[其他]縮小金屬管直徑的熱塑方法

在審

• 申請號: 101986000003742
• 申請日: 1986-06-07
• 公開（公告）號: CN1003532B
• 公開（公告）日: 1989-03-08
• 發明（設計）人: 金谷文善;松文繁明;熱田稔雄;山田猛;森英介;荒木俊光
• 申請（專利權）人: 川崎重工業株式會社
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王申;王憲模

為了縮小金屬管（１０）的軸向有限部分（２０）的直徑，利用環形加熱器（１２）從外部加熱該部分，同時冷卻其鄰近部分（２２）至足以限制被加熱部分自由熱膨脹的溫度，被加熱部分在冷卻時其直徑變得比金屬管其余部分要小，使環形加熱器（１２）和金屬管（１０）沿管子縱向從一端到另一端彼此相對移動，同時至少用水冷卻被加熱部分的鄰近部分，可以同樣地縮小金屬管全長度的直徑。同一方法適用于制造運輸流體用的耐磨雙璧管，這種雙璧管也在此處予以公開。

本發明涉及一種熱塑性地縮小金屬管直徑的新方法。本發明方法與縮小外管件直徑使其收縮在內管件上以制造運輸流體用的耐磨管道之類雙壁管的過程相結合，是特別有用的。

管道構成了許多企業中運輸各種流體和流化固體的主要工具。在管道運輸的物質中，有煤、礦物之類固體的粉漿（與水的混合物）和水泥。諸如粉塵和石英砂之類的固體微粒是利用空氣壓力傳送的。運輸此類流化固體時遇到的一個問題是管道內部的磨耗和快速磨損。

這個問題的一種已知的解決辦法是利用用作氣體管道的那種等級的廉價鋼管。當磨損時，這種廉價的管子被新管子替換，或者在磨損的部位焊接上補塊。但是，在抗磨特別重要的用途中，也使用諸如含鉻量高的鑄造不透鋼之類較昂貴材料的管子。

通常，鋼料的抗磨性能在很大程度上取決于它們的硬度，高抗磨材料總是非常硬的。某些用作耐磨管子材料的鑄造不銹鋼具有高達81以上的肖氏硬度。但是，硬度愈高，鋼料的延性就愈低。用上面提到的高鉻量不銹鋼制造的管子鑄件在沖擊負荷下容易滲漏。

硬的抗磨鋼料的另一些弱點是可焊性和機械加工性差。由這些材料制成的管段不能在其上面焊接法蘭盤。即使管段上具有形成一體的法蘭盤，在法蘭盤的鉆孔、拋光等隨后的機械加工中也會遇到困難。管子的焊接修補也不容易。此外制造費用也非常高。

因此，近來提出和使用了具有耐磨內襯的鋼管，這種帶內襯的管子是用離心鑄造法和用拼裝焊接法制成的，內襯用冶金方法與管子本身相結合。帶耐磨內襯的管子在抗磨性能方面要比普通鋼管優越得多，因此有效壽命也要長得多，一個附加的優點是管子本身不需要抗磨，因此管子可以用延性充分大的可焊接的材料來制造。使用這種材料使得有可能提供這樣的管子，它們不像用抗磨材料單獨制成的管子，而是具有足夠大的抗沖擊負荷強度，并可以在法蘭盤上進行焊接。

但是內襯不管其制造方法如何都具有殘余的拉應力，因而帶耐磨內襯的鋼管易于破裂，這一點抵銷了上述優點。在內襯中產生的裂紋容易擴展到管子本身，因為如上所述管子是用冶金方法與內襯結合在一起的。

雙壁管被認為是當前帶內襯鋼管的最好替代物，它們是由兩個直徑不同的管件構成的，一個套合在另一個的內部。外管件是一種在實用上具有足夠延性的材料，而內管件是一種耐磨材料，外管件和內管件不應當是用冶金方法互相結合在一起的，而應當是在壓力下自身接觸緊密的，隨后內管件處在壓縮應力之下，這種雙壁管具有上述內襯管的同樣優點，而避免了內襯管的缺點。

至今已提出了三種制造自緊密雙壁管的方法。第一種方法是將外管件熱縮到內管件上;第二種方法是用液壓法使內管件對著外管件膨脹;第三種方法是使外管件熱膨脹而用液壓法使內管件對著外管件膨脹，所有這些已知的方法都具有下列缺點。

第一種方法要求將外管件內徑和內管件外徑機械加工到十分嚴格的公差。但是，如果內管件屬于抗磨材料而非常硬，將它機械加工到所需的尺寸公差是很困難的。用該法制造接觸壓力穩定的細長雙壁管，也是十分困難的。

第二和第三種方法在內管件直徑對著外管件產生塑性膨脹方面是相似的。在雙壁管的內管件很厚并具有極高的屈服強度的情況下，內管件的直徑膨脹需要極高的壓力，因此這兩種方法都是不實用的。特別是在第二種方法（用液壓法使內管件對著外管件膨脹）中，內管件的屈服強度比外管件高，使得內管件的塑性膨脹不可避免地在兩個管件之間造成塑性收縮的某些差異，導致在內外管件之間產生空隙。

第二和第三種方法的另外的弱點是，它們只適用于內管件為金屬制品的情況。陶瓷最近由于其強度大、重量輕和抗磨、耐腐蝕而被提出來作為雙壁管內管件的材料。陶瓷當然不可能膨脹，不管用液壓法還是加熱法。