专利名称：带法兰的复合钢管及制造方法
技术领域：
本发明涉及一种碳钢和不锈钢的双金属复合钢管，即内衬不锈钢复合钢管。本发明也涉及塑料和碳钢的复合钢管，即衬塑复合钢管。本发明涉及复合钢管和法兰之间采用螺纹连接的法兰，复合钢管之间用法兰连接。本发明涉及内衬不锈钢复合钢管和法兰之间采用焊接的法兰，内衬不锈钢复合钢管之间用法兰连接。本发明涉及衬塑复合钢管和法兰之间采用焊接的法兰，衬塑复合钢管之间用法兰连接，二个法兰接触面有覆塑。本发明涉及带法兰复合钢管的制造方法。
背景技术：
(1)自来水管过去采用镀锌给水钢管，上海市建委沪建材(98)第0141号文规定“凡1998年5月1日起设计的施工图和1998年10月1日起开工的多层住宅和多层民用建筑内给水管道，禁止设计使用镀锌给水钢管。”其原因是供水管道锈蚀后流出橘红色混浊液。
供水管流出橘红色混浊液是由于水管受到化学腐蚀和生物腐蚀，铁氧化后先在管道内壁形成氢氧化亚铁，然后被水的溶解氧所氧化，生成棕褐色的氢氧化铁，氢氧化铁就是通常所说的红锈，先以膜的形式附着在管道内壁；管道内壁是微生物繁殖的场所，如管道内普遍存在着丝状铁细菌，该菌在管道内壁上新陈代谢的结果，形成密集的铁瘤，同时产生黄褐色的絮状物；随着燃气热水器的广泛应用，热水管道的口径较小，剩余热水在管道中停留，热水管为细菌的滋生创造了良好的条件，铁细菌的繁殖形成铁瘤，铁瘤覆盖的部位成为厌氧区，为腐蚀性很强的硫酸盐还原菌的生长创造了条件，这种细菌把硫酸盐还原成硫酸铁，进一步促进了金属的腐蚀。近年来随着水质恶化，作为杀菌剂“氯”的使用量增加，加速了小直径钢管上镀锌层的腐蚀作用。化学腐蚀和生物腐蚀相互影响，促使铁的腐蚀加快。管壁上棕褐色的氢氧化铁水解后，形成橘红色浑浊液。
(2)为克服镀锌管耐腐蚀差的缺点，社会上出现了各种新型管道，如聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管、交联聚乙烯管、聚氯乙烯塑料管、薄壁铜管、薄壁不锈钢管、铝塑复合管、钢塑复合管、内衬不锈钢复合钢管等，采用的连接方式有热溶、焊接、卡套式连接、螺纹连接。这些新型管道，管内流体和塑料、铝、铜、不锈钢接触，提高了管道的耐腐蚀性能，提高了流体的纯净性。塑料管之间采用热熔连接，当热熔不充分时，未熔部分易成为泄漏通道；当热熔过份时，引起塑料老化。当薄壁不锈钢管、薄壁铜管进行焊接连接时，正面容易焊接，现场靠墙的背面难焊接，焊接缺陷成为流体泄漏源。塑料管道采用卡套连接，因管体和卡套接头接触处是平面接触，在平面处易渗漏。管体和管件之间采用螺纹连接较可靠，但DN100mm以上的大口径的螺纹不易拧紧。而管体和管件之间，管体和管体之间采用法兰连接是可靠而密封的连接方法，采用法兰连接允许管体有少量弯曲，采用法兰连接规格可扩大到DN100mm-DN1000mm；并在采用本发明法兰连接时管内流体不与外层碳钢管相接触，不与法兰的碳钢部分接触，从而提高管道系统的耐腐蚀性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述已有的技术缺陷，提供一种带法兰的碳钢不锈钢双金属复合钢管，即带法兰的内衬不锈钢复合钢管；提供一种带法兰的衬塑复合钢管。包括管体和法兰之间采用螺纹连接的带法兰的复合钢管；管体和法兰之间采用焊接的带法兰的内衬不锈钢复合钢管；以及管体和法兰之间采用焊接的，法兰端面覆塑的带法兰的衬塑复合钢管。
本发明的技术解决方案如下一种管体和法兰之间采用螺纹连接的带法兰的复合钢管。一种管体和法兰之间采用焊接连接的带法兰的内衬不锈钢复合钢管。一种管体和法兰之间采用焊接的，法兰端面覆塑的带法兰的衬塑复合钢管。
其特点在于(1)所说的内衬不锈钢复合钢管的外层为镀锌或覆塑的焊接钢管，在管内孔衬薄壁不锈钢管构成的复合钢管。
(2)所说的衬塑复合钢管的外层为镀锌或覆塑的焊接钢管，在管内孔衬聚乙烯塑料管。
(3)所说的复合钢管管体和法兰采用螺纹连接的法兰，其法兰的内孔加工有内螺纹，其内螺纹可以和复合钢管端部外表面加工的外螺纹相配合从而拧紧螺纹。
(4)所说的复合钢管管体和法兰采用螺纹连接的法兰，法兰内孔的一端加工螺纹，法兰内孔的另一端衬塑，衬塑部分在内孔形成一个塑料环。塑料环和内螺纹之间形成缝隙，缝隙内安放硅橡胶密封圈。
(5)所说的法兰内螺纹和复合钢管端部的外螺纹拧紧时，复合钢管端面紧贴法兰衬塑层中的硅橡胶密封圈，流体在复合钢管和法兰内孔中流动时，流体不同法兰的碳钢部分相接触，流体也不同复合钢管的外层钢管相接触。
(6)所说的内衬不锈钢复合钢管的管体和法兰间采用焊接的法兰，管体端部和法兰内孔进行角焊，焊接焊条采用不锈钢焊条。流体在管内流动，流体只和内层不锈钢管、不锈钢焊缝相接触。
(7)所说的管体和法兰采用焊接的法兰，管体端部和法兰内孔进行角焊。当管体为衬塑复合钢管时，管体内孔和法兰外端面粘覆着一层完整的塑料层，流体在管内流动，只和塑料层相接触。
图1是本发明内衬不锈钢复合钢管的剖面示意图。
图2是本发明衬塑复合钢管的剖面示意图。
图3是管体和法兰间采用螺纹连接的衬塑法兰的剖面图。
图4是内衬不锈钢复合钢管和法兰间采用不锈钢焊条焊接连接的法兰剖面图。
图5是衬塑复合钢管和法兰间采用焊接连接的法兰端面覆塑的法兰剖面图。
图6是热空气循环加热炉剖面示意图。
图7是衬塑复合钢管进行内衬塑时端面进行封堵的剖面示意图。
图8是带法兰的衬塑复合钢管在法兰端面覆塑的剖面示意图。
具体实施例方式
图1是本发明内衬不锈钢复合钢管(1)的剖面示意图，(11)是外层焊接钢管，(12)是外层焊接钢管的外镀锌层或外覆塑层，(13)是内衬薄壁不锈钢管。将薄壁不锈钢管(13)穿入外层焊接钢管(11)内孔内，通过机械力使(13)内衬薄壁不锈钢管内径扩大或通过机械力使(11)外层焊接钢管直径缩小，使(11)外层焊接钢管和(13)内层不锈钢管之间形成过盈配合，从而形成内衬不锈钢复合钢管(1)。焊接钢管在复合前在480℃的熔融锌槽中表面热镀一层锌层(12)。或者在已复合好的内衬不锈钢复合钢管(1)，经中频感应加热圈、挤胶模头，在钢管外表面涂覆一层熔融的热熔胶(14)；再通过挤塑模头，再在外表面涂覆一层熔融的塑料层(12)。
图2是本发明衬塑复合钢管(2)的剖面示意图，(21)是外层焊接钢管，(22)是外层焊接钢管的外镀锌层或外覆塑层，(24)是内衬聚乙烯塑料管，(23)是外层焊接钢管(21)与内层聚乙烯塑料层(24)之间的热熔胶层。熔融的聚乙烯塑料经挤塑机模头获得中空的塑料管(24)，塑料管经定径模使塑料管(24)获得精确的外径，塑料管(24)经过另一台挤塑机模头，先在内层聚乙烯塑料管(24)外表面涂覆熔融的热熔胶(23)。按图7把(24)聚乙烯塑料管插入(21)外层焊接钢管的内孔，把两端用夹具(71)封堵后，夹具(71)的倾斜内壁(73)和加热软化的塑料管(24)的端部(74)形成密封空间。把复合钢管(2)在图6所示热空气循环加热炉(6)内加热，图6中(61)为热空气循环耐热风扇，(62)为空气循环出气口，(63)为在炉壁夹层中加热元件安装区。待复合钢管(2)加热后，经图7所示夹具(71)进气口(72)向管内通入压缩空气，聚乙烯塑料管(24)经加热充气膨胀后，通过热熔胶层(23)与外层碳钢焊接钢管粘结在一起。图2中外层焊接钢管(21)在内孔衬塑前浸入480℃锌槽，焊接钢管表面热镀一层锌层(22)。或者如图2焊接钢管(21)在管内衬塑(24)后，经中频感应电流加热圈加热复合钢管(2)，复合钢管(2)通过一台挤胶机模头，焊接钢管(21)的外表面再涂覆一层熔融的热熔胶(25)；复合管再通过另一台挤塑机模头，热熔胶(25)外表面再涂一层熔融的聚乙烯塑料层(22)，成为外覆塑的衬塑复合钢管(2)。
图3是复合钢管管体和法兰采用螺纹连接的法兰(3)。(31)是碳钢法兰体，(32)是法兰螺栓孔、(33)是螺栓、(34)是螺母，当螺栓(33)和螺母(34)拧紧时，二个法兰体(31)和(312)紧紧地连接在一起。(35)是法兰体内孔加工的螺纹，和复合钢管(1)外表面端部加工的外螺纹拧紧后，管体(1)和法兰(3)就紧紧地连接在一起。(36)为法兰(3)内孔的衬塑部分，(37)为衬塑形成的环，衬塑环(37)和法兰体内孔的螺纹(35)之间形成缝隙，在此缝隙中安放硅橡胶密封圈(38)。在注塑机中熔融的塑料注入模具的内膛形成法兰的衬塑部分(36)。法兰体和衬塑层接触处形成犬牙交错的接触面(313)，强化了衬塑层和法兰体的连接。当管体(1)的外螺纹和法兰体(31)中内螺纹(35)拧紧时，管体(1)的端面(39)紧紧贴着硅胶密封圈(38)，当流体在管道内流动时，流体只和管体(1)内衬的不锈钢管(13)、法兰体(31)内的衬塑环(37)、硅胶密封圈(38)相接触，确保流体的纯净性。图3中复合钢管(1)可为内衬不锈钢复合钢管(1)，也可为衬塑复合钢管(2)。
图4是管体(1)和法兰(4)采用焊接的法兰，如图4所示管体(1)为内衬不锈钢复合钢管。法兰(4)的法兰体(41)内有法兰孔(42)，孔内安装螺栓(43)和螺帽(44)。管体(1)安放在法兰体(4)的内孔(45)如图4的位置，管体(1)和法兰(4)之间用电焊焊接，形成焊缝(46)。焊条采用不锈钢焊条，这样二个法兰(4)和(48)通过螺栓(43)和螺帽(44)拧紧后，二个法兰(4)和(48)的接触面(47)紧紧地贴在一起，流体在管内流动时，流体只和内衬不锈钢复合钢管的管体(1)内的不锈钢层(13)、不锈钢焊缝(46)相接触，确保流体的纯净性。
图5为带法兰的衬塑复合钢管(5)。(21)为外层焊接钢管。(51)为法兰体，如图5所示把外层焊接钢管(21)和法兰体(51)焊在一起。熔融的塑料经挤塑机模具形成中空的塑料管(24)，塑料管(24)经定径套获得精确的外径。塑料管(24)再经另一台挤塑机模具，在塑料管外表面涂覆一层熔融的热熔胶(23)。内层塑料管(24)采用聚乙烯制作，聚乙烯比聚氯乙烯耐老化，没有低温脆性，不含污染环境的铅稳定剂。但聚乙烯是无极性的，钢是有极性的，无极性的聚乙烯管(24)和有极性的钢管(21)之间很难粘结。热熔胶层(23)采用接枝的聚乙烯，接枝的聚乙烯有极性。有极性的热熔胶层(23)和有极性的钢管(21)容易粘结。如图8，先把法兰体(51)和外层焊接钢管(21)焊接成带法兰的钢管(5)如图8；把涂有热熔胶(23)的塑料管(24)穿入焊有法兰(51)的外层钢管(21)内。塑料管(24)的长度比钢管(21)的长度长，如图8；带法兰的封堵头(81)，封堵头(81)可通过螺栓(54)、螺母(56)与法兰体(51)相连接。图8中将带法兰(51)的钢管(21)和塑料管(24)及封堵头(81)在图6所示热空气循环加热炉(6)内加热。当塑料管(24)和热熔胶(23)经加热软化时，从封堵头(81)的进气孔(84)吹入压缩空气，塑料管受压膨胀，使塑料管(24)和外层钢管(21)粘结在一起，此时塑料管(24)的长度已超出管体(21)的长度。在两端塑料管(24)长度伸出法兰体(51)长度的情况下，端部塑料管(52)受热软化，先把塑料管端部(52)吹成喇叭口形，最后在压缩空气的压力下压成图5中(52)和(521)的形状。在图5中在法兰体(51)的端面，塑料层(52)通过热熔胶(53)与法兰体(51)紧紧地粘在一起。复合钢管(5)内孔的塑料管(24)和法兰体(51)端面的塑料层(52)是一个整体塑料层。如图5中，当螺栓(54)穿过法兰螺孔(55)，与螺母(56)拧紧时，一个法兰体(51)端面上的塑料层(52)和另一个法兰体(511)端面上的塑料层(521)紧紧相贴在一起，这样流体在管内流动时，流体只和复合钢管内衬的塑料管(24)、(241)和法兰端面的塑料层(52)、(521)相接触，塑料的耐腐蚀性能较好，带法兰的衬塑复合钢管不仅可以输送纯净水，而且可以输送弱酸性弱碱性流体。
权利要求
1.一种内衬不锈钢复合钢管(1)，(11)是外层焊接钢管，(13)是内衬薄壁不锈钢管，通过机械力使(13)内衬薄壁不锈钢管内径扩大或(11)外层焊接钢管直径缩小，相互之间形成过盈配合，形成内衬不锈复合钢管(1)。
2.一种衬塑复合钢管(2)，内层聚乙烯塑料管(24)通过接枝的热熔胶(23)，在热空气循环加热炉(6)内加热，两端用夹具(71)封堵后，吹入压缩空气后膨胀，使内层聚乙聚塑料管(24)和外层焊接钢管(21)粘结在一起。
3.一种加热衬塑复合钢管用热空气循环加热炉(6)，上有耐热风扇(61)进气，下有循环出气口(62)出气，加热元件(63)安装在炉壁夹层内。
4.一种生产衬塑复合钢管用夹具。两端夹具(71)有倾斜的内壁(73)和加热软化的塑料管(24)端部(74)形成密封空间。
5.一种外覆塑方法复合钢管(1)或(2)经中频感应加热圈加热后，复合钢管(1)或(2)通过挤胶机模头，在钢管外表面涂覆一层熔融的热熔胶；复合钢管(1)或(2)再通过挤塑机模头，在热熔胶外再涂覆一层熔融的聚乙烯塑料(12)或(22)。
6.一种复合钢管管体(1)或(2)和法兰(3)采用螺纹连接的法兰(3)。法兰(3)的衬塑部分(36)的衬塑环(37)和法兰内螺纹(35)之间有硅胶密封圈(38)；当管体(1)或(2)的外螺纹和法兰体(31)中内螺纹(35)拧紧时，管体(1)或(2)的端面(39)紧紧贴着硅胶密封圈(38)，阻止流体从此渗出。
7.一种内衬不锈钢复合钢管管体(1)和法兰(4)采用焊接的法兰。管体(1)和法兰(4)采用不锈钢焊条焊接，二个法兰(4)和(48)安装后，流体只和内衬薄壁不锈钢管(13)、不锈钢焊缝(46)相接触。
8.一种带法兰的衬塑复合钢管(5)，带法兰的封堵头(81)和带法兰的钢管(5)通过螺栓(54)和螺母(56)进行连接，在两端塑料管(24)长度伸出法兰体(51)长度情况下，端部塑料管(52)受热软化，先把塑料管端部(52)吹成喇叭口形，最后在压缩空气压力下紧贴在法兰体(51)、(511)的端面，成为法兰(51)、(511)端面的覆塑层(52)、(521)。
全文摘要
一种带法兰的复合钢管及制造方法，其特点在于(1)外层镀锌钢管通过直径缩小或内衬薄壁不锈钢管通过直径扩大形成内衬不锈钢复合钢管。(2)复合钢管管体和法兰采用螺纹连接时，法兰衬塑部分有硅胶密封圈，管体和法兰通过螺纹拧紧时，管体端部紧贴硅胶密封圈(3)内衬不锈钢管复合钢管的内层为薄壁不锈钢管，与法兰之间用不锈钢焊条焊接，带法兰的复合钢管安装后，管内流体只和内层不锈钢管和不锈钢焊缝相接触。(4)聚乙烯塑料通过接枝热熔胶在热空气加热炉内，两端用夹具封堵后，吹胀成为衬塑复合钢管。(5)带法兰的衬塑复合钢管的端部塑料在封堵法兰内吹成喇叭口，端部塑料层再吹胀紧贴法兰端面，形成法兰端面覆塑层。管体内层和法兰端面形成整体覆塑层。
文档编号F16L9/147GK1840948SQ20051002477
公开日2006年10月4日 申请日期2005年3月30日 优先权日2005年3月30日
发明者钱乐中, 滕万波 申请人:钱乐中, 滕万波, 上海莘天实业有限公司