不锈钢衬里复合管的液压成型装置及其成型方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种不锈钢衬里复合管成型装置。利用自紧密封的原理，即成型液压越高其自紧密封效果越好，利用异形密封圈代替两端强制密封堵头，实施复合管的两端的有效密封。本发明专利技术成型装置，包括芯杆，芯杆两端分别固定连接有左、右胀头，芯杆的外径小于所要复合的不锈钢内管的内径，左右胀头上分别设有自紧密封圈，胀头的端部设有固定装置，两侧自紧密封圈、芯杆外径以及不锈钢内管内径之间形成密封的胀合腔。还公开了一种利用该成型装置生产不锈钢衬里复合管的方法。本发明专利技术具有结构简单，效率高、成型效果好等优点，特别适用于有缝不锈钢管做衬里的复合管的制造，本发明专利技术装置以及方法也可以生产如铜、铝等其他贵金属材料衬里的复合管。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业、民用复合管道加工的
，是一种流体输送衬里管道的加工工艺，具体地说，是不锈钢衬里复合管液压成型装置及其液压成型方法。
技术介绍
不锈钢衬里复合管是用不锈钢(内层)和碳钢(外层)两种金属材料复合而成，因而具备两种材料的特性，在输送流体过程中能适应腐蚀性强、磨损大及压力、温度较高的环境，在石油、化工、核电、轻工及机械工程等工业部门有广泛的应用。与单材质金属管相比，可节省材料，降低成本。液压成型生产复合管的原理为将两管套装在一起，对内层管加压，随着管内压力升高，内层管由弹性变形进入塑性变形状态，且两管紧密贴合在一起，当内管压力卸除后，如外层管弹性回复大于内层管的弹性回复，则内外管紧密贴合制成复合管。与其他方法相比较，可根据成型后所要达到的层间贴合残余应力水平，准确地确定所需成型液压，在产品质量和生产效率方面有较大的优势，目前世界上只有少数国家拥有此项技术。液压成型生产复合管装置的关键技术是管子两端的液压密封，国外技术中的两端液压密封都是采用金属堵头结构来完成，如图1所示，通过油缸沿管轴向对堵头施加外力使堵头与复合管内层管的端部形成线接触或面接触的接触压力，以达到承受管内成型液压不致泄漏的密封目的。该系统油缸及支架结构复杂，装置庞大，对焊接有缝不锈钢内层管难以实施有效的密封。而且实际上在复合管生产中由于现行标准无缝不锈钢管直径、厚度等尺寸难以与碳钢管尺寸匹配，大都根据标准碳钢管的直径尺寸采用焊接有缝不锈钢管做衬里。因此，设计出一种可以采用焊接有缝不锈钢管做衬里的成型装置成为本领域技术人员迫切需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的所要解决的技术问题在于提供一种新型的液压制造不锈钢衬里复合管成型装置以及液压成型方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。本专利技术是这样构思的，由于液压成型制造复合管，需要一定的压力。要得到这一压力必须对复合管的两端进行有效的密封。本专利技术利用自紧密封的原理，即成型液压越高其自紧密封效果越好，利用异形密封圈代替两端强制密封堵头，实施复合管的两端的有效密封。本专利技术解决技术问题的技术方案如下一种不锈钢衬里复合管液压成型装置，其特征在于，包括芯杆，芯杆两端分别固定连接有左胀头和右胀头，所述芯杆的外径小于所要复合的不锈钢内管的内径，左右胀头上分别设有自紧密封圈，胀头的端部设有固定装置，两侧自紧密封圈、芯杆外径以及不锈钢内管内径之间形成密封的胀合腔，所述每个自紧密封圈两侧面分别与固定装置及相应的胀头贴紧，固定装置与胀头之间设有密封圈，所述胀头内设有通向密封圈内腔的液流通道和排气通道、以及通向胀合腔的液流通道和排气通道。作为本专利技术的优选实施方式，所述自紧密封圈为异型密封圈，固定装置为固定螺母，所述螺母与胀头之间密封圈为O型密封圈。左侧胀头设有通向胀合腔的液流通道，右侧胀头设有通向胀合腔的排气通道，所述左右两胀头上均设有通向密封圈内腔的液流通道，所述密封圈内腔排气通道分别设置在左胀头和右胀头的上部。一种液压成型不锈钢衬里复合管的方法，包括如下步骤a).把不锈钢内层管与外层管套装在一起； b).将芯杆装入内层管内，在胀头的两端依次装上自紧密封圈及密封圈，旋紧两端的固定装置，使异形密封圈的两侧面与固定装置及胀头贴紧；c).向自紧密封圈凹腔注水，注满水后关闭排气阀，控制密封圈腔内压使其达到密封圈腔内所需的设定内压，以满足密封圈初始密封条件要求；d).密封圈发挥密封作用后，向胀合腔内注入高压液体水，待复合管胀合腔内注满水后关闭排气阀门，胀合腔内液压与密封腔压力迅速达到一致；e).逐步关小压力阀门1，直至复合管胀合成型所需的最高压力后，保压一段时间；f).系统卸压时，先胀合腔与密封圈腔同步卸压，当卸压至设定密封压力值后，先卸除胀合腔内压力，再卸除密封圈腔的压力。由以上公开的技术方案可知，本专利技术与现有技术相比具有如下优点(1)本专利技术采用一种径向位移变形能力强的自紧式异形橡胶密封圈及芯杆结构，取代两端堵头的密封结构，因而取消了两端的液压油缸及笨重的支承装置。采用高压液体的液压力胀合制造复合管，胀接力均匀，制造质量容易保证。胀接制造复合管的液压胀接力，可根据复合管内外管的几何参数、材料性能指标精确计算确定。制造方法科学可靠。(2)自紧式异形橡胶密封圈为软性密封，其密封性能远高于金属堵头的硬性密封，不仅能适用于无缝内衬的复合管生产，对焊接有缝内衬的液压成型也能保证可靠密封。(3)芯杆结构大大减少了液压胀合成型时的充液量，可减少制造过程中的轴向力，既减少了高压泵的负荷，节省能源消耗，又大大缩短充压时间。(4)采用自紧式异形橡胶密封圈，密封圈内液压等于成型液压就可保证密封，因而只需要一个液压源，结构简单，从而省去了国外装置所需的两套压力源之间的协调控制系统，减少投资，且操作方便，提高复合管的生产效率。同时本专利技术装置以及方法也可以生产如铜、铝等其他贵金属材料衬里的复合管。附图说明图1是现有锥形堵头密封液压胀合复合管装置；图2是本专利技术液压成型装置结构示意图。具体实施例方式下面结合附图进一步说明本专利技术。参见图2，本专利技术不锈钢衬里复合管液压成型装置，包括芯杆1，芯杆1两端分别固定连接有左胀头2和右胀头3，所述芯杆1的外径小于所要复合的不锈钢内管8的内径，左右胀头上分别设有自紧密封圈4，胀头的端部设有固定装置5，两侧自紧密封圈4、芯杆1外径以及不锈钢内管8内径之间形成密封的胀合腔6，所述每个自紧密封圈4两侧面分别与固定装置5及相应的胀头贴紧，固定装置5与胀头之间设有密封圈7，所述胀头内设有通向密封圈内腔的液流通道10和排气通道11、以及通向胀合腔的液流通道12和排气通道13。所述自紧密封圈4为异型密封圈，固定装置5为固定螺母，所述螺母与胀头之间密封圈7为O型密封圈。左侧胀头设有通向胀合腔的液流通道12，右侧胀头设有通向胀合腔的排气通道13，所述左右两胀头上均设有通向密封圈内腔的液流通道，所述密封圈内腔排气通道11分别设置在左胀头和右胀头的上部。本专利技术液压成型不锈钢衬里复合管的步骤如下把不锈钢内层管8与外层管9先套装在一起，后将芯杆1装入不锈钢内层管8内，在左右胀头2和3的两端依次装上异形密封圈4及O型密封圈7，旋紧两端的固定螺母5，使每个异形密封圈4的两侧面与固定螺母5及同侧的胀头贴紧。首先启动高压水泵并开启异形密封圈腔进水阀门14、15，液体(水)通过左胀头的上部液流通道10和右胀头下部液流通道10同时进入异形密封圈的凹腔22内，待复合管两端异形密封圈腔22内注满水后关闭排气阀16、17。用压力阀门18回流控制水泵出口压力达到密封圈腔内所需的设定内压，以满足异形密封圈4初始密封条件要求。此时异形密封圈4径向胀大，其外径与不锈钢内管8的内径接触形成密封面，同时在液压下异形密封圈两翼轴向张开，由于自紧密封原理，诸密封面比压均远高于液压，达到预紧密封的目的。异形密封圈4发挥密封作用后开启阀门19，再将此高压液体水从左胀头的下部液流通道12注入不锈钢内层管8与芯杆1组成的胀合腔6内，腔内气体从右胀头3上部排气通道13排除，待复合管胀合腔6内注满水后关闭排气阀门20，胀合腔6内液压与异形密封腔22压力迅速达到一致。逐步关小压力阀门18，直至复合管胀合成型所需的最高压力后，保压一段时间。系统卸压时，只要开启阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不锈钢衬里复合管液压成型装置，其特征在于，包括芯杆，芯杆两端分别固定连接有左胀头和右胀头，所述芯杆的外径小于所要复合的不锈钢内管的内径，左右胀头上分别设有自紧密封圈，胀头的端部设有固定装置，两侧自紧密封圈、芯杆外径以及不锈钢内管内径之间形成密封的胀合腔，所述每侧自紧密封圈两侧面分别与固定装置及相应的胀头贴紧，固定装置与胀头之间设有密封圈，所述胀头内设有通向密封圈内腔的液流通道和排气通道、以及通向胀合腔的液流通道和排气通道。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王学生，徐宏，李培宁，黄志荣，侯峰，惠虎，谭晓勇，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]