高强度耐冲击无缝钢管及其制备工艺的制作方法

1.本发明涉及无缝钢管技术领域，尤其涉及高强度耐冲击无缝钢管及其制备工艺。


背景技术：

2.钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一，由于工业水平的不断发展，现代化钢结构工程发展迅猛，我国钢结构的设计、制造、安装水平也达到了较高的水平，钢结构以其自身的特点能够搭建结构复杂多样的建筑，无缝钢管是重要的钢材组件，无缝钢管由整块金属制成的，表面上没有接缝，根据生产方法，无缝管分热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管等，根据用途不同，有厚壁管和薄壁管。无缝钢管主要用做石油地质钻探管、石油化工用的裂化管、锅炉管、轴承管以及汽车、拖拉机、航空用高精度结构钢管，无缝钢管的生产加工要经过加热、穿孔、打头、退火、酸洗等一些列步骤成型。
3.现有的无缝钢管强度往往达不到实用的需求，因此，如何提供一种高强度耐冲击无缝钢管及其制备工艺是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出高强度耐冲击无缝钢管及其制备工艺，本发明。
5.根据本发明实施例的一种高强度耐冲击无缝钢管，包括外管、中管、内管，所述中管与内管之间的第一隔层内填充安装有若干缓冲支架，且第一隔层的其余位置填充有吸震颗粒，所述缓冲支架包括弹性顶板，所述弹性顶板顶面与中管内壁接触设置，所述弹性顶板底面安装有支撑杆，且支撑杆底端与内管外壁接触设置，所述弹性顶板外侧与支撑杆底端连接设置有多个缓冲杆，所述中管与外管之间的第二隔层内设有缓冲层，所述外管、中管以及内管内壁均设置有凯夫拉纤维层。
6.优选的，所述缓冲层填充有泡沫碳素；
7.所述泡沫碳素是由以下重量份数的组分制成：碳素80
‑
100份、镁粉3
‑
5份、酚12
‑
15份、铝粉1
‑
2份、明胶120
‑
150份、改性发泡剂0.5
‑
1份。
8.优选的，所述泡沫碳素的制备方法包括如下方法：
9.s1、将酚、明胶、改性发泡剂溶于40
‑
90℃热水，并以1500
‑
2000rpm的搅拌速度搅拌5
‑
10min，使熔体粘度增加搅拌至完全溶解；
10.s2、再加入碳素、镁粉、铝粉将上述反应液加热至1600
‑
1900℃恒温，进行发泡及固化，反应时间为60
‑
240min；
11.s3、冷却成型后，使其在空气自然冷却或强制水冷，并干燥后即得泡沫碳素材料。
12.优选的，所述外管、中管以及内管的制备方法包括如下方法：
13.s1、将管坯加热到1150
‑
1300℃，保温1
‑
4h，加热后在穿孔机上进行穿孔，在冲头机上进行冲头；
14.s2、进行酸洗、磷化和皂化处理，并且完成后在冷拔机上进行冷拔；
15.s3、在退火炉进行热处理，采用惰性气体保护，惰性气体采用氩气；
16.s4、在扎头机上进行扎头处理，扎头机为加热扎头机；
17.s5、在切管机上进行切管处理；
18.s6、在打磨机上进行打磨处理；
19.s7、在探伤机上进行无损探伤检测；
20.s8、将完成的外管、中管以及内管进行装配。
21.优选的，所述装配包括如下方法步骤：
22.s81、将中管套装在外管内并在其夹层部填充泡沫碳素；
23.s82、将内管套装在中管内并在其夹层部安装缓冲支架；
24.s83、将第一隔层的其余位置填充有吸震颗粒。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.(1)本发明中管和内管之间设置的缓冲支架与吸震颗粒相配合可以对钢管整体力冲击进行多层的缓冲，泡沫碳素和吸能减震球的设置可以对中管外部和内部的冲击进行进一步的缓冲，解决了因内外力对钢管的冲击导致钢管破裂或变形的问题，从而延长了钢管的使用寿命；
27.(2)本发明制备的泡沫碳素相对现有的缓冲材料具有更好的缓冲特性，经过发泡后，有较好的回弹性，耐磨性也大幅度提高，适合钢管内的填充。
附图说明
28.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
29.图1为本发明提出的高强度耐冲击无缝钢管的结构示意图；
30.图2为本发明图1中提出的缓冲支架的结构示意图。
31.图中：1
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外管、2
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中管、3
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内管、4
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缓冲层、5
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吸震颗粒、6
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缓冲支架、61
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弹性顶板、62
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支撑杆、63
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缓冲杆。
具体实施方式
32.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
33.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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.参考图1
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2，一种高强度耐冲击无缝钢管，包括外管1、中管2、内管3，中管2与内管3
之间的第一隔层内填充安装有若干缓冲支架6，且第一隔层的其余位置填充有吸震颗粒5，缓冲支架6包括弹性顶板61，弹性顶板61顶面与中管2内壁接触设置，弹性顶板61底面安装有支撑杆62，且支撑杆62底端与内管3外壁接触设置，弹性顶板61外侧与支撑杆62底端连接设置有多个缓冲杆63，中管2与外管1之间的第二隔层内设有缓冲层4，外管1、中管2以及内管3内壁均设置有凯夫拉纤维层。
36.实施例1：
37.缓冲层4填充有泡沫碳素，泡沫碳素是由以下重量份数的组分制成：碳素80份、镁粉3份、酚12份、铝粉1份、明胶120份、改性发泡剂0.5份。
38.泡沫碳素的制备方法包括如下方法：
39.s1、将酚、明胶、改性发泡剂溶于40℃热水，并以1500rpm的搅拌速度搅拌5min，使熔体粘度增加搅拌至完全溶解；
40.s2、再加入碳素、镁粉、铝粉将上述反应液加热至1600℃恒温，进行发泡及固化，反应时间为60min；
41.s3、冷却成型后，使其在空气自然冷却或强制水冷，并干燥后即得泡沫碳素材料。
42.并制作外管1、中管2以及内管3：
43.s1、将管坯加热到1150℃，保温1h，加热后在穿孔机上进行穿孔，在冲头机上进行冲头；
44.s2、进行酸洗、磷化和皂化处理，并且完成后在冷拔机上进行冷拔；
45.s3、在退火炉进行热处理，采用惰性气体保护，惰性气体采用氩气；
46.s4、在扎头机上进行扎头处理，扎头机为加热扎头机；
47.s5、在切管机上进行切管处理；
48.s6、在打磨机上进行打磨处理；
49.s7、在探伤机上进行无损探伤检测；
50.s81、将中管2套装在外管1内并在其夹层部填充泡沫碳素；
51.s82、将内管3套装在中管2内并在其夹层部安装缓冲支架6；
52.s83、将第一隔层的其余位置填充有吸震颗粒5。
53.实施例2：
54.缓冲层4填充有泡沫碳素，泡沫碳素是由以下重量份数的组分制成：碳素100份、镁粉5份、酚15份、铝粉2份、明胶150份、改性发泡剂1份。
55.并且，并且，s1、将酚、明胶、改性发泡剂溶于90℃热水，并以2000rpm的搅拌速度搅拌10min，使熔体粘度增加搅拌至完全溶解；
56.s2、再加入碳素、镁粉、铝粉将上述反应液加热至1900℃恒温，进行发泡及固化，反应时间为240min；
57.s3、冷却成型后，使其在空气自然冷却或强制水冷，并干燥后即得泡沫碳素材料。
58.其余的步骤方法与实施例1相同。
59.实施例3：
60.缓冲层4填充有泡沫碳素，泡沫碳素是由以下重量份数的组分制成：碳素90份、镁粉4份、酚14份、铝粉1.5份、明胶130份、改性发泡剂0.8份。
61.并且，s1、将酚、明胶、改性发泡剂溶于60℃热水，并以1800rpm的搅拌速度搅拌
8min，使熔体粘度增加搅拌至完全溶解；
62.s2、再加入碳素、镁粉、铝粉将上述反应液加热至1700℃恒温，进行发泡及固化，反应时间为120min；
63.s3、冷却成型后，使其在空气自然冷却或强制水冷，并干燥后即得泡沫碳素材料。
64.其余的步骤方法与实施例1相同。
65.本发明中管2和内管3之间设置的缓冲支架6与吸震颗粒5相配合可以对钢管整体力冲击进行多层的缓冲，泡沫碳素和吸能减震球的设置可以对中管2外部和内部的冲击进行进一步的缓冲，解决了因内外力对钢管的冲击导致钢管破裂或变形的问题，从而延长了钢管的使用寿命，同时，本发明制备的泡沫碳素相对现有的缓冲材料具有更好的缓冲特性，经过发泡后，有较好的回弹性，耐磨性也大幅度提高，适合钢管内的填充。
66.本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
67.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发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。