[发明专利]柔性滚压双金属弯头及其生产方法和弯头内壁滚压装置

说明书

本发明涉及工业民用各类管道加工技术，具体地说，是提供一种柔性滚压双金属弯头及其生产方法和专用设备。

双金属管，又称为金属衬里管或复合管，与其管件是工业、民用各类管道防介质腐蚀或防介质被污染迫切需要的产品，可用于取代不锈钢等耐蚀贵金属管和腐蚀严重的碳钢管，大大降低工程造价和大幅度提高管道寿命，同时降低生产成本和节约管道维护费用。目前，经过本发明人的努力，双金属长管长期以来的工艺难题已获解决，已经按照实用新型ZL95217289.5和发明专利97101519.8提供的工艺方法和设备结构做出了加工设备，制造出了合格的长管样品。对小口径长管，为提高加工效率，正在设计多管同步加工的组合设备。但是应当指出，双金属弯头、三通、大小头等管件的加工问题不解决，仍然影响双金属内防腐管道的推广使用。根据理论分析和某些说现场事故的情况，双金属管件虽然通道较短，但双金属层间间隙中的气体和汽化物触发的内金属层热态失稳仍然会造成内金属层的破坏甚至泄漏。

本发明的目的是：提供一种双金属弯头的加工方法及其专用设备弯头内壁滚压装置的设计方案，用以制造具有优质性能的双金属弯头。

本发明的技术方案是：

双金属弯头内外金属层的密切结合通过对内金属层的滚压过程完成且滚压头上周向分布的滚压元件能随时自动进行径向位移补偿同时滚压力保持稳定或基本稳定。

弯头内壁滚压装置的滚压头采用实用新型ZL95217289.5所描述的结构，但滚压元件为滚珠，滚压头装配在弯曲弧杆端部，由带有多个万向接头的多段轴或软轴驱动旋转，在滚压过程中，由机械传动机构完成滚压头相对弯头弯曲中心线的进动。

滚压力由液压提供时，滚压头上需要连接旋转密封零部件。

滚压头也可由直接安装在弯曲弧杆端部上的各类马达驱动。

双金属弯头可用实用新型ZL95217289.5和发明专利97101519.8所提供方法和设备做出的双金属直管进行冷弯制造，必要时，用填充物或芯棒或者芯捧前端加柔性填充物防止内层起皱或塌瘪。

双金属弯头可用双金属直管坯进行热弯，热弯后又出现的层间间隙用弯头内壁滚压装置消除。

在已有弯头内璧衬耐蚀金属层时，先将内层以冲压压入或预制弯管然后液压胀形使内外金属层达到小间隙松配合，然后用弯头内壁滚压装置消除间隙。

双金属三通及类似管件用实用新型ZL95217289.5和发明专利97101519.8所提供的方法和设备做出的双金属直管坯以现有无缝三通复合胀形工艺加工成形，大小头的加工可用冲压方法使内外金属层达到过盈配合。

弯头、三通、大小头的端部内外金属层进行封焊，或内金属层与各种形式的管接件进行封焊，内金属太薄时可采用电阻环缝焊工艺，管接件与外金属层焊接或以其他机械方式夹固。

弯头内壁滚压装置可用于一般单层金属弯头内壁的加工硬化。

本发明的技术优势在于：

1、对机械结合的双金属弯头、三通等管件，其内层金属面上任一点有两个主曲率半径R1、R2，在热状态下使用时内层金属较外层金属热膨胀系数大受到压缩，对应的有两个主压缩应力σ₁、σ₂，σ₁、σ₂与内外层金属的接触压力p平衡，即 p = σ 1 R 1 ± σ 2 R 2 ]]>

对于热应力，σ₁与σ₂相近。对于弯头，其内侧R₁＜R₂，p恒大于0。假如内层金属离开外层内璧面，如果没有气体或汽化物提供的压力则是不可能平衡压缩热应力的。因此，彻底排除气体、内外金属层之间达到密切结合是可以防止内金属层的热态失稳的。而有气体或汽化物存在于间隙之中的双金属弯头热态使用时内层较薄是不安全的。本发明的方法和设备可以保证内外金属层的密切过盈结合，所以没有失稳的危险。