专利名称：：预应力薄壁高压钢管的制作方法
技术领域：
：本发明涉及输油、输气、输水管材领域，尤其是一种预应力薄壁高压钢管。
背景技术：
：钢管一般应用在地理环境不允许开槽作业、施工环境要求噪音较小并不对交通产生影响或者地面容易沉降的情况下。目前用于输送压力流体的钢管主要采用的钢板抗拉强度一般为200MPa左右，即使是X80的特种钢材制作的钢管，抗拉强度也只有600MPa左右，由于这些钢材的屈服强度较低，所以在制造耐压强度高或外荷载较大的钢管时，钢管的管壁设计非常厚。以DN1800的输水管道为例，工作条件均为工作压力0.6MPa，覆土深度2m，非预应力钢管所需的钢板厚度至少为14mm，每延米管道钢材用量为695Kg,。钢管管壁厚度增加虽能满足输送压力流体的目的，但是存在如下问题l.钢管管壁加厚，导致生产每根钢管的用钢量加大，原材料成本升高；2.钢管管壁加厚，导致钢管重量加大，运输以及施工的难度加大。近来钢材价格的大幅度增长，给输油、输气、输水用的钢管生产厂家带来无限的压力，原材料上涨必然引起售价的上升，而国家又采取货币紧縮政策，给钢管的使用带来巨大的压力，这就不得不使钢管行业寻找新的发展出路。
发明内容本发明的目的在于提供一种预应力薄壁高压钢管；本管整体结构简单，设计科学合理，节约了生产成本，提高了生产效率，且重量较轻，有效降低了运输、吊装以及施工的成本。本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的一种预应力薄壁高压钢管，其中在薄壁内胆钢管外壁固装有一保护层，在保护层内的薄壁内胆钢管外壁上缠绕有预应力钢丝，薄壁内胆钢管厚度为430mm。而且，工作压力为0.4-10MPa用于输水的预应力薄壁高压钢管薄壁内胆钢管采用的Q235普通钢材，工作压力为10-40MPa用于输油、输气的预应力薄壁高压钢管薄壁内胆钢管采用Q235普通钢材或X52、X65、X70、X80、X120管线钢，管材的薄壁内胆钢管采用厚度为4-30mm的钢板巻焊而成。而且，所述的预应力钢丝缠绕的螺距t为540rnrn。而且，所述的保护层为水泥砂浆保护层，纤维混凝土保护层或聚合物保护层。而且，预应力薄壁高压钢管两端的接口形式采用直接焊接、钢制承插口或者法兰连接形式。本发明的优点和有益效果为1.本预应力薄壁高压钢管由于采用了高强度预应力钢丝缠绕技术，内层胆为Q235或X级管线钢，比非预应力直缝焊、螺旋焊钢管可以大量的节省钢材的使用，从而大量节约了成本，并且给国家节能减排的政策提供了最大的支持，相对于现有技术中的用于输油、输气、输水的钢管整体钢材用量大幅度降低，从而大大提高了产品的竞争力。2.本预应力薄壁高压钢管外壁缠绕有预应力钢丝，大大增强了整体管材抵御外压覆土的能力，在同等外压覆土和内压情况下，使整体管材壁厚变薄，减轻整体管材的重量，降低预应力薄壁高压钢管整体施工造价和施工难度。3.本预应力薄壁高压钢管薄于国家标准和国际标准钢板厚度的规定，普通直缝焊、螺旋焊钢管的壁厚一般较厚，本钢管采用钢板和预应力钢丝的叠加效果，可以明显降低钢板厚度(薄壁内胆钢板厚度减薄到非预应力直缝焊、螺旋焊钢管钢板厚度的1/10-9/10，薄壁内胆钢板用量减少到非预应力直缝焊、螺旋焊钢管钢板厚度的1/10-9/10)，同时仍可满足使用要求。此外，对于原来设计为材质为管线钢的油气钢管可以采用普通钢板巻制钢管后缠绕高强度预应力钢丝，同样可达到管线钢的各种技术要求，而普通钢板价格约为管线钢价格的l/2左右，能够大量的节省材料成本，对于普通钢材制作的钢管，在缠绕高强度预应力钢丝的同时大大降低了钢板的厚度，同样能够大幅度的节省材料成本。4.本预应力薄壁高压钢管的薄壁内胆钢管厚度做了科学有效的分析得出其更科学的厚度t，该t的取值范围为430mm，可以根据不同的工况进行调整，使管材的整体达到更佳的抵御外压荷载以及内压的状态。图l为本发明的结构示意图；图2为图1的A-A向截面放大图；图3为图1的B-B向截面放大图。具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。本发明薄壁内胆钢管两端的接口形式可采用直接焊接、钢制承插口或者法兰连接形式，本实施例附图所示的薄壁内胆钢管两端采用钢制承插口形式。一种预应力薄壁高压钢管，其中在薄壁内胆钢管2的两端分别同轴固装有一薄壁内胆钢管承口5及一薄壁内胆钢管插口1，该薄壁内胆钢管插口外壁径向上制有凹槽，该凹槽的数量可以为13个，本实施例附图所示的薄壁内胆钢管插口凹槽的数量为2个，该凹槽在管材施工安装的过程中套装有密封胶圈，以达到密封薄壁内胆钢管承口与薄壁内胆钢管插口的作用，薄壁内胆钢管插口在薄壁内胆钢管外壁及薄壁内胆钢管承口外壁均固装有一保护层4，保护层为水泥砂浆保护层，或者纤维混凝土保护层、或聚合物保护层。本实施例附图所示的保护层为前者水泥砂浆保护层，该水泥砂浆保护层是由喷浆机直接喷射到薄壁内胆钢管外壁及薄壁内胆钢管承口外壁上，在水泥砂浆保护层内的薄壁内胆钢管外壁及薄壁内胆钢管承口外壁上均缠绕有预应力钢丝3，预应力钢丝缠绕的螺距t为540mm，可以根据不同的工况进行取值范围的选定，本实施例附图所示的螺距为5mm，薄壁内胆钢管厚度为430mm，本实施例附图所示的薄壁内胆钢管的厚度t为18mm。本发明在同样的工作条件下同非预应力直缝焊、螺旋焊钢管相比节省了大量的钢材。下面以DN1800mm的钢管为例具体叙述工作条件为工作压力0.6MPa，覆土深度2m;<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>预应力薄壁高压钢管同非预应力直缝焊、螺旋焊钢管相比钢材节省比例高达43%。下面以直径1219mm的输油、输气管道为例进一步说明<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>每延米钢材成本节省总量为2706元，节省幅度高达45%。权利要求1.一种预应力薄壁高压钢管，其特征在于在薄壁内胆钢管外壁固装有一保护层，在保护层内的薄壁内胆钢管外壁上缠绕有预应力钢丝，薄壁内胆钢管厚度为4～30mm。2.根据权利要求1所述的预应力薄壁高压钢管，其特征在于工作压力为0.4-10MPa用于输水的预应力薄壁高压钢管薄壁内胆钢管采用的Q235普通钢材，工作压力为10-40MPa用于输油、输气的预应力薄壁高压钢管薄壁内胆钢管采用Q235普通钢材或X52、X65、X70、X80、X120管线钢，管材的薄壁内胆钢管采用厚度为4-30mm的钢板巻焊而成。3.根据权利要求1所述的预应力薄壁高压钢管，其特征在于所述的预应力钢丝缠绕的螺距t为540mm。4.根据权利要求1所述的预应力薄壁高压钢管，其特征在于所述的保护层为水泥砂浆保护层，纤维混凝土保护层或聚合物保护层。5.根据权利要求1所述的预应力薄壁高压钢管，其特征在于预应力薄壁高压钢管两端的接口形式采用直接焊接、钢制承插口或者法兰连接形式。全文摘要本发明涉及一种预应力薄壁高压钢管，其中在薄壁内胆钢管外壁固装有一保护层，在保护层内的薄壁内胆钢管外壁上缠绕有预应力钢丝，薄壁内胆钢管厚度为4～30mm。本发明整体结构简单，设计科学合理，节约了生产成本，提高了生产效率，且重量较轻，有效降低了运输、吊装以及施工的成本。文档编号F16L9/00GK101639139SQ20081005402公开日2010年2月3日申请日期2008年7月31日优先权日2008年7月31日发明者亮张,斌赵申请人:天津万联管道工程有限公司