內(nèi)外表面平滑的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)管道的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型公開了一種鋼管，尤其涉及一種內(nèi)外表面平滑的鋼-混凝土結(jié)構(gòu)管道。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在流體的輸送和儲運工程中，一般是用管道來輸送，常用的管道有水泥管、塑料管、普通碳素鋼鋼管、不銹鋼管和鍍鋅鋼管等等。
[0003]水泥管是用水泥和鋼筋作為材料，運用離心力原理制造的一種預(yù)制管道，但易泄漏，耐內(nèi)壓能力差；并且口徑不大，一般口徑為3米或3米以下；每節(jié)管長度不長，接頭多，接頭易泄露，施工困難；施工時要先做基礎(chǔ)，施工成本較高。塑料管是以塑料樹脂為原料，加入穩(wěn)定劑及其它添加劑，在制管機內(nèi)經(jīng)擠壓加工而成，質(zhì)量輕；加工方便，但是口徑不大，承內(nèi)壓能力差；機械強度低，抗破壞性能差；不耐磨損，不耐高溫，易老化。普通碳素鋼鋼管是用碳素鋼制成的鋼管，內(nèi)壁不耐磨且不耐腐蝕，口徑不能做的太大，只能達到2.5米左右，大口徑時壁厚大大增加，成本高，目前國內(nèi)一些省份已經(jīng)明確禁止在供水工程中使用普通碳素鋼鋼管。不銹鋼管則成本太高。鍍鋅鋼管口徑不能太大，且鍍鋅是污染行業(yè)，對環(huán)境破壞大，普遍鍍鋅層較薄，一般厚度小于0.1mm，不耐磨損和沖刷。
[0004]因此，亟待解決上述技術(shù)難題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]實用新型目的:本實用新型的目的是提供一種具有高防腐性和高耐磨性、口徑大、管壁薄的內(nèi)外表面平滑的鋼-混凝土結(jié)構(gòu)管道。
[0006]技術(shù)方案:本實用新型所述的內(nèi)外表面平滑的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)管道，包括外管體，沿所述外管體內(nèi)壁螺旋間隔繞設(shè)若干個加強環(huán)，該加強環(huán)內(nèi)壁與外管體內(nèi)壁之間形成螺旋狀的空心腔體，沿加強環(huán)的外壁鋪設(shè)覆蓋整個外管體內(nèi)壁的金屬內(nèi)襯，該金屬內(nèi)襯卷繞形成與外管體同軸線的內(nèi)管體，在內(nèi)管體、外管體與加強環(huán)之間形成的通道以及空心腔體內(nèi)均填充混凝土。
[0007]優(yōu)選的，金屬內(nèi)襯為特種合金鋼、不銹鋼、耐磨鋼、鋁或銅制成的內(nèi)襯鋼材，該金屬內(nèi)襯具有有異于普通碳鋼鋼材的性能，如防腐耐磨、高溫穩(wěn)定等性能。
[0008]其中，加強環(huán)的橫截面為半閉合狀的半圓形、凹槽型、矩形、拋物線形或梯形。
[0009]本實用新型的外管體由主鋼帶螺旋卷繞形成螺旋狀的管體，所述加強環(huán)以螺旋方式卷繞扣合于外管體的內(nèi)壁。
[0010]本實用新型內(nèi)外表面平滑的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)管道的制作方法，包括如下步驟:
[0011]A、預(yù)備用于制作外管體的主鋼帶，用于制作加強環(huán)的窄鋼帶并將窄鋼帶彎曲成截面為半閉合狀的加強環(huán)；
[0012]B、在主鋼帶的上表面貼合加強環(huán)，將加強環(huán)與主鋼帶焊接在一起；
[0013]C、再在加強環(huán)上表面鋪設(shè)金屬內(nèi)襯，并采用氣體保護焊接形成復(fù)合型鋼帶，將該復(fù)合型鋼帶螺旋卷繞形成內(nèi)外表面平滑的管體；
[0014]D、按要求長度切斷管體，從管體一端切口處澆注混凝土，直至混凝土從該管體另一端切口處流出，即完成制作。
[0015]其中，步驟B中，所述加強環(huán)與主鋼帶貼合后，采用氣體保護焊進行焊接。
[0016]其中，步驟C中，對所述復(fù)合型鋼帶在螺旋卷制過程中自身形成的焊縫采用埋弧焊進行焊接。
[0017]實用新型原理:本實用新型同時應(yīng)用了管土共同受力原理和混凝土鋼管原理。管土共同受力原理是管道在埋置后，管道的上部載荷不是靠管道的剛性來承受，而是靠管道與四周土石相互之間受力共同作用，就形成了管土共同受力效應(yīng)，垂直向下的載荷就會轉(zhuǎn)化為管體管壁的環(huán)向內(nèi)壓力?；炷龄摴艿墓ぷ髟硎窃诳招牡匿摴軆?nèi)充填混凝土，利用混凝土的優(yōu)越的承壓能力和鋼管的對混凝土的包圍作用，使鋼管的豎向承壓能力極大的增強。本實用新型中將普通碳鋼、不銹鋼及混凝土三種材料有機的結(jié)合為一體，并充分發(fā)揮各自的特點及優(yōu)勢，在整體結(jié)構(gòu)中分別承擔(dān)不同的作用。在鋼管內(nèi)壁增設(shè)截面為半閉合狀的加強環(huán)，增加了管壁環(huán)向的慣性矩，使得管壁在承受環(huán)向內(nèi)壓力時不易失穩(wěn)和變形，主鋼帶的壁厚相比較一般鋼管壁厚可以大大減薄，降低了材料的成本，也使得制造大口徑及超大口徑的鋼管得以實現(xiàn)；當(dāng)主鋼帶較薄時，在卷圓過程中，遞送力會使鋼帶撓曲，無法進行遞送卷圓，在鋼管內(nèi)壁增設(shè)加強環(huán)后，鋼帶橫截面積及慣性矩增大，卷圓時遞送很容易實現(xiàn)，便于加工。鋼管的內(nèi)壁還覆蓋有金屬內(nèi)襯，不僅可以避免和減少流體對鋼管的銹蝕、磨損及管體對流體的污染，而且鑒于內(nèi)壁設(shè)置了金屬內(nèi)襯，主鋼帶的厚度又可以再次減薄，進一步降低了材料的成本，且由于金屬內(nèi)襯的特殊材質(zhì)從而大大提高了整個管道的防腐性及耐磨性。埋地使用時，在管土共同受力效應(yīng)的作用下，加強環(huán)和主體鋼管與金屬內(nèi)襯間的混凝土共同承受環(huán)向及徑向壓力，進一步提高管體道的整體強度，從而可進一步減薄主鋼材的板厚，更進一步降低了材料成本。
[0018]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:首先本實用新型在管體內(nèi)壁上設(shè)有特殊材質(zhì)的金屬內(nèi)襯，提高鋼管的防腐性和耐磨性，可用于輸送水或特殊介質(zhì)的場合，例如供水、排水或具有腐蝕性強的介質(zhì)、對純凈度要求較高的介質(zhì)以及溫度高的介質(zhì)等；其次，本實用新型鋼管在管體內(nèi)壁增設(shè)螺旋狀加強環(huán)，提高了管體周向斷面慣性矩，承載能力提高，主鋼帶的壁厚相比較一般鋼管壁厚可以大大減薄，降低了材料的成本；同時卷圓時可實現(xiàn)薄板遞送，實現(xiàn)卷圓工藝突破；然后，本實用新型在加強環(huán)內(nèi)以及在主鋼帶與金屬內(nèi)襯間的螺旋通道內(nèi)填充混凝土，可以二次加強鋼管的剛度和承載能力；最后本實用新型鋼管的可靠性好，適用范圍廣，即使在沙礫中也可使用，可以制作出超大口徑的鋼管，可達直徑8米，可以用作埋地管，利用管土共用受力效應(yīng)，由加強環(huán)為主承受壓力，超大直徑時(D>4m)，可以埋土很深高達到10?20米以上。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型中主鋼帶和窄鋼帶在生產(chǎn)線上的排列位置示意圖；
[0020]圖2為本實用新型窄鋼帶彎曲成加強環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本實用新型主鋼帶、加強環(huán)貼合后焊接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為圖3中A處局部放大圖；
[0023]圖5為本實用新型在帶加強環(huán)的主鋼帶上鋪設(shè)金屬內(nèi)襯形成復(fù)合型鋼帶的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為圖5中B處局部放大圖；
[0025]圖7為利用圖5中的復(fù)合型鋼帶進行卷制加工的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8為圖7中卷制形成的螺旋狀管體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖9為將圖5中復(fù)合型鋼帶管節(jié)與管節(jié)對接焊接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖10為圖9中C處局部放大圖；