CN203671052U - 一体式不锈钢—碳钢复合管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一体式不锈钢—碳钢复合管，主要解决了现有技术中的内衬管、粘接管、压合管的基层与复层之间的连接不牢固，易分层，且性能欠佳等问题。该一体式不锈钢—碳钢复合管包括四层结构，其由内至外依次为不锈钢层、不锈钢—碳钢混合层、碳钢层、涂覆层，其中，所述不锈钢—碳钢混合层由不锈钢与碳钢通过冶金熔炼为一体结构，且不锈钢层与不锈钢—碳钢混合层、碳钢层与不锈钢—碳钢混合层均为一体结构；所述不锈钢层与碳钢层的厚度之比为1∶10；在该一体式不锈钢—碳钢复合管端头还设有坡口，且该坡口的角度为30°至35°。本实用新型结构简单、价格低廉、性能优良，因此，适合推广应用。

Description

一体式不锈钢—碳钢复合管

技术领域

本实用新型涉及一种管道，具体的说，是涉及一种一体式不锈钢—碳钢复合管。

背景技术

现有技术中，流体运输管道主要包括以下几种：普通球墨铸铁管道、碳钢管道、预应力混凝土管道、PE管等，上述管道的承压能力、耐腐蚀性、抗外力破坏性均欠佳，一些特别的运输管道，如：饮用水运输管道，目前，饮用水90％的污染来源于管道自身，因此，对饮用管道的性能要求更高，而不锈钢管道虽然在性能上有较高的保障，但是其成本高昂，不利于远距离运输。

进一步的，研制了多种复合型钢材，主要包括内衬型复合管和粘接型复合管两种，如公开号为2351647Y的中国实用新型专利“复合不锈钢管”，它由不锈钢作为外管，再在不锈钢的外管内衬有由塑料或铁皮制成的内衬管，该种内衬型的复合不锈钢管结合了不锈钢的优良性能和塑料或铁皮内衬管的低成本的特点，但是，内衬型复合管并不适用于大口径的管道运输中，其基层和内衬的复合层极易分离，管道之间的焊接也非常麻烦；另一种，粘接型复合管如公开号为CN2351272Y的中国实用新型专利“复合不锈钢板材”，以及公开号为CN201310168Y的中国实用新型专利“一种复合不锈钢的装饰板”，其结构主要是在不锈钢板的基础上通过粘接的方式复合上一层其它材质的板材，这也是目前市面上所述的复合板的主要复合方式；此外，还有一种双层金属通过压合而成的复合管道，其与粘接型复合管、内衬型复合管相似，同样不适用于大口径管道，复合层与基层之间的连接不牢靠，易脱离。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构简单、设计合理、成本低廉、复合层与基层之间的连接牢固，尤其适合大口径管道的一体式不锈钢—碳钢复合管。

基于同一个发明构思，为了实现上述目的，本实用新型采用以下两种技术方案：

方案一

一体式不锈钢—碳钢复合管，包括四层结构，其由内至外依次为不锈钢层、不锈钢—碳钢混合层、碳钢层、具有保温隔热或/和防腐功能的涂覆层，其中，所述不锈钢—碳钢混合层由不锈钢与碳钢通过冶金熔炼为一体结构，且不锈钢层与不锈钢—碳钢混合层、碳钢层与不锈钢—碳钢混合层均为一体结构；所述不锈钢层与碳钢层的厚度之比为1：10；在该一体式不锈钢—碳钢复合管端头还设有坡口，且该坡口的角度为30°至35°。

进一步的，为了提高本实用新型的抗压强度，该一体式不锈钢—碳钢复合管的弯曲度小于或等于0.003。

所述涂覆层为环氧树脂层、PE层或三油两布层。其中术语“三油两布”是指在管道外壁上由内之外先后依次涂抹一层油、缠裹一层布、再涂抹一层油、再缠裹一层布、最后再涂抹一层油，由三层油和两层布交替构成的涂覆层，油和布可根据实际需要进行选择。

为了进一步降低成本，在确保本实用新型抗压强度的基础上，在所述碳钢层内还设有与管道匹配的弧形空腔。同时，该弧形空腔还有利于管道内外的热隔离，尤其适用于露天运输管道。

当浅埋或深埋管道时，地底内的水分极易加快管道外表壁的腐蚀速度，因此，本实用新型在所述涂覆层上、沿一体式不锈钢—碳钢复合管轴向设置有毛细透排水带。毛细透排水带可有效地将管道周围土壤内的水分吸收并排除，从而避免了土壤内水分对管道表壁的腐蚀。

方案二

一体式不锈钢—碳钢复合管，包括四层结构，其由外至内依次为不锈钢层、不锈钢—碳钢混合层、碳钢层、具有保温隔热或/和防腐功能的涂覆层，其中，所述不锈钢—碳钢混合层由不锈钢与碳钢通过冶金熔炼为一体结构，且不锈钢层与不锈钢—碳钢混合层、碳钢层与不锈钢—碳钢混合层均为一体结构；所述不锈钢层与碳钢层的厚度之比为1：10；在该一体式不锈钢—碳钢复合管端头还设有坡口，且该坡口的角度为30°至35°。

进一步的，为了提高本实用新型的抗压强度，该一体式不锈钢—碳钢复合管的弯曲度小于或等于0.003。

所述涂覆层为环氧树脂层、PE层或三油两布层。其中术语“三油两布”是指在管道外壁上由内之外先后依次涂抹一层油、缠裹一层布、再涂抹一层油、再缠裹一层布、最后再涂抹一层油，由三层油和两层布交替构成的涂覆层，油和布可根据实际需要进行选择。

为了进一步降低成本，在确保本实用新型抗压强度的基础上，在所述碳钢层内还设有与管道匹配的弧形空腔。同时，该弧形空腔还有利于管道内外的热隔离，尤其适用于露天运输管道。

当浅埋或深埋管道时，地底内的水分极易加快管道外表壁的腐蚀速度，因此，本实用新型在所述不锈钢层上、沿一体式不锈钢—碳钢复合管轴向设置有毛细透排水带。毛细透排水带可有效地将管道周围土壤内的水分吸收并排除，从而避免了土壤内水分对管道表壁的腐蚀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

（1）本实用新型结构简单、设计巧妙、价格低廉。

（2）本实用新型将管道设计为四层结构，依次为不锈钢层、不锈钢与碳钢的混合层、碳钢层、涂覆层，其中，不锈钢与碳钢的混合层通过冶金熔炼为一体结构，与此同时，不锈钢与碳钢的混合层又分别与不锈钢层和碳钢层构成一体结构，相较于现有技术中的粘接、内衬和压合而言，本实用新型中三者之间的连接更加牢固，不易脱离，而且，不锈钢层与碳钢层的厚度比例仅为1：10，与传统的铸铁管道、不锈钢管、PE管相比，一体式不锈钢—碳钢复合管的性能更优，价格更低。

（3）本实用新型将管道的端头设置坡口，其坡口的角度经特别设计为30°至35°,该设计的优点在于，便于管道与管道之间的焊接，同时，焊接点构成美观、完整的焊缝，避免了现有复合管中管道与管道焊接后，容易出现裂痕，影响管道的美观。

（4）本实用新型将管道的弯曲度设计为小于或等于0.003，有效地提高了管道的抗压强度，有效地确保了管道在远距离管道运输中的抗压性。

（5）本实用新型进一步沿管道轴向走向设置有毛细透排水带，其可有效地将管道周围土壤内的水分吸收并排除，从而避免了土壤内水分对管道表壁的腐蚀。

（6）本实用新型在碳钢层内部开设有弧形空腔，该弧形空腔为若干个，并均匀分布在碳钢层内，其可有效地隔绝管道内外的热交换，尤其适用于露天的管道运输。

（7）本实用新型通过在管道内壁或外壁涂设涂覆层，由此极大地提高了本实用新型的耐腐蚀性及保温隔热性。

（8）本实用新型与现有技术相比，不仅具备新颖性和创造性，而且其材质均为普通材质，价格低廉，具备非常高的实用性和市场竞争力，为其大范围的推广应用，奠定了坚实的基础。

附图说明

图1为本实用新型-实施例1的结构示意图。

图2为图1的剖视图。

图3为本实用新型局部示意图。

图4为本实用新型-实施例2的结构示意图。

图5为本实用新型与现有技术中常规管道的成本对比图。

其中，附图标记所对应的名称：1-不锈钢层，2-不锈钢—碳钢混合层，3-碳钢层，4-涂覆层，5-环形密封圈，6-弧形空腔，7-毛细透排水带。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

如图1至3所示，本实施例提供了一种一体式不锈钢—碳钢复合管，该复合管包括四层结构，其由内至外依次为不锈钢层1、不锈钢—碳钢混合层2、碳钢层3、涂覆层4，具体的说，不锈钢层由纯粹的不锈钢材质制成，碳钢层则由纯粹的碳钢材质制成，而不锈钢—碳钢混合层则由不锈钢与碳钢通过冶金熔炼为一体结构，与此同时，不锈钢与碳钢的混合层又分别与不锈钢层和碳钢层构成一体结构，相较于现有技术中的粘接、内衬和压合而言，本实施例中不锈钢层、不锈钢—碳钢混合层、碳钢层之间的连接更加牢固，不易脱离，尤其适合大口径管道的应用。

在上述基础上，为了进一步降低成本，节约资源，本实施例中，不锈钢层与碳钢层的厚度比为1:10，即不锈钢层仅为碳钢层的1/10，价格昂贵的不锈钢材质在本实施例中的应用远远低于传统的其他含有不锈钢的复合钢材，实现了薄规格的管道制作，本实用新型与现有技术中常规管道的成本对比如图5所示，其中，虚线表示PE1000型复合管，较短的实线表示球磨铸铁，较长的实线表示本实用新型中一种一体式不锈钢—碳钢复合管。

本实用新型的性能优于传统管道，其与传统PE管的性能对比如下表1和表2所示：

表1

	一体式不锈钢—碳钢复合管	钢衬塑管
			管道特性	不生垢、不结瘤、耐腐蚀，对输送液体无二次污染。内壁光滑、摩擦系数低，沿程压力损失小，减少输送泵站数，提高输送效力	内壁光滑、摩擦系数低，提高了输送效力，耐磨性是普通钢管的4至7倍，主要用于运输小体积固体颗粒物、矿浆等
可输送流体	耐高温，可输送热液、沸液、蒸汽	适宜输送室温液体
			管道工作温度	-40°至450°	-40°至90°
管道耐低温性	低温脆性好，膨胀系数小	低温下脆性较大，易产生裂纹
			管道内壁耐腐蚀性	能耐弱酸、碱，强氧化性流体腐蚀	耐酸碱腐蚀，遇强氧化性介质会降解
管道外壁耐腐蚀性	防腐处理	防腐处理
			管道卫生性	食品级不锈钢，对输送液体无污染	受环境影响而降解，对输送液体有污染

表2

考虑到管道与管道之间的焊接美观性和牢固性，本实施例将管道的端头设置坡口，其坡口的角度经特别设计为30℃至35℃,该设计的优点在于，便于管道与管道之间的焊接，同时，焊接点构成美观、完整的焊缝，避免了现有复合管中管道与管道焊接后，容易出现裂痕，影响管道的美观。

涂覆层，具有保温隔热或/和防腐功能，一般地，涂覆层选用环氧树脂层、PE层或三油两布层。

其中，环氧树脂层，作用在于提高管道外壁的耐腐蚀性，其工艺如下：

预处理：酸洗磷化（除锈）；

打磨：对一体式不锈钢—碳钢复合管进行打磨，其优点在于，使基材内外壁涂层均匀，流平性好，达到CJ/T120-2008标准及GB/T5135.20-2010标准； 

预热：将打磨好的一体式不锈钢—碳钢复合管放入电热烘箱进行预热（预热时间一个半小时左右），高温达到230℃—250℃。

喷涂：对预热完毕的管材进行环氧树脂粉末涂装。

固化：喷涂后加热一体式不锈钢—碳钢复合管预热到180℃后，对喷涂好的一体式不锈钢—碳钢复合管进行固化，固化过程中，继续加热，当温度达到200℃时，保持15分钟，完成固化。其优点在于，喷涂的时候环氧树脂粉末还没有完全溶结于一体式不锈钢—碳钢复合管内或外壁，经过三十分钟的预热固化，使环氧树脂内的固化剂完全固化，从而使得环氧树脂涂层附着力更强。

进一步的，本实施例中将一体式不锈钢—碳钢复合管的弯曲度设计为小于或等于0.003，有效地提高了管道的抗压强度，有效地确保了管道在远距离管道运输中的抗压性。

为了进一步降低成本，在确保本实用新型抗压强度的基础上，在碳钢层内还设有与管道匹配的弧形空腔6，该弧形空腔有利于管道内外的热隔离，尤其适用于露天运输管道。

当浅埋或深埋管道时，地底内的水分极易加快管道外表壁的腐蚀速度，因此，本实施例在涂覆层上、沿一体式不锈钢—碳钢复合管轴向设置有毛细透排水带7。毛细透排水带可有效地将管道周围土壤内的水分吸收并排除，从而避免了土壤内水分对管道表壁的腐蚀。

本实用新型中，不锈钢层、不锈钢—碳钢混合成、碳钢层的生产工艺流程如下：热轧——高压水除磷——轧制/层流冷却——热轧卷取——热轧分卷——冷轧（热卷退火）——酸洗——冷轧——光亮退火——光亮拉矫——表面研磨。完成上述工艺后，即制得不锈钢层、不锈钢—碳钢混合成、碳钢层的半成品，其中，不锈钢层、不锈钢—碳钢混合成、碳钢层的制备的创新在于各工艺步骤流程，而不在于工艺条件，且每个步骤中的工艺条件均为现有，本领域技术人员根据工作经验可以得知或合理地推导出各工艺条件，因此，本实施例不作赘述。将上述半成品通过卷制成管状结构，即得一体式不锈钢—碳钢复合管成品。

实施例2

如图4所示，本实施例与实施例1的不同点在于，一体式不锈钢—碳钢复合管，包括四层结构，其由外至内依次为不锈钢层、不锈钢—碳钢混合层、碳钢层、涂覆层，相应的，涂覆层位于管道内壁。

本实用新型不仅仅是一个单独的技术方案，并且是由多个个案组成的整体方案，每个实施例均是一种设置方式，即每个实施例均是本实用新型的技术方案之一。

按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一体式不锈钢—碳钢复合管，其特征在于，包括四层结构，其由内至外依次为不锈钢层（1）、不锈钢—碳钢混合层（2）、碳钢层（3）、具有保温隔热或/和防腐功能的涂覆层（4），其中，所述不锈钢—碳钢混合层（2）由不锈钢与碳钢通过冶金熔炼为一体结构，且不锈钢层（1）与不锈钢—碳钢混合层（2）、碳钢层（3）与不锈钢—碳钢混合层（2）均为一体结构；所述不锈钢层（1）与碳钢层（3）的厚度之比为1：10；在该一体式不锈钢—碳钢复合管端头还设有坡口（5），且该坡口（5）的角度为30°至35°。

2.根据权利要求1所述的一体式不锈钢—碳钢复合管，其特征在于，该一体式不锈钢—碳钢复合管的弯曲度小于或等于0.003。

3.根据权利要求1所述的一体式不锈钢—碳钢复合管，其特征在于，所述涂覆层（4）为环氧树脂层、PE层或三油两布层。

4.根据权利要求1或2或3所述的一体式不锈钢—碳钢复合管，其特征在于，在所述碳钢层（3）内还设有与管道匹配的弧形空腔（6）。

5.根据权利要求1或2或3所述的一体式不锈钢—碳钢复合管，其特征在于，在所述涂覆层（4）上、沿一体式不锈钢—碳钢复合管轴向设置有毛细透排水带（7）。

6.一体式不锈钢—碳钢复合管，其特征在于，包括四层结构，其由外至内依次为不锈钢层（1）、不锈钢—碳钢混合层（2）、碳钢层（3）、具有保温隔热或/和防腐功能的涂覆层（4），其中，所述不锈钢—碳钢混合层（2）由不锈钢与碳钢通过冶金熔炼为一体结构，且不锈钢层（1）与不锈钢—碳钢混合层（2）、碳钢层（3）与不锈钢—碳钢混合层（2）均为一体结构；所述不锈钢层（1）与碳钢层（3）的厚度之比为1：10；在该一体式不锈钢—碳钢复合管端头还设有坡口（5），且该坡口（5）的角度为30°至35°。

7.根据权利要求6所述的一体式不锈钢—碳钢复合管，其特征在于，该一体式不锈钢—碳钢复合管的弯曲度小于或等于0.003。

8.根据权利要求6所述的一体式不锈钢—碳钢复合管，其特征在于，所述涂覆层（4）为环氧树脂层、PE层或三油两布层。

9.根据权利要求6或7所述的一体式不锈钢—碳钢复合管，其特征在于，在所述碳钢层（3）内还设有与管道匹配的弧形空腔（6）。

10.根据权利要求6或7所述的一体式不锈钢—碳钢复合管，其特征在于，在所述不锈钢层（1）上、沿一体式不锈钢—碳钢复合管轴向设置有毛细透排水带（7）。

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