管形件制造技术

本发明专利技术提供一种带（１０）和由所述带（１０）制成的管形件（７４），该管形件例如可用于油气产业来输送易挥发流体或腐蚀性流体且处于高的温度和／或压力下的流体。该带（１０）包括多个结合的台阶（扣榫）和拱肋构造。在装配好的成品管形件中，该带（１０）以螺旋自搭叠的关系缠绕从而允许相应的台阶部中的一个安放在另一个中。该台阶有效地提供了现有技术已知的扣榫和拱肋的双重功能，并且以这种方式设置减小了在材料中形成的应力且增大了成品的强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种管形件，尤其但又非仅仅涉及一种适合用于油气行业中的气体或 液体输送且由自搭叠螺旋缠绕材料构成的至少一条带制成的大体刚性的管形件。这样的结 构可用于制造直的或锥形的细长管或类似物。
技术介绍
美国专利US3530567公开了由单条带构成的多层管形结构的成型，该单条带包括 沿其宽度的多个扣榫_台阶，从而允许自搭叠带部安置在由该扣榫-台阶所形成的空间中， 从而形成在整个长度范围内具有恒定直径和恒定宽度的多层管形结构。制造扣榫-台阶的 方法包括通过迫使带的一部分离开其原始平面来产生锐弯，从而形成扣榫_台阶。所需的 变形可能会沿其长度产生局部应力点，这可能导致出现微观裂纹，而这些微观裂纹可能会 扩展并因此破坏管形件自身的一体性。当采用高强度材料例如超高强度钢时，这种影响将 会显著地增大，因为这些材料不是特别有延展性且会更容易产生裂纹。美国专利US5837083描述了一种由带形成的多层管形件的成型，该带具有位于扣 榫-台阶之间的肋，这给管形件带来了多种附加的有益性能，例如改进的轴向和外部压塌 性、改进的柔韧性并提供外部螺旋形螺纹构形，其可以用于例如附接法兰或连接器。这种肋 还有助于制造过程，在制造过程中其可以用于确保该螺旋缠绕带的多层相对于彼此正确定 位。遗憾的是，这种配置还依赖肋部之间的扣榫，并且带的边缘未到达肋部，从而减小了肋 处的壁厚，这显然是非常不希望有的，因为这会对对管形件自身的结构一体性造成不利的 影响。除了上述情况之外，由于在扣榫处(其通常位于两个相邻的肋的中间位置处)出 现的带边缘的搭叠所产生不连续部分是可能出现高局部轴向应力的区域，这很可能会不利 于螺旋缠绕管形结构的整体稳定性。美国专利US4209043描述了一种通过自搭叠方式螺旋缠绕带来制造管形件的方 法，其中该带的自搭叠部分包括通过锯齿状齿互锁的肋，这些锯齿状的齿接合同样位于该 带上的相应的齿。带边缘以上述方式搭叠在肋部段处。遗憾的是，这种配置其自身仅适用 于单层管形结构的成型且互锁/肋部包括尖缘，并且如果互锁部分彼此接合其必须是非常 柔韧的材料。这种结构的带不适合在高压下使用并且将很难由高强度材料制成。这样的配 置同样是所描述的非稳定结构，其通常是单层的并且仅在带的边缘处搭叠。EP1407707描述了一种刚性的单层螺旋缠绕管，该管具有带突出的台阶的边缘部， 该突出的台阶形成用于与相邻的带部的边缘相接合的互锁结构，而US6668867同样公开了 一种用在柔性管结构中的类似结构。由此，将认识到以允许在管的成型中使用高强度材料设计的带这将会显著增加这 类产品的性能和使用价值。另外，高强度材料的使用将允许流体以更高的压力和温度通过 且从而进一步扩展了这类产品的工作能力。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种通过螺旋缠绕单条自搭叠带材而获得的多层管形 件，其尤其但并非仅仅用于油气或化工工业的多层管形件，其中带材的构造相对现有技术 进行了改进，从而减少甚至消除了现有技术中已知的不希望有的影响。根据本专利技术一个方面提供由自搭叠螺旋缠绕材料构成的一条或多条带，其中所述 带包括在内部的第一直径D1处的第一平状部、在外部的第二直径处的第二平状部、沿带的 宽度W彼此间隔开的第一台阶部和第二台阶部，其中所述第一台阶部位于所述第一和第二 平状部之间并且包括具有大于所述第二直径的外径和第一曲率半径的弧形台阶，其中所述 第二台阶部位于所述第二平状部的另一自由端处并且包括具有第二曲率半径的弧形台阶， 其中所述第二曲率半径(R6，R8)大于所述第一曲率半径，从而允许所述第二台阶部搭叠到 所述第一台阶部上。弧形台阶结合了台阶或扣榫和拱肋的功能，这允许形成这样的多层管 形件，其在扣榫中具有低的材料应力集中而同时还提供拱肋的功能，且同时保持轴向性能 和径向载重性以及保持螺旋状螺纹构型。该弧形台阶主要通过较大的曲率半径提供了更平 滑且更圆滑的材料不连续部，这导致了更小的局部径向应力。因此，现在可以考虑使用更高 强度的材料，并且这样的管形件的应用得到了扩展。优选地，所述带具有厚度T且各台阶部包括在所述台阶和各直接相邻的平状部之 间的连接部，其中所述连接部具有大于2T且优选为4T的曲率半径。有利地，所述带包括多个在不同直径处的平状部和多个台阶部，它们沿该带的宽 度彼此间隔开。在特别有利的构造中，所述带包括在所述第一平状部上的该带的边缘处的第一边 缘部，且其中所述第一边缘部包括从所述第一平状部的平面向外径向延伸的弧形轮廓。在替代的构造中，所述第二台阶部包括在所述第二平状部上的该带的边缘处的第 二边缘部，其中所述第二边缘部包括从所述第二平状部的平面向外径向延伸并终止于大于 外径D2的直径处的弧形轮廓。在优选的构造中，所述多个台阶部的曲率半径在所述带的该内部的直径和该外部 的直径之间增大，从而允许外部台阶部叠合到相应的内部台阶部上。有利地，该带结合有位于所述管形结构内的内衬部。根据本专利技术的另一方案，提供一种适合于形成螺旋缠绕的管形结构的带，该带如 上所述地具有在内部的第一直径处的第一平状部、在外部的第二直径处的第二平状部、沿 该带的宽度彼此间隔开的第一台阶部和第二台阶部，其中所述第一台阶部位于所述第一和 第二平状部之间并且包括具有大于所述第二直径的外径和第一曲率半径的弧形台阶，其中 所述第二台阶部位于所述第二平状部的另一自由端处并且包括具有第二曲率半径的弧形 台阶，其中所述第二曲率半径大于所述第一曲率半径，从而允许所述第二台阶部搭叠到所 述第一台阶部上。优选地，所述带具有厚度T且各台阶部包括在所述台阶和各直接相邻的平状部之 间的连接部，其中所述连接部具有大于2T且优选为4T的曲率半径。有利地，所述带包括多个在不同直径处的平状部和多个台阶部，各台阶部沿该带 的宽度彼此间隔开。在特别有利的构造中，所述带包括在所述第一平状部上的该带的边缘处的第一边缘部，且其中所述第一边缘部包括从所述第一平状部的平面向外径向延伸的弧形轮廓。在另一更有利的构造中，所述第二台阶部包括在所述第二平状部的该带的边缘处 的第二边缘部，其中所述第二边缘部包括从所述第二平状部的平面向外径向延伸并终止于 大于外径的直径处的弧形轮廓。所述多个台阶部的曲率半径在所述带的内径和外径之间增大，从而允许外部台阶 部搭叠到相应的内部台阶部上。本专利技术还打算提供一种用于保持或容纳如上所述的带的盒。 附图说明现将仅以示例的方式参考附图更具体地描述本专利技术，其中图1是具有结合到本专利技术中的台阶特征的带的等角视图；图2是图1的带的横截面视图；图3是由图1和图2所示的带制成的成品的一部分的横截面视图；图4是由图1-图3中所示的带制成的成品的端部横截面视图；图5是根据本专利技术第一方案的具有曲形的内边缘部的带的横截面视图；图6是多条图5中的带以自搭叠关系组装后的放大的局部横截面视图；图7是根据本专利技术第二方案的具有曲形的内边缘的带的横截面视图；图8是多条图7中的带以自搭叠关系组装后的放大的局部横截面视图；图9是根据本专利技术的第三方案的具有曲形的内边缘部和外边缘部的带的横截面 视图；图10是多条图9中的带以自搭叠关系组装后的放大的局部横截面视图；图11是适用于形成本文所述的带的辊对的局部剖视图；图12是装载有本文所描述的带材的盒的示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管形件（１０），其包括由自搭叠螺旋缠绕材料构成的一条或多条带（１２），其中所述带包括在内部的第一直径Ｄ↓［１］处的第一平状部（４１，５４）、在外部的第二直径Ｄ↓［２］处的第二平状部（４３，５６）、和沿所述带（１２）宽度Ｗ方向彼此间隔开的第一台阶部（１６ａ）和第二台阶部（１６ｂ）；其中所述第一台阶部（１６ａ）位于所述第一和第二平状部（４１，５４，４３，５６）之间，且包括具有大于所述第二直径Ｄ↓［２］的外部直径Ｄ↓［３］和第一曲率半径（Ｒ↓［５］，Ｒ↓［７］）的弧形台阶（１８ａ）；其中所述第二台阶部（１６ｂ）位于所述第二平状部（４３，５６）的另一自由端处，且包括具有第二曲率半径（Ｒ↓［６］，Ｒ↓［８］）的弧形台阶（１８ｂ）；其中，所述第二曲率半径（Ｒ↓［６］，Ｒ↓［８］）大于所述第一曲率半径（Ｒ↓［５］，Ｒ↓［７］），从而允许所述第二台阶部搭叠到所述第一台阶部上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP布斯，
申请(专利权)人：ITI苏格兰有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[]