玻璃胶，有效保证本钢管连接处的密封效果，且加热时，将钢管竖起，竖起角度不低于60°，便于熔化的弹性凸块22朝向半球卡环1处流动，s4中加热时，使用热风机朝向尾部和端部之间的空隙内吹入热空气，一方面热空气可以辅助弹性凸块22更快熔化，另一方面有效推动熔化的热熔胶朝向半球卡环1处移动，加速密封层的形成。

请参阅图2，内凹限位槽3在钢管端部以及外凸胶块2在钢管尾部均设置有多个，且两个内凹限位槽3之间的距离与两个外凸胶块2之间的距离相同，使二者相互匹配，能够卡接在一起，从而有效限制两个钢管连接在一起后的强度，使二者不易相互脱落，请参阅图3，内凹限位槽3内壁为凹凸不平结构，当外凸胶块2进入到内凹限位槽3内时，与凹凸不平的部分挤压接触，从而显著提高外凸胶块2和内凹限位槽3处的强度，使该处不易松动，有效保证钢管的连接强度，且内凹限位槽3内壁固定连接有多个均匀分布的尖刺4，当外凸胶块2进入到内凹限位槽3内时，尖刺4可以刺破储胶囊53，使其内部的金属快干胶溢出，进而对外凸胶块2和内凹限位槽3处进行胶粘，进一步提高二者之间的连接强度，另外外凸胶块2卡入内凹限位槽3内后，部分尖刺4扎进胶变层21内，可以使外凸胶块2在内凹限位槽3内不易发生位置的松动。

钢管尾部外端固定连接有半球卡环1，尾部还开凿有内嵌槽，且半球卡环1位于内嵌槽左侧，外凸胶块2固定连接在内嵌槽内底端，外凸胶块2包括与内嵌槽内底端固定连接的胶变层21以及包裹在胶变层21外的弹性凸块22，弹性凸块22外表面与内嵌槽相匹配，胶变层21上端部固定镶嵌有多个均匀分布的渗液球5，请参阅图4-5，弹性凸块22为热熔胶材料制成，使其加热时能够熔化，呈现一定的流动性，便于在半球卡环1处形成密封圈，有效提高两根钢管连接处的强度，胶变层21硅橡胶材料制成，使其受到挤压后能够发生一定的形变，当根部插入端部时，其能够在压缩的状态下被插入钢管端部，使其不易影响二者的插接。

请参阅图6，渗液球5包括蘑菇状顶柱51、固定连接在蘑菇状顶柱51下端的底半球52以及固定连接在蘑菇状顶柱51和底半球52边缘之间的储胶囊53，储胶囊53内填充有金属快干胶，储胶囊53上端部的横向最大跨度为根部横向跨度的4-5倍，储胶囊53上端部跨度不小于渗液球5半径，且蘑菇状顶柱51和储胶囊53连接处位于底半球52外，使根部插入端部的过程中，渗液球5处主要是蘑菇状顶柱51上端部受力，有效保护储胶囊53处不易在插入过程中受力，从而有效避免储胶囊53处提前破裂的情况发生，蘑菇状顶柱51和底半球52均为硬质结构，使外凸胶块2受到挤压时，渗液球5与端部内壁接触时，具有一定的承载性，储胶囊53为弹性密封材料制成。

通过外凸胶块2和内凹限位槽3的挤压配合，使钢管首尾相互之间挤压连接，配合加热的操作，使外凸胶块2部分熔化呈流动态，渗入至半球卡环1处，从而在二者缝隙之间形成密封层，并在玻璃胶作用下，有效保证密封效果，相较于现有技术，免于焊接的操作，操作简单，连接效率更高，并且在凹凸不平的内凹限位槽3的作用下，一方面增大外凸胶块2与内凹限位槽3挤压接触的面积，增强二者的挤压强度，另一方面，尖刺4扎破储胶囊53，使金属快干胶溢出，有效加固外凸胶块2与内凹限位槽3的连接强度，并且部分尖刺4扎进外凸胶块2内，有效限制外凸胶块2在内凹限位槽3内不易移动，综上多重作用，有效保证两根钢管之间的连接强度。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。