一种加热与水压耦合作用的双金属复合管成形系统技术方案

本发明专利技术提供的这种加热与水压耦合作用的双金属复合管成形工艺及系统，首先需要将基管加热，之后将基管与衬管穿套在一起，当基衬管穿套完成后，对衬管进行水压涨形，衬管首先发生弹性变形，当水压压力继续加大后，衬管发生塑性变形，衬管外表面与基管内表面紧密贴合，之后继续增加水压压力，衬管与基管同时发生变形，此时基管仅仅发生弹性变形；之后水压涨形压力降为0，冷却衬管；最后将复合好的复合管自然冷却至室温，复合工艺完成。此双金属复合管成形工艺，一方面提高了双金属复合管的成形质量，另一方面解决了衬管材质优于基管材质的双金属管的复合成形的难题，该方法更适用衬管材质较基管材质差的双金属管的复合成形。

【技术实现步骤摘要】
一种加热与水压耦合作用的双金属复合管成形系统
本专利技术涉及一种加热与水压耦合作用的双金属复合管成形系统。
技术介绍
近年来随着世界经济的迅猛发展，对能源需求日益增长，为满足市场需要，油气田的开采逐步向深井、海洋、偏远陆地等高腐蚀环境方向发展，因此需要开发高品质耐高酸性管材。双金属复合管是由两种不同材质的金属管构成：基管为高强度碳钢管材，内衬层为耐腐蚀性合金，管层之间通过各种变形和连接技术形成紧密结合，双金属复合管材既具有良好的强度和耐腐蚀性，而且成本低，得到了国内外市场的广泛认可，发展迅速。双金属复合管有冶金式复合管和机械式复合管两种形式。冶金式复合管主要是利用冶金复合板通过JCOE等方法成形，或者通过加热成形方式使内外两种金属结合成一体，其结合界面为冶金结合状态。冶金式复合管成形后剪切分离强度高，性能优，但是制造成本高，成形受材质限制，仅有少数合金可以制成冶金复合板，并且制造工艺复杂。机械式复合管是通过特定冷成形方法使内外两层金属形成过盈配合，产生一定的接触压力，从而实现内外层金属紧密配合的金属复合管。机械式复合方式有冷拉拔法、水压胀接法、机械胀接法等。机械式复合方式制造成本低、虽然受钢管材质影响比冶金复合小，但是一般只能成形基管材质优于衬管材质的双金属复合管，但是实际生产中，为节约成本，并为满足特殊使用工况的需要，往往要求衬管的材质要优于基管的材质，甚至要远超基管的材质，因此采用传统意义上的机械成形法复合后双金属管的剪切分离强度较少，甚至为0，从而不能满足实际需要，所以需要专利技术一种全新的双金属复合管机械成形方法，不仅可以解决上述难题，而且成形后的双金属复合管性能更优。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型的双金属复合管成形工艺及系统，一方面提高双金属复合管的成形质量，另一方面解决现有的机械成形法只能满足衬管材质优于基管材质的双金属管的复合成形，本专利技术提供的方法更适用衬管材质较基管材质差的双金属管的复合成形。为此，本专利技术提供了一种适用于加热与水压耦合作用的双金属复合管成形工艺的系统，包括中频加热炉、电阻保温炉和冷却涨形装置，电阻保温炉位于中频加热炉和冷却涨形装置之间，所述的电阻保温炉固定在移动装置上，电阻保温炉上还设置有可以装载冷却涨形装置的放置孔；所述的冷却涨形装置包括循环水出口管线和循环水入口管线；衬管固定穿套在支撑杆上，衬管的两端分别设有套设在支撑杆上的密封圈，支撑杆的外壁与衬管的内壁之间形成循环水通道，循环水出口管线和循环水入口管线沿轴向埋设在支撑杆内；循环水出口管线的一端与循环水通道连通，另外一端延伸出支撑杆外，循环水入口管线的一端与循环水通道连通，另外一端延伸出支撑杆外；冷却水出口阀门设在循环水出口管线伸出支撑杆的一端，冷却水入口阀门设在循环水入口管线伸出支撑杆的一端，增压水入口阀门设在与循环水入口管线连通的增压水输入管线上。所述增压水输入管线上设有增压器。所述密封圈是U型密封圈。所述移动装置由支撑板和安装在支撑板底面的滚轮组成。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的这种加热与水压耦合作用的双金属复合管成形系统，一方面提高了双金属复合管的成形质量，另一方面解决了现有的机械成形法只能满足衬管材质优于基管材质的双金属管的复合成形，本专利技术提供的方法更适用衬管材质较基管材质差的双金属管的复合成形。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是加热与水压耦合作用的双金属复合管成形工艺流程图。图2是基管准备就位，衬管固定在冷却涨形装置上的示意图。图3是基管在中频加热炉内，衬管进行水循环冷却的示意图。图4是基管在电阻保温炉内进行保温，衬管进行水循环冷却的示意图。图5是基管和衬管进行穿套工艺的示意图。图6是中频加热炉后退，水压涨形工艺结束的示意图。图7是冷却涨形装置的示意图。附图标记说明：1、基管；2、中频加热炉；3、电阻保温炉；4、移动装置；401、支撑板；402、滚轮；5、衬管；6、支撑杆；7、冷却涨形装置；701、冷却水入口阀门；702、冷却水出口阀门；703、增压水入口阀门；704、循环水通道；705、循环水出口管线；706、循环水入口管线；707、增压器；708、增压水入口管线；8、密封圈。具体实施方式实施例1：如图7所示，一种适用于加热与水压耦合作用的双金属复合管成形工艺的系统，包括中频加热炉2、电阻保温炉3和冷却涨形装置7，电阻保温炉3位于中频加热炉2和冷却涨形装置7之间，其特征在于，所述的电阻保温炉3固定在移动装置4上，电阻保温炉3上还设置有可以装载冷却涨形装置7的放置孔；所述的冷却涨形装置7包括循环水出口管线705和循环水入口管线706；衬管5固定穿套在支撑杆6上，衬管5的两端分别设有套设在支撑杆6上的密封圈8，支撑杆6的外壁与衬管5的内壁之间形成循环水通道704，循环水出口管线705和循环水入口管线706沿轴向埋设在支撑杆6内；循环水出口管线705的一端与循环水通道704连通，另外一端延伸出支撑杆6外，循环水入口管线706的一端与循环水通道704连通，另外一端延伸出支撑杆6外；冷却水出口阀门702设在循环水出口管线705伸出支撑杆6的一端，冷却水入口阀门701设在循环水入口管线706伸出支撑杆6的一端，增压水入口阀门703设在与循环水入口管线706连通的增压水输入管线708上。冷却涨形装置7的工作过程是：步骤一中衬管5需要冷却循环时，同时打开冷却水入口阀门701和冷却水出口阀门702，冷却水由循环水入口管线706进入循环水通道704，冷却水在循环水通道704内循环流动，对衬管5进行冷却，最终由循环水出口管线705流出；步骤四中穿套好后的衬管5和基管1需要进行水压涨形时，关闭冷却水入口阀门701和冷却水出口阀门702，同时打开增压水入口阀门703，使增压水通过增压水输入管线708进入循环水入口管线706，增压水在循环水通道704内流动，对衬管5和基管1进行加压，衬管5首先发生弹性变形，之后发生塑性变形，衬管5外表面紧贴在基管1内表面上，之后基管1发生弹性变形，实现水压涨形。实施例2：在实施例1的基础上，为了方便进行水压涨形，迅速升高水压涨形所需的加压水，所述增压水输入管线708上设有增压器707，所述密封圈8是U型密封圈，进一步的，本实施例中的密封圈8采用耐高温的U型密封圈。实施例3：在实施例1的基础上，所述电阻保温炉3固定在移动装置4上，该移动装置4由支撑板401和安装在支撑板401底面的滚轮402组成。由于基管1和电阻保温炉3需一起移动，使用该移动装置4可以更加省力并准确的移动，提高作业效率。如图1所示，本专利技术提供了一种加热与水压耦合作用的双金属复合管成形工艺，包括如下步骤：步骤一：将衬管5套在与地面平行的支撑杆6上，支撑杆6上安装有冷却涨形装置7，打开冷却涨形装置7的冷却水入口阀门701和冷却水出口阀门702，对衬管5进行循环冷却；步骤二：将基管1置入中频加热炉2进行加热，加热3～10min后，基管1进入电阻保温炉3保温2～5min；步骤三：基管1随电阻保温炉3一起移动至支撑杆6处，将位于电阻保温炉3内的基管1穿套在的衬管5的外表面；步骤四：关闭冷却涨形装置7的冷却水入口阀门701和冷却水出口阀门702，打开增压水入口阀门703，对穿套好的基管1和衬管5进行水压涨形，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加热与水压耦合作用的双金属复合管成形系统，包括中频加热炉（2）、电阻保温炉（3）和冷却涨形装置（7），电阻保温炉（3）位于中频加热炉（2）和冷却涨形装置（7）之间，其特征在于，所述的电阻保温炉（3）固定在移动装置（4）上，电阻保温炉（3）上还设置有可以装载冷却涨形装置（7）的放置孔；所述的冷却涨形装置（7）包括循环水出口管线（705）和循环水入口管线（706）；衬管（5）固定穿套在支撑杆（6）上，衬管（5）的两端分别设有套设在支撑杆（6）上的密封圈（8），支撑杆（6）的外壁与衬管（5）的内壁之间形成循环水通道（704），循环水出口管线（705）和循环水入口管线（706）沿轴向埋设在支撑杆（6）内；循环水出口管线（705）的一端与循环水通道（704）连通，另外一端延伸出支撑杆（6）外，循环水入口管线（706）的一端与循环水通道（704）连通，另外一端延伸出支撑杆（6）外；冷却水出口阀门（702）设在循环水出口管线（705）伸出支撑杆（6）的一端，冷却水入口阀门（701）设在循环水入口管线（706）伸出支撑杆（6）的一端，增压水入口阀门（703）设在与循环水入口管线（706）连通的增压水输入管线（708）上。...

【技术特征摘要】
1.一种加热与水压耦合作用的双金属复合管成形系统，包括中频加热炉（2）、电阻保温炉（3）和冷却涨形装置（7），电阻保温炉（3）位于中频加热炉（2）和冷却涨形装置（7）之间，其特征在于，所述的电阻保温炉（3）固定在移动装置（4）上，电阻保温炉（3）上还设置有可以装载冷却涨形装置（7）的放置孔；所述的冷却涨形装置（7）包括循环水出口管线（705）和循环水入口管线（706）；衬管（5）固定穿套在支撑杆（6）上，衬管（5）的两端分别设有套设在支撑杆（6）上的密封圈（8），支撑杆（6）的外壁与衬管（5）的内壁之间形成循环水通道（704），循环水出口管线（705）和循环水入口管线（706）沿轴向埋设在支撑杆（6）内；循环水出口管线（705）的一端与循环水通道（704）连通，另外一端延伸出支撑杆（6）外，循环水入口管线（706）的一端与循环水通道（704）连通，另外一端延伸出支撑杆（6）外；冷却水出口阀门（702）设在循环水出口管线（705）伸出支撑杆（6）的一端，冷却水入口阀门（701）设在循环水入口管线（706）伸出支撑杆（6）的一端，增压水入口阀门（703）设在与循环水入口管线（706）连通的增压水输入管线（708）上；所述移动装置（4）由支撑板（401）和安装在支撑板（...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇永乐，刘慧超，隋健，李培力，马海宽，高尚晖，
申请(专利权)人：中国重型机械研究院股份公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61