塑性成型螺紋接口薄壁不鏽鋼管和薄壁螺紋不鏽鋼管密封方法
2023-06-09 06:10:06
專利名稱：塑性成型螺紋接口薄壁不鏽鋼管和薄壁螺紋不鏽鋼管密封方法
技術領域：
本發明涉及一種管材，特別是輸水的管材。
自來水要通過管道輸送才能供應到用戶，輸水管道對水質的二次汙染是惡化自來水質量的主要原因。目前，隨著淨水工程和直飲水工程的開展，開發對水質無汙染的廉價管道，不但滿足人們對提高飲用水質的要求，而且是保障人們身體健康的需要。
背景技術：
不鏽鋼管強度高、韌性好、保潔水質的性能好，所以是輸送淨水和實施直飲水的最理想的綠色環保管材。
不鏽鋼管的連接主要有焊接或螺紋連接的方法。其中焊接連接的實施要具備特定的條件，而且施工難度高、費用大，所以在中小型管徑的管道連接中較少採用；螺紋連接施工方便，但傳統螺紋接口管(見圖2)由於採用切削成型的外螺紋6，所以管壁厚度需增加螺紋溝槽深度8的切削餘量，使應用的管壁7較厚，令應用不鏽鋼管的成本很高，難以普遍使用。
為了降低應用不鏽鋼管的成本，目前國內外已開始應用薄壁的不鏽鋼管。這些薄壁不鏽鋼管的連接一般有壓縮式連接(見圖3)、螺紋套管連接(見圖4)和法蘭連接(見圖5)，這些連接由於都需要增加附件，所以不但連接費用高，而且應用又不方便。如圖3的壓縮式連接，管端不但要脹口加工，而且還要附加外螺紋接口管件9、密封圈10和螺母管件11才能連接；圖4的螺紋套管道連接，管端不但要增加焊接焊縫14，而且又要增加外螺紋套管管件12和過渡螺紋連接管件13才能連接；圖5的法蘭連接，管端同樣要增加焊接焊縫19，而且還要增加緊固件15、活套法蘭16、法蘭17和密封圈18等管件。因此連接費用高的瓶頸又制約了薄壁不鏽鋼管的普遍應用。
同時傳統的螺紋接口管的連接是採用喉鉗的夾持，並施加較大的扭矩旋緊螺紋，通過迫緊生料帶來密封接口。由於喉鉗的夾持容易造成管壁的損壞，所以傳統的螺紋密封連接方法不適合薄壁的不鏽鋼管使用。
發明內容
本發明的目的是提供一種加工方便、令薄壁不鏽鋼管塑性成型螺紋的加工方法和一種連接快捷、並可使內外螺紋接口粘結成一體的薄壁螺紋接口不鏽鋼管的密封連接方法，以利薄壁不鏽鋼管在輸水管道中的低成本使用。
本發明的塑性成型螺紋接口薄壁不鏽鋼管(見圖1)是採用膠模的脹、縮形力或軋輪的軋延力，令不鏽鋼管管壁按模具的螺紋產生塑性變形，成為具外螺紋接口2和具內螺紋接口3的管子。安裝時，在內、外螺紋接口分別塗上粘結劑後再旋合，令管子接口4的螺紋之間有一層凝固的膠粘層5，這種連接既增加管子接口的剛性和強度，又提高接口的抗震能力。
本發明的脹或縮型力成型螺紋的加工方法特別適合大直徑的薄壁不鏽鋼管的螺紋成型。本發明的軋輪軋延力成型螺紋的加工方法，生產效率高，適合工廠化大批量生產。
本發明的塑性成型螺紋的管型令薄壁不鏽鋼管的管端結構厚度增加，加大了管端的剛性。同時本發明的密封連接方法，將管子內外螺紋粘結成一體，又增加了接口的剛性和強度，解決了傳統薄壁不鏽鋼管由於埠剛度較低制約管壁厚度減薄的應用問題，因此本發明特別適合超薄壁不鏽鋼管的應用，為低成本應用管材解決水質的二次汙染問題提供了理想的綠色環保管材。
圖1、薄壁塑性成型螺紋接口不鏽鋼管連接接駁1、管子；2、外螺紋接口；3、內螺紋接口；4、管子螺紋連接接口；5、粘結層圖2、傳統螺紋接口管子6、外螺紋接口；7、管壁厚度；8、螺紋溝槽深度圖3、薄壁不鏽鋼管壓縮式連接9、外螺紋接口管件；10、密封圈；11、螺母管件；1、管子圖4、薄壁不鏽鋼管螺紋套管式連接12、外螺紋套管管件；13、過渡螺紋連接管件；14、外螺紋套管管件與管體的連接焊縫；1、管體圖5、薄壁不鏽鋼管法蘭式連接15、緊固件；16、活套法蘭；17、法蘭；18、密封圈；19、法蘭與管體連接焊縫；1、管子圖6、脹形力成型螺紋加工示意圖1、管子；20、內表面具螺紋的外套模；21、膠模；22、軸柱；31、軸向力圖7、縮形力成型螺紋加工示意圖1、管子；23、外表面具有螺紋的內套模；24、膠模；25、壓套；26、外環；31、軸向力圖8、軋輪滾動軋延成型螺紋加工示意圖1、管子；27、28、29、外表面具有螺紋的軋輪；30外表面具有螺紋的芯軸圖9、軋輪相對旋轉軋延成型螺紋加工示意圖1、管子；32、33、34、外表面具有矢形的軋輪；30、外表面具有螺紋的芯軸具體實施方式
一、按照本發明，一種塑性成型螺紋接口薄壁不鏽鋼管的加工方法包括有脹形力成型螺紋、縮形力成型螺紋和軋輪軋延成型螺紋1、脹形力成型螺紋實施例1A、外螺紋接口2的成型(見圖6)把管子1的端部插進內表面具有螺紋的外套模20的內孔，把膠模21、軸柱22插入管子1的內孔，並對軸柱22施加軸向力31，令膠模21受軸向力31的壓縮後產生徑向的脹形力，迫使管子1端部的管壁按外套模20的螺紋產生塑性變形，成為外螺紋接口2。拆開外套模20，取出膠模21和軸柱22，完成外螺紋接口2的加工。
B、內螺紋接口3的成型(見圖6)把管子1的端部插進內表面具有螺紋的外套模20(加工內螺紋接口3的外套模20比加工外螺紋接口2的外套模的內徑大兩個管壁厚度)的內孔，其餘的加工程序與A方法相同。
按以上A、B程序完成薄壁不鏽鋼管脹形力成型螺紋接口的加工。
2、縮形力成型螺紋實施例2A、外螺紋接口2的成型(見圖7)把外表面具有螺紋的內套模23插進管子1的端部內孔，把膠模24、壓套25和外環26分別套在管子1的外圓，並對壓套25施加軸向力31，令膠模24受軸向力31的壓縮後產生徑向的縮形力，迫使管子1的端部的管壁按內套模23的螺紋產生塑性變形，成為外螺紋接口2，拔出管子1，並拆出內套模23，完成外螺紋接口2的加工。
B、內螺紋接口3的成型(見圖7)把外表面具有螺紋的內套模23(加工內螺紋接口3的內套模23比加工外螺紋接口2的內套模的外徑大兩個管壁厚度)插進管子1的端部內孔，其餘的加工程序與A方法相同。
按以上A、B程序完成薄壁不鏽鋼管縮形力成型螺紋接口的加工。
3、軋輪滾動軋延成型螺紋實施例3A、外螺紋接口2的成型(見圖8)把芯軸30插進管子1端部的內孔成為一整體，並向右送進軋輪27、28、29之間，令管子1與軋輪27、28、29分別按各自的軸心同線速旋轉，並令軋輪27、28、29表面的螺紋與芯軸30的螺紋相互咬入點之間的間隙等於待加工螺紋管端的壁厚，管壁在軋輪螺紋的軋延下產生塑性變形，並按芯軸30的表面螺紋形狀成型，退出已加工完成的外螺紋接口2。
B、內螺紋接口3的成型(見圖8)把芯軸30(加工內螺紋接口3的芯軸30比加工外螺紋接口2的芯軸30的外徑大兩個管壁厚度)插進管子1端部的內孔成為一整體，其餘加工程序與A方法相同。
按以上A、B程序完成薄壁不鏽鋼管軋輪滾動軋延成型螺紋接口的加工。
4、軋輪相對旋轉軋延成型螺紋實施例4A、外螺紋接口2的成型(見圖9)把芯軸30插進管子1端部的內孔成為一整體，令管子1與軋輪32、33、34繞管子1的軸心相對旋轉(即管子繞自己軸心旋轉或軋輪32、33、34一起繞管子1的軸心旋轉)，並令軋輪32、33、34表面的矢形與芯軸30表面的螺紋相互咬入點之間的間隙等於待加工螺紋管端的壁厚。當管子1與軋輪32、33、34相對旋入後，管壁在軋輪矢形的軋延下產生塑性變形，並按芯軸30的表面螺紋形狀成型，退出已加工完成的外螺紋接口2。
B、內螺紋接口3的成型(見圖9)把芯軸30(加工內螺紋接口3的芯軸30比加工外螺紋接口2的芯軸30的外徑大兩個管壁厚度)插進管子1端部的內孔成為一整體，其餘加工程序與A方法相同。
按以上A、B程序完成薄壁不鏽鋼管軋輪相對旋轉軋延成型螺紋接口的加工。
二、按照本發明，薄壁螺紋接口不鏽鋼管密封連接的方法是1、將待接管子的外螺紋接口2和內螺紋接口3抹乾淨，清除油汙；2、在內、外接口的螺紋上塗上粘結劑；3、對準螺紋的接口，並保持兩根待連接管子中心的一致，將接口相互旋入，並旋緊；4、待粘結劑凝固後，完成管子螺紋接口的密封連接。
權利要求
1.一種塑性成型螺紋接口薄壁不鏽鋼管，其特徵是管子端部螺紋槽底的管壁厚度加上螺紋高度的管端結構厚度，大於管體的管壁厚度。
2.一種塑性成型螺紋接口薄壁不鏽鋼管，其特徵是內螺紋接口是由管端的內圓表麵塑性變形而成，外螺紋接口是由管端的外圓表麵塑性變形而成。
3.一種塑性成型螺紋接口薄壁不鏽鋼管，其特徵是外螺紋接口端的螺紋大徑小於內螺紋接口端的螺紋大徑並大於內螺紋接口端的螺紋小徑；而內螺紋接口端的螺紋小徑大於外螺紋接口端的螺紋小徑，其內、外螺紋接口能相互接駁。
4.一種塑性成型螺紋接口薄壁不鏽鋼管，其特徵是內、外螺紋接口相對應的外、內管壁表面也具螺紋的形狀。
5.一種塑性成型螺紋接口薄壁不鏽鋼管的螺紋成型方法，其特徵是通過對內、外管壁的脹或縮形力成型。
6.根據權利要求5，其螺紋的脹形力成型螺紋方法的特徵是在待加工管端的外圓套有一個外套模，其外套模的內表面具有螺紋。
7.根據權利要求5，其螺紋的縮形力成型螺紋方法的特徵是在待加工管端的內圓套有一個內套模，其內套模的外表面具有螺紋。
8.根據權利要求6，管端內圓套有一膠模，膠模的軸線方向有一可軸向位移的軸柱。
9.根據權利要求7，管端外圓套有一膠模，膠模外圓套有一外環，膠模的軸線方向有一可軸向位移的壓套。
10.一種塑性成型螺紋接口薄壁不鏽鋼管的螺紋成型方法，其特徵是通過軋輪與管子的相互滾動對管壁軋延成型。
11.根據權利要求10，其管子內孔套有一芯軸並成為一整體，芯軸的外表面具有螺紋，管子外圓有1個以上的軋輪，軋輪的外表面具有螺紋。
12.根據權利要求11，管子與軋輪各自繞各自的軸心同線速旋轉，其轉向相反。
13.根據權利要求12，當管子和軋輪旋轉的軸向行程相同時，管子和軋輪的軸向不作相對位移。
14.根據權利要求12，當管子和軋輪旋轉的軸向行程不相同時，管子和軋輪作軸向相對位移。
15.一種塑性成型螺紋接口薄壁不鏽鋼管的螺紋成型方法，其特徵是通過軋輪與管子相對旋轉對管壁軋延成型。
16.根據權利要求15，其管子內孔套有一芯軸並成為一整體，芯軸的外表面具有螺紋，管子外圓有1個以上的軋輪，軋輪的外表面具有矢形。
17.根據權利要求16，管子與軋輪繞管子的軸心作相對旋轉，管子與軋輪作相對軸向位移。
18.根據權利要求17，當管子繞軸中心旋轉、軋輪繞各自的軸中心旋轉時，管子向右邊旋入軋輪。
19.根據權利要求17，當軋輪繞各自軸中心自轉，並作繞管子軸中心公轉時，軋輪向左邊旋入管子。
20.薄壁螺紋接口不鏽鋼管的密封連接特徵是，其管子與管子或管子與管件接口的內、外螺紋之間有一層粘結層。
全文摘要
一種塑性成型螺紋接口薄壁不鏽鋼管是通過外力令管壁根據模具的螺紋產生塑性變形，成為可相互直接旋合接駁的螺紋接口管子。該管的特點是管端的結構厚度大於管體的壁厚，解決了由於薄壁不鏽鋼管管端剛性較低制約管壁厚度減薄的應用問題。同時螺紋連接採用粘結劑密封，不但密封可靠，而且由於粘結劑將螺紋接口粘結成一體，所以又增加了接口的剛性和強度。因此，該發明特別適合超薄壁的不鏽鋼管應用，對低成本應用管材解決水質的二次汙染問題提供理想的綠色環保管材。
文檔編號B21D15/04GK1570443SQ200410027089
公開日2005年1月26日 申請日期2004年5月9日 優先權日2004年5月9日
發明者程金煦 申請人:程宇鳴