雙金屬?gòu)?fù)合管技術(shù)發(fā)展進(jìn)展

邢士波 趙強(qiáng) 李江柳 劉賀（山東龍泉管道工程股份有限公司， 山東 淄博 255000）

雙金屬?gòu)?fù)合管技術(shù)發(fā)展進(jìn)展

邢士波 趙強(qiáng) 李江柳 劉賀（山東龍泉管道工程股份有限公司， 山東 淄博 255000）

雙金屬?gòu)?fù)合管是一種具有耐沖擊、耐高溫、耐腐蝕、抗壓、熱膨脹率低等優(yōu)勢(shì)的一種新型復(fù)合給水管材，在工業(yè)領(lǐng)域和民用領(lǐng)域都具有很好的實(shí)用性。本文對(duì)雙金屬?gòu)?fù)合管技術(shù)進(jìn)行探討，主要從雙金屬?gòu)?fù)合管形成的基本原理、加工工藝和連接工藝三個(gè)方面進(jìn)行分析，旨在為雙金屬?gòu)?fù)合管技術(shù)發(fā)展及進(jìn)展提供一定的理論參考依據(jù)。

雙金屬?gòu)?fù)合管；雙金屬?gòu)?fù)合管技術(shù)；加工工藝；連接工藝

雙金屬?gòu)?fù)合管在給水系統(tǒng)中其外基管可承載較大壓力，起到外部管道剛性支撐作用，其內(nèi)基管具有較好的耐腐蝕性可承擔(dān)不同性質(zhì)流體的管道輸送作用。在雙金屬?gòu)?fù)合管制造工藝中，目前較為成熟的工藝方法包括機(jī)械旋壓法、爆炸復(fù)合法、拉拔復(fù)合法和液壓復(fù)合法，在雙金屬?gòu)?fù)合管連接工藝上主要包括螺紋連接、溝槽卡箍連接、法蘭連接、焊接連接等。下面本文就對(duì)雙金屬?gòu)?fù)合管的形成基本原理、加工工藝和連接工藝進(jìn)行進(jìn)一步深入的探討。

1 雙金屬?gòu)?fù)合管形成的基本原理

雙金屬?gòu)?fù)合管是有含碳量較高的鍍鋅鋼管和耐腐蝕的薄壁不銹鋼管嵌合而成的給水管材，其具備了鍍鋅鋼管抗沖擊、抗壓力、耐高溫、熱膨脹率低等特點(diǎn)，同時(shí)又兼?zhèn)浔”诓讳P鋼管表面光滑、耐腐蝕、不結(jié)垢等特質(zhì)，是目前在民用領(lǐng)域，如：建筑冷熱給水管道、飲用水管道、供暖管道等和工業(yè)領(lǐng)域，如：污水處理廠(chǎng)污水管道、電力除鹽水管道、油氣井套管、天然氣輸送管道等皆能很好應(yīng)用的新型復(fù)合管材。

雙金屬?gòu)?fù)合管其外基管根據(jù)用途可劃分為不同直徑尺寸的通徑和壁厚，其通徑可選范圍在φ20～φ1020mm，壁厚可選范圍在2.5mm～50mm。再根據(jù)輸送介質(zhì)的性質(zhì)、流量要求和壓力要求可對(duì)雙金屬?gòu)?fù)合管的加工工藝進(jìn)行選擇，如輸送地中壓流體可選擇無(wú)縫鋼管，石油裂化可使用管線(xiàn)管等。雙金屬?gòu)?fù)合管其內(nèi)基管根據(jù)輸送介質(zhì)的化學(xué)成分可選擇不同的抗腐蝕合金材料，目前可選擇的合金材料有銅基合金、鈦合金、鎳基合金、奧氏體不銹鋼、哈氏合金等合金材料。

2 雙金屬?gòu)?fù)合管加工工藝

目前較為成熟的工藝方法包括機(jī)械旋壓法、爆炸復(fù)合法、拉拔復(fù)合法和液壓復(fù)合法。

（1）機(jī)械旋壓法是利外基管與內(nèi)基管材質(zhì)的不同機(jī)械性能通過(guò)物理作用將二者結(jié)合在一起。通常鍍鋅鋼管具有較大的彈性形變能力，而薄壁不銹鋼管屈服強(qiáng)度較低，由此利用旋壓機(jī)將外基管擴(kuò)張而使內(nèi)基管傳入外基管，在撤出外力后，外基管彈性收縮，使二者結(jié)合在一起。機(jī)械旋壓法加工的雙金屬?gòu)?fù)合管具有較好的穩(wěn)定性，其熱膨脹系數(shù)小可承受-20℃～350℃的流體溫度。常規(guī)承壓范圍P≥3.0MPa，接口類(lèi)型通常為絲扣、槽溝、法蘭和焊接，在民用飲用水管道應(yīng)用中具有良好表現(xiàn)。

（2）爆炸復(fù)合法是利用炸藥瞬間所產(chǎn)生的爆炸力將水流引入復(fù)合管內(nèi)部使內(nèi)基管表面擴(kuò)張與外基管復(fù)合。這種復(fù)合方法具有一次成型，內(nèi)外基管受壓均衡等特點(diǎn)，但是由于外基管內(nèi)部表面不規(guī)則可能造成二者結(jié)合度上存在一定的誤差，同時(shí)由于爆炸產(chǎn)生的熱能較大會(huì)破壞內(nèi)基管的抗腐蝕能力。

（3）拉拔復(fù)合法是利用固定外圓尺寸的固定模具沿內(nèi)襯管軸線(xiàn)拉拔，利用模具的擠壓和擴(kuò)張使內(nèi)基管和外基管相復(fù)合。這種復(fù)合方法成型工藝較為簡(jiǎn)單，其內(nèi)管表面圓整度較好，但由于外基管內(nèi)部的不平整可能會(huì)導(dǎo)致復(fù)合管壁厚不一致。

（4）液壓復(fù)合法是在內(nèi)基管內(nèi)注入液體并對(duì)液體進(jìn)行施壓，使內(nèi)基管逐步達(dá)到塑變要求與外基管復(fù)合。這種復(fù)合方法內(nèi)基管各部位受壓均衡使內(nèi)管道直徑基本一致，但由于外基管表面的不規(guī)則可能會(huì)造成復(fù)合管厚度不均的問(wèn)題。

3 雙金屬?gòu)?fù)合管連接工藝

雙金屬?gòu)?fù)合管連接工藝上主要包括螺紋連接、溝槽卡箍連接、法蘭連接和焊接連接。

（1）螺紋連接是一種較為廣泛使用的可拆卸固定連接方法，其俗稱(chēng)為“絲扣連接”。在雙金屬?gòu)?fù)合管螺紋連接上采用圓柱管螺紋，其牙型角α=55°，牙頂呈圓弧形，螺紋之間無(wú)徑向間隙，具有較好的緊密性，在DN15-DN100型雙金屬?gòu)?fù)合管連接中被廣泛使用。

（2）溝槽卡箍連接是利用密封橡膠圈、卡箍和鎖緊螺栓將管道進(jìn)行密封連接的一種管道連接工藝，其具有安裝工序簡(jiǎn)單、快捷、施工安全等特點(diǎn)，是目前液體、氣體管道連接首選技術(shù)。在雙金屬?gòu)?fù)合管連接工藝中適合DN100以上的復(fù)合管連接。

（3）法蘭連接是先將管道固定端固定在法蘭盤(pán)上，然后再將兩個(gè)法蘭盤(pán)之間加上法蘭墊，并用螺栓將法蘭盤(pán)連接形成管道連通。法蘭連接具有強(qiáng)度高、密封性好、拆卸方便等特點(diǎn)，其在工業(yè)管道連接中應(yīng)用非常廣泛。在雙金屬?gòu)?fù)合管連接工藝中DN100以上的復(fù)合管連接，經(jīng)常使用法連連接方式。

（4）焊接連接是最為直接的連接方法，其通過(guò)加熱或者加壓使用電弧焊連接管道兩端使其成為一體。在雙金屬?gòu)?fù)合管焊接連接中需要采用三層焊接的方法進(jìn)行施工，首先利用氬弧焊對(duì)管道進(jìn)行封底，在對(duì)過(guò)渡層進(jìn)行焊接，最后用電弧焊填充蓋面使其表面平整。

4 結(jié)語(yǔ)

雙金屬?gòu)?fù)合管在我們的日常工作和生活中的應(yīng)用范圍越來(lái)越多，研究雙金屬?gòu)?fù)合管技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)展能夠夯實(shí)雙金屬?gòu)?fù)合管工藝基礎(chǔ)，并通過(guò)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與改良使雙金屬?gòu)?fù)合管在性能上和施工工藝上更進(jìn)一步，由此可提高我國(guó)對(duì)雙金屬?gòu)?fù)合管制造技術(shù)與施工工藝水平，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)技術(shù)與工業(yè)工藝走出國(guó)門(mén)面向世界。

［1］王新.雙金屬?gòu)?fù)合管焊接工藝研究與應(yīng)用［J］.電焊機(jī)，2011，41（07）：71-73.