专利名称:缩小金属管直径的热塑方法
本发明涉及一种热塑性地缩小金属管直径的新方法。本发明方法与缩小外管件直径使其收缩在内管件上以制造运输流体用的耐磨管道之类双壁管的过程相结合，是特别有用的。
管道构成了许多企业中运输各种流体和流化固体的主要工具。在管道运输的物质中，有煤、矿物之类固体的粉浆(与水的混合物)和水泥。诸如粉尘和石英砂之类的固体微粒是利用空气压力传送的。运输此类流化固体时遇到的一个问题是管道内部的磨耗和快速磨损。
这个问题的一种已知的解决办法是利用用作气体管道的那种等级的廉价钢管。当磨损时，这种廉价的管子被新管子替换，或者在磨损的部位焊接上补块。但是，在抗磨特别重要的用途中，也使用诸如含铬量高的铸造不锈钢之类较昂贵材料的管子。
通常，钢料的抗磨性能在很大程度上取决于它们的硬度。高抗磨材料总是非常硬的。某些用作耐磨管子材料的铸造不锈钢具有高达81以上的肖氏硬度。但是，硬度愈高，钢料的延性就愈低。用上面提到的高铬量不锈钢制造的管子铸件在冲击负荷下容易渗漏。
硬的抗磨钢料的另一些弱点是可焊性和机械加工性差。由这些材料制成的管段不能在其上面焊接法兰盘，即使管段上具有形成一体的法兰盘，在法兰盘的钻孔、抛光等随后的机械加工中也会遇到困难。管子的焊接修补也不容易。此外制造费用也非常高。
因此，近来提出和使用了具有耐磨内衬的钢管。这种带内衬的管子是用离心铸造法和用拼装焊接法制成的，内衬用冶金方法与管子本身相结合，带耐磨内衬的管子在抗磨性能方面要比普通钢管优越得多，因此有效寿命也要长得多。一个附加的优点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来制造。使用这种材料使得有可能提供这样的管子，它们不像用抗磨材料单独制成的管子，而是具有足够大的抗冲击负荷强度，并可以在法兰盘上进行焊接。
但是内衬不管其制造方法如何都具有残余的拉应力，因而带耐磨内衬的钢管易于破裂，这一点抵销了上述优点。在内衬中产生的裂纹容易扩展到管子本身，因为如上所述管子是用冶金方法与内衬结合在一起的。
双壁管被认为是当前带内衬钢管的最好替代物，它们是由两个直径不同的管件构成的，一个套合在另一个的内部。外管件是一种在实用上具有足够延性的材料，而内管件是一种耐磨材料。外管件和内管件不应当是用冶金方法互相结合在一起的，而应当是在压力下自身接触紧密的，随后内管件处在压缩应力之下。这种双壁管具有上述内衬管的同样优点，而避免了内衬管的缺点。
至今已提出了三种制造自紧密双壁管的方法。第一种方法是将外管件热缩到内管件上;第二种方法是用液压法使内管件对着外管件膨胀;第三种方法是使外管件热膨胀而用液压法使内管件对着外管件膨胀。所有这些已知的方法都具有下列缺点。
第一种方法要求将外管件内径和内管件外径机械加工到十分严格的公差。但是，如果内管件属于抗磨材料而非常硬，将它机械加工到所需的尺寸公差是很困难的。用该法制造接触压力稳定的细长双壁管，也是十分困难的。
第二和第三种方法在内管件直径对着外管件产生塑性膨胀方面是相似的。在双壁管的内管件很厚并具有极高的屈服强度的情况下，内管件的直径膨胀需要极高的压力，因此这两种方法都是不实用的。特别是在第二种方法(用液压法使内管件对着外管件膨胀)中，内管件的屈服强度比外管件高，使得内管件的塑性膨胀不可避免地在两个管件之间造成塑性收缩的某些差异，导致在内外管件之间产生空隙。
第二和第三种方法的另外的弱点是，它们只适用于内管件为金属制品的情况。陶瓷最近由于其强度大、重量轻和抗磨、耐腐蚀而被提出来作为双壁管内管件的材料。陶瓷当然不可能膨胀，不管用液压法还是加热法。
因此，尽管各种不同企业对具有抗磨性能的双壁管提出了强烈的需求，却至今还没有一种实际上令人满意的制造方法是可以使用的。
本发明是以一种部分或全部缩小金属管直径的新方法的发现为基础的。本发明的方法除了其它用途外，尤其适用于制造运输流体用的各种类型的抗磨结构的双壁管，它们设有上面讨论的迄今为止所遇到的困难。
按照它的也许是最广泛的方面来说，本发明的方法包括从外部加热金属管的环形部分，同时至少将管子的邻近部分保持在足够低的温度，以限制被加热的环形部分的自由热膨胀。而后，使金属管的环形部分冷却。在冷却时，金属管的被加热的环形部分的直径变得比加热前要小。
应当注意到，金属管的全长度或任何延伸的长度并不同时被加热;相反，每次只加热管子的轴向尺寸有限的部分，而至少冷却金属管的邻近部分或一些部分。同时对管子加热和冷却，对于利用本发明的方法缩小管子的直径来说是重要的。因此本发明与已知方法的明显差别是利用对管子的简单加热或冷却来增大或缩小其直径。在随后的详细描述中将讨论按照本发明所述的金属径向结构中所包含的热塑性机制。
本发明的方法很容易地适用于减小金属管全长度的直径。为了达到这个目的，可以将一个能够对金属管上沿轴向具有有限尺寸的任意环形部分进行局部加热的环形加热器围绕保持在金属管周围。金属管和环形加热器可以沿管子的轴向彼此相对地移动，以便沿管子的全长度接续地加热管子，而同时至少冷却管子上环形部分的邻近部分，以限制被加热的环形部分的自由热膨胀。从而，在冷却时，管子全长度的直径都缩小。
其后，本发明的方法显然还适用于制造运输流体或流化固体用的抗磨或抗腐蚀结构的自紧密双壁管。可以将希望要的材料的内管件和外管件套合在一起。在套合的两个管件之间初始时可以存在一些空隙。而后外管件可以利用上述方法缩小直径而收缩到内管件上，由此在两个管件之间形成一个紧密的压配合。
与利用加热法或液压法使内管件对着外管件膨胀的已知方法不同，本发明的方法不会在管件之间留下不希望有的空隙。同样，因为不像膨胀内管件的常规方法那样需要极大的力，所以本发明有可能在制造所需长度的双壁管时减少费用。
本发明还提供了一个超过先有技术收缩方法的明显优点，那就是当内外管件的配合面在最初套合在一起时对尺寸精度的要求比较低。因此细长双壁管的制造比以前的方法要容易得多。
其次，因为在利用本发明的方法制造双壁管的过程中只有外管件的直径发生变化，所以内管件除了是金属外还可以是任何希望要的材料。因此，比如说，内管件可以是陶瓷，陶瓷在当前可以廉价地大量生产，而且陶瓷高度地抗磨和抗腐蚀。
本发明还有一个附加的优点，就是本发明的方法可以应用于制造无论是是直管形的还是弯曲形的双壁管。制造具有陶瓷内管件的弯曲形双壁管，也是可能的。
参考附图研究下面的描述和附录的权利要求
，可以更清楚地认识本发明的上述及其它特点和优点以及使它们实现的方式，可以最深入地理解发明本身。
图1个图解例示利用本发明的方法缩小金属管直径的典型配置的透视图;
图2是图1的配置的部分轴向截面和部分剖视图，该图说明了利用本发明的方法热塑地缩小金属管一部分的直径的方式;
图3是金属管利用图1和图2中配置而部分缩小直径后的部分剖视图，为清楚起见，有一部分被表示成轴向截面图。
图4是说明如何利用本发明的方法缩小金属管直径的曲线图;
图5是图解例示利用本发明方法缩小金属管直径的另一种配置的透视图;
图6是图5中另一种配置的部分轴向截面和部分剖视图，该图说明了利用本发明的方法缩小金属管一部分的直径的方式;
图7是与图2相似的图，所不同的地方是该图中本方法利用于制造由两个套管件构成的双壁管;
图8是图7中套管件的为清楚起见而采用的部分剖视部分轴向截面图，表示直径缩小的外管件的一部分与内管件产生紧压配合;
图9是说明在制造双壁管过程中如何利用本发明的方法缩小外管件直径而使其与内管件产生压配合的曲线图;
图10是利用本发明的方法制造双壁管的改进配置的部分轴向截面和部分剖视图;
图11是利用本发明的方法制造双壁管的又一种改进配置的部分立视垂直截面图，为清楚起见部分断开;
图12是利用本发明的方法制造的双壁管不同例子的部分立视图，为清楚起见部分断开;
图13是与图12相似的图，但表示利用本发明的方法制造的双壁管的另一不同例子;
图14是利用本发明的方法制造一种作为例子的弯曲形双壁管的配置的部分轴向截面图;
图15是与图14相似的图，但表示利用本发明的方法制造作为不同例子的弯曲形双壁管的一种配置。
本发明的方法所依据的原理可以从研究图1中作为本方法实际应用的典型配置得到最清楚的理解。金属管10有一个轴向尺寸有限的预定部分，该部分被一个环形加热器12宽松而同心地围绕着，环形加热器12通常为高频感应加热器。至少一个，最好两个环形冷却器14也成同心关系宽松地围绕着管子10。图示举例说明的两个环形冷却器14沿管子10轴向安置在环形加热器12的两侧邻近处。每个环形冷却器14在此处被表示成冷却剂喷射器，它们具有一个用导管18使其与一个未图示的加压冷却剂源接通的多孔空心环16。被喷射的冷却剂可以是工业用水。
本发明的方法规定金属管10同时加热和冷却。在受到环形加热器12沿周缘加热之后，金属管10的被加热部分必然会沿径向向外膨胀。但是，因为金属管的相邻部分受环形冷却器14所喷射的水的冷却，因为被加热部分的轴向尺寸是有限的，所以金属管被加热部分不会膨胀得像如果邻近部分不受冷却时那么大。图2中用20′标示的虚线表明如果邻近部分22不同时冷却时该金属管10的被加热部分20会膨胀到的范围。但是，实际上，金属管10受冷却的邻近部分22会将管子的被加热部分20的热膨胀限制到由图2中实线所描绘的范围。
通常，当金属被加热时，其屈服强度降低。金属管10的被加热部分20，具有减小的屈服强度，或者更简单地说，这部分被软化了。当被加热部分20膨胀而由于受冷的邻近部分22以致不能自由膨胀时，被加热部分20受到塑性变形，而在冷却时，被加热部分20将不是收缩到初始直径，而是收缩到更小的直径，如图3中20″处所表明。
图4是使管子10按照本发明所述而缩小直径的上述热动力学过程的曲线图。如该图中曲线A所表明，如果在管子有限部分的加热期间管子的邻近区域不受冷却的话，管子的直径将随温度的升高而线性地增大，并将随温度的降低而线性地缩小。管子的直径在加热的前后将相等。
同一图解中曲线B表明已利用本发明的方法如上处理过的金属管10的被加热部分20的直径的变化。可以看出，由于在加热期间的某些塑性形变。直径并不随温度而线性地增大。在金属管部分20的冷却期间，也会发生这种塑性形变，但在冷却完成以后，直径变得明显地小于加热前的直径。
金属管被加热部分的热膨胀可以不一定要通过同时冷却其轴向邻近部分来限制，也可以通过同时冷却被加热部分的径向内部来限制。本发明的方法所要求的只不过是在金属管的任何方向上存在足够大的温度梯度，以限制被加热部分的自由膨胀。
因此，在图5和图6所表示的另一种配置中，在金属管10内部大约与环形加热器12径向对准的位置上放置一个附加的冷却器24。上述一对环形冷却器14被放置在金属管10外部和环形加热器12的两侧，如图1的配置中那样围绕着管子。内部冷却器24也可以是一种利用导管26与一个未图示的加压水源相连接的多孔空心环形式的喷水器。
当金属管10的所需部分20被环形加热器12从外部加热时，可以由冷却器14和24将水喷在金属管的轴向邻近部分上和被加热部分20的内部上。被加热部分20内部的受迫冷却的作用，不仅限制其自由膨胀，而且还在被加热部分20冷却时将残余压缩应力传递给被加热部分20的内部。如图3所示，被加热部分20在随后被冷却时其直径将缩小。
迄今为止本发明所描述的只是限于缩小金属管10上加热器12和冷却器14(和24)相对固定于管上的那一部分。由于受冷却器14的冷却，金属管10的轴向邻近部分22限制被加热部分20的直径产生大的缩小。为了缩小金属管10的整个长度的直径，如图1中箭头所示，或者是这根管子或者是加热器12和冷却器14可以沿管子的轴向相对于另一个移动。最终造成的金属管10的收缩将大于仅仅其受限制部分被如上所述地处理时的收缩，因为此时管子被逐渐地从沿其连续处理的部分中产生的残余应力中解脱出来。
现在参考图7来讨论本发明的方法被适用于制造运输稀浆或流化固体用的耐磨结构的双壁管的情况。该图表示两个套在一起的不同直径的管件28和30。为了内管件30能容易地插入外管件28，在套管件28和30之间在初始状态时可以有一些空隙。外管件28例如是由含碳量比方说为0.25%的高延性的低碳钢制成的。内管件30例如是由含碳量比方说为0.55%的淬火硬化的高碳钢制成的。
在环形加热器12和一对环形冷却器14如图1中配置那样围绕在两个宽松套住的管件28和30周围之后，如箭头所示，两个管件可以沿轴向相对于加热器和冷却器一起移动。如图7中所描绘和如参考图2时所解释过的，在利用加热器12加热之后，外管件28的任何轴向部分将暂时径向地膨胀到由冷却器14对其轴向邻近部分的冷却所限制的范围。因为套管件28和30是沿轴向相对于加热器12和冷却器14稳定地运行的，所以外管件28的被加热和径向膨胀的部分将由相对于管件移动的两个冷却器中跟随在后的一个冷却器接着进行冷却，并因此如图8中所示将收缩到与内管件30相接触。
因此，随着套管件28和30的全长度通过加热器12和冷却器14，外管件28将在其整个长度上发生径向的收缩而与内管件30相接触。
应当意识到，以上利用本发明的方法缩小外管件28的直径的过程，是与内管件30的厚度或材料以及两个管件的轴向尺寸无关的。因此本方法十分适合于制造具有耐磨厚壁内管件的细长双壁管。
也应当注意到，两个环形冷却器14的装备不是绝对必需的。可以只装备一个环形冷却器，并安置在管件28和30相对于加热器和冷却器的轴向位移方向上跟随在环形加热器12之后的一侧，以便依照本发明的方法使外管件随后产生收缩。
但是，在某些情况下，利用管件相对于加热器12和冷却器14的一次轴向移动，外管件28可能并不收缩到预定的与内管件30的紧压配合程度。收缩的程度取决于外管件的直径、厚度和材料。在套合的外管件和内管件之间的初始间隙必须随管件的长度而变化。套合的管件愈长，管件之间的初始间隙就必须愈大。如果对外管件进行单独一次收缩处理不够，管件28和30可以通过加热器12和冷却器14任何所需次行程，直到获得想要达到的压配合。
如实验所证实和如图9图形中曲线C所代表的，只要在两个管件之间存在空隙，外管件28的直径就会随管子通过加热器12和冷却器14的行程次数的增加而线性地缩小。在由该图形代表的特定例子中，内管件30和外管件28之间的接触在管件的第四次行程时达到。之后当管件继续用同一方法处理时，外管件继续收缩，虽然收缩的程度要明显地降低。该图形中的曲线D表示在管件之间达到接触之后重复若干次同样的处理时两个管件之间的增大的接触压力。
如图10的另一种配置中那样，装备许多个环形加热器和许多个环形冷却器，可以急剧地减少所需的处理次数。最好是，如该图中所画的，一个环形加热器12和两个在其两侧的环形冷却器14可以沿轴向准直而结合在一起，形成一个加热器和冷却器组合装置32。许多个这样的加热器和冷却器组合装置32，在本特定实施例中是两组，可以进一步沿轴向准直而结合在一起，每个组合装置的一个冷却器紧靠联接的组合装置的一个冷却器。
也如图10中所示，宽松地套合的管件28和30可以沿箭头指示的方向轴向地送入而通过上述加热器和冷却器组合装置32的联接装置。当套合的管件28和30接连地穿过两个加热器和冷却器组合装置32时，外管件28将分两步收缩，在每一步中它都经受上述依照本发明进行的热塑过程。外管件28的最终总收缩度当然要大于只是利用一个加热器和冷却器组合装置时产生的收缩度。
当然，可以联接想要的任何数目的加热器和冷却器组合装置32，以便使管件一次通过加热器和冷却器组合装置的联接装置后外管件就收缩到与内管件产生紧密的压配合。串联地装备几个加热器和冷却器组合装置对套管件与加热器和冷却器组合装置的相对轴向位移所需要消耗的功率比较小。因为达到套管件之间的压配合所需的时间要短得多，所以操作的控制也比较容易。
如已经叙述过的，本发明要求在一个时间加热管子的轴向受限制的任何部分，而在同时至少冷却管子的其它一些部分。使用“至少”一词意味着，管子在加热其一部分的期间可以大体上全部冷却。
因此，在图11例示的一种配置中，套管件28和30被完全浸入一个冷却浴中，以便利用本发明的方法使外管件28紧靠着内管件30收缩。34表示一个水平细长的容器，用来容纳通常为水的液体冷却剂35，容器的一端有一个可以打开的盖子36。冷却剂容器34有一个通过泵42与冷却剂池40接通的冷却剂供应口38，和一个与另一个池46接通的排出口44。
待处理的宽松地套合的管件28和30被利用一对管子卡头48支承在冷却剂容器34内，管子卡头48被安装在冷却剂容器相对两端的内部，以卡住管件的相对两端。因为冷却剂35被持续地通过供应口38泵入容器34，并向上流动而通过排出口44，所以套管件28和30被完全浸入冷却剂中。不仅外管件28，而且连内管件30也持续地浸在冷却剂35中。
环形加热器12宽松地围绕着套管件28和30，使得冷却剂335充满其间的空间。加热器12有一个可以滑动地安装在导杆52上的支架50，导杆52平行于管件28和30而延伸。支架50上安装了一个与螺杆54啮合的蜗杆53，螺杆54可以转动地支承在冷却剂容器34内，连接到电动机驱动装置56上。
当电动机驱动装置56开始转动时，环形加热器12将沿导杆52直线地进行，从一端到另一端对外管件28的接续的轴向部分局部加热。因为全部外管件28被浸在冷却剂35中，因为这种冷却剂是被持续地更新的，所以除了外管件上被加热的轴向受限制的部分以外，都被冷却到均匀的温度。因而外管件28将收缩到使内管件的所有部分都保持在恒定的压力下。
如果内管件30为了耐磨而预先淬火硬化，那未在上述外管件28径向收缩的过程中内管件30受冷却剂35的冷却起一种非常有用的作用。冷却剂起防止已淬火的内管件30被退火的作用，因此可以说，在内管件与外管件28结合成为双壁管之后使内管件能够保持其耐磨的性能。
图11配置的一个附加的优点是，因为内管件30保持其圆形的横截面形状，所以外管件28的所有部分都均匀地紧靠着内管件收缩，随后在内管件的所有部分中产生均匀的压缩应力。由于内管件中压缩应力的均匀分布，因此内管件30不仅耐磨，而且能抗断裂。
但是，上述在图11配置中的环形加热器12和套管件对外管件28的有效加热。在这种情况下可以将一个没有图示的环形空气喷嘴安装在支架50上，以便使它宽松地围绕管件28和30并沿管件的轴向与环形加热器12一起行进。未图示的喷嘴可以向外管件28的被加热部分排出加压的空气或类似气体，以便尽可能从外管件被加热部分的外侧除去冷却剂。因为环形加热器12与空气喷嘴一起移动，所以冷却剂将立即流回而与外管件28上刚被加热的部分相接触，从而立即冷却该部分，使其收缩。
可以很容易地理解，图11的解释能与图10的解释结合起来。图10中利用的几个环形冷却器14对于处理图11中完全浸在冷却剂浴中的套管件来说是不需要的。因此，代替图11中所示的单个环形加热器12，两个或更多的此类环形加热器可以滑动地被安装在容器34中的导杆52上，加热器之间有轴向的间隔。合成设备的操作以及由此产生的优点，可以从上面对图10和图11的描述中不言自明。
在利用本发明的方法制造双壁管的过程中，只有外管件产生直径的热塑变化。因为内管件的直径并不变化，所以内管件可以是非金属材料。
因此，在图12中的双壁管是由钢外管件28和陶瓷内管件30a构成的。更明确地说，外管件28为含碳量大约为0.25%的高延性低碳钢。内管件30a为极硬和高度耐磨的氧化铝陶瓷。陶瓷内管件30a不是一个整体件，而是由许多个轴向尺寸较短的陶瓷管段58组成的，这些陶瓷管段彼此端部相接，沿轴向准直。
图13表示另一种结构的陶瓷内管件30b，它由许多通常为矩形的弯曲的陶瓷块60组成，这些陶瓷块彼此沿周缘和轴向紧靠在一起，以在钢外管件28内部构成管件。
可以容易地理解，图12的套管件28和30a与图13的套管件上28和30b两者都可以利用本发明的方法和利用上面作为本发明方法的实际做法而提出的几种不同机构中任何一种机构而紧扣成双壁管。因为外管件28的直径充分地缩小，所以陶瓷段块58或60在外管件的压缩应力下彼此保持在各自的位置上。压缩应力进一步起封闭陶瓷段块58或60之间的缝隙以防止流体渗漏的作用;更进一步，还起改进管子的抗断裂作用。
也应当意识到，在外管件28的压缩应力的作用下，陶瓷段块58或60在动力学上如此稳定，以致于在双壁管的工作条件下实际上不可能发生偶然的拆离。管件28和58或28和60的初始套合是很容易的。所有这些优点结合起来，使得有可能制造轴向尺寸相当大的陶瓷衬管。
本发明的方法可进一步应用于制造如图14或图15中所示的弯曲形双壁管。图14的弯曲形双壁管由一个低碳钢的外壁构件28c和一个淬火高碳钢的内壁构件30c构成。外壁构件28c和内壁构件30c两者的曲率半径大致相同。
在图15中表示的弯曲形双壁管的另一种结构中，低碳钢的外壁构件28c被固定在比如说主要由氧化铝构成的陶瓷材料内壁构件30d上。陶瓷内壁构件30d由一排大体上管状的陶瓷管段62构成。每个管段在该图中的轴向截面为梯环，它们是从直管上切割下来的，陶瓷管段62首尾相接地保持在一起，如果需要，可以用粘胶剂暂时结合在一起，从而形成其曲率半径与外管件28c大致相同的内管件30d。
图14的管件28c和30c，或图15的管件28c和30d，在它们宽松地套合在一起后，可以被送入而通过比如说环形加热器12及其两侧的一对环形冷却器14。经过已经提到过的本发明的热塑处理后，外管件28c收缩到与内管件30c或30d形成紧密的压配合。
图15中的一排弯曲的梯形陶瓷管段62当然可以用一个通常为矩形的陶瓷块的阵列来代替，它们与图13中用60表示的那些陶瓷块相似，在轴向和周缘方向两方面联接而形成一个弯曲形管子。不管单个陶瓷段块的形状如何，它们将由于弯曲形外管件28c的压力而稳固地联接在一起，防止流体渗漏，就象图12和图13中的陶瓷段58和60一样。
虽然本发明在上面是在十分特定的方面图示和描述的，但可以理解，本发明并不受本文所公开的具体细节的限制。例如，利用本发明的方法可以使金属管紧靠一个实心的管芯而收缩，而不是紧靠本文中所公开的各种内管件而收缩。
权利要求
1.一种缩小金属管直径的热塑方法，其特征在于，所包括的步骤为，从外部加热金属管(10)的环形部分(20)，同时至少将金属管的邻近部分(22)保持在足够低的温度，以限制被加热的环形部分的自由热膨胀。而后使金属管的环形部分(20)冷却，由此使冷却的金属管环形部分的直径比加热前要小。
2.一种如权利要求
1所述的方法，其特征在于，金属管(10)的邻近部分是受到沿金属管轴向的所述环形部分两侧(22)中至少任意一侧的强迫冷却而保持在低温状态的。
3.一种如权利要求
2所述的方法，其特征在于，金属管(10)的邻近部分的受迫冷却是通过喷射液体冷却剂而完成的。
4.一种如权利要求
2所述的方法，其特征在于，金属管(10)被加热的环形部分(20)的内部在加热环形部分的同时也另外受到冷却。
5.一种如权利要求
1所述的方法，其特征在于，金属管(10或28和30)在其环形部分加热期间被全部浸在冷却剂浴(34、35)中，以便将金属管的邻近部分保持在低温状态。
6.一种缩小金属管(10)直径的热塑方法，其特征在于，所包括的步骤为，将一个能够对金属管的环形部分(20)局部加热的环形加热器(12)围绕在金属管周围，沿金属管轴向使环形加热器和金属管彼此相对地移动，以便沿金属管全长度接续地加热金属管的环形部分，在接续地加热金属管环形部分期间至少冷却金属管的一部分，以便将金属管的邻近部分(22)保持在足够低的温度，以限制被加热的环形部分的自由热膨胀，由此使金属管的直径在冷却时比加热前要小。
7.一种如权利要求
6所述的方法，其特征在于，金属管(10)是由围绕同一金属管并置于环形加热器邻近的固定位置的环形冷却器(14)冷却的，环形冷却器在环形加热器相对于金属管的移动方向上被安置在环形加热器后面。
8.一种如权利要求
7所述的方法，其特征在于，金属管(10)由围绕同一金属管并置于相对于环形加热器(12)固定位置的第二环形冷却器(14)进一步冷却，第二环形冷却器在环形加热器相对于金属管的移动方向上被安置在环形加热器的前面。
9.一种如权利要求
7所述的方法，其特征在于，金属管(10)受安置在金属管内部并与环形加热器(12)一起相对于金属管移动的冷却器(24)的进一步冷却，以冷却金属管被加热的环形部分(20)的内部。
10.一种如权利要求
6所述的方法，其特征在于，金属管(10)是在整个被浸入冷却剂浴(35，36)中时加热的。
11.权利要求
6所述的方法，其中环形加热器和金属管沿金属管的全长度按需要彼此相对地移动若干次，直到金属管的直径缩小到所需的程度。
12.一种缩小金属管(10或28和30)直径的热塑方法，其特征在于，所包括的步骤为，将许多个沿金属管纵向彼此间隔安置的环形加热器(12)围绕金属管设置，每个环形加热器能够对金属管的环形部分局部加热，同样也将许多个与环形加热器交替安置的环形冷却器(14)围绕金属管设置，沿金属管纵向相对于金属管同时移动环形加热器和环形冷却器，以便沿金属管的全长度接续地加热金属管的环形部分，金属管上邻近被加热的环形部分的那些部分，被环形冷却器冷却到足够低的温度，以限制被加热的环形部分的自由热膨胀，由此使金属管的直径在冷却时比加热前要小。
13.一种制造双壁管的方法，它包括提供宽松地套合在一起的外管件和内管件(28，30)，其特征是，其中至少外管件是用金属制成的，将一个能够对外管件(28)的环形部分局部加热的环形加热器(12)围绕在套管件的周围，沿套管件的轴向使环形加热器和套管件彼此相对地移动，以便沿套管件全长度在接续地加热套管件环形部分期间至少冷却外管件的一部分，以便将外管件的邻近部分保持在足够低的温度，以限制被加热的环形部分的自由热膨胀，由此使外管件(28)在冷却时缩小直径而收缩在内管件(30)上。
14.一种如权利要求
13所述的方法，其特征在于，内管件(39a，39b)是一种陶瓷材料。
15.一种如权利要求
14所述的方法，其特征在于，陶瓷内管件(30a)是由许多个沿轴向首尾相接的管段(58)组成的。
16.一种如权利要求
14所述的方法，其特征在于，陶瓷内管件(30b)是由许多个通常为矩形的弯曲的段块(60)组成的，这些段块沿周缘和轴向两个方向彼此联接而形成一个管件。
17.一种如权利要求
13所述的方法，其特征在于，套合的管件(28c和30c，或28c和30d)两个都是弯曲形的。
18.一种如权利要求
17所述的方法，其特征在于，内管件(30d)是由许多个大体上管状的陶瓷管段(62)组成的，每个管段沿轴向的截面为梯形，陶瓷管段彼此首尾相接，形成一个弯曲形的管件。
专利摘要
为了缩小金属管(10)的轴向有限部分(20)的直径，利用环形加热器(12)从外部加热该部分，同时冷却其邻近部分(22)至足以限制被加热部分自由热膨胀的温度。被加热部分在冷却时其直径变得比金属管其余部分要小。使环形加热器(12)和金属管(10)沿管子纵向从一端到另一端彼此相对移动，同时至少用水冷却被加热部分的邻近部分，可以同样地缩小金属管全长度的直径。同一方法适用于制造运输流体用的耐磨双壁管，这种双壁管也在此处予以公开。
文档编号C21D9/08GK86103742SQ86103742
公开日1987年1月7日 申请日期1986年6月7日
发明者金谷文善, 松文繁明, 热田稔雄, 山田猛, 森英介, 荒木俊光 申请人:川崎重工业株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan