專利名稱：：預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及輸油、輸氣、輸水管材領(lǐng)域，尤其是一種預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管。
背景技術(shù)：
：鋼管一般應(yīng)用在地理環(huán)境不允許開槽作業(yè)、施工環(huán)境要求噪音較小并不對交通產(chǎn)生影響或者地面容易沉降的情況下。目前用于輸送壓力流體的鋼管主要采用的鋼板抗拉強(qiáng)度一般為200MPa左右，即使是X80的特種鋼材制作的鋼管，抗拉強(qiáng)度也只有600MPa左右，由于這些鋼材的屈服強(qiáng)度較低，所以在制造耐壓強(qiáng)度高或外荷載較大的鋼管時，鋼管的管壁設(shè)計非常厚。以DN1800的輸水管道為例，工作條件均為工作壓力0.6MPa，覆土深度2m，非預(yù)應(yīng)力鋼管所需的鋼板厚度至少為14mm，每延米管道鋼材用量為695Kg,。鋼管管壁厚度增加雖能滿足輸送壓力流體的目的，但是存在如下問題l.鋼管管壁加厚，導(dǎo)致生產(chǎn)每根鋼管的用鋼量加大，原材料成本升高；2.鋼管管壁加厚，導(dǎo)致鋼管重量加大，運(yùn)輸以及施工的難度加大。近來鋼材價格的大幅度增長，給輸油、輸氣、輸水用的鋼管生產(chǎn)廠家?guī)頍o限的壓力，原材料上漲必然引起售價的上升，而國家又采取貨幣緊縮政策，給鋼管的使用帶來巨大的壓力，這就不得不使鋼管行業(yè)尋找新的發(fā)展出路。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管；本管整體結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計科學(xué)合理，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，且重量較輕，有效降低了運(yùn)輸、吊裝以及施工的成本。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管，其中在薄壁內(nèi)膽鋼管外壁固裝有一保護(hù)層，在保護(hù)層內(nèi)的薄壁內(nèi)膽鋼管外壁上纏繞有預(yù)應(yīng)力鋼絲，薄壁內(nèi)膽鋼管厚度為430mm。而且，工作壓力為0.4-10MPa用于輸水的預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管薄壁內(nèi)膽鋼管采用的Q235普通鋼材，工作壓力為10-40MPa用于輸油、輸氣的預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管薄壁內(nèi)膽鋼管采用Q235普通鋼材或X52、X65、X70、X80、X120管線鋼，管材的薄壁內(nèi)膽鋼管采用厚度為4-30mm的鋼板巻焊而成。而且，所述的預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞的螺距t為540rnrn。而且，所述的保護(hù)層為水泥砂漿保護(hù)層，纖維混凝土保護(hù)層或聚合物保護(hù)層。而且，預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管兩端的接口形式采用直接焊接、鋼制承插口或者法蘭連接形式。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為1.本預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管由于采用了高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞技術(shù)，內(nèi)層膽為Q235或X級管線鋼，比非預(yù)應(yīng)力直縫焊、螺旋焊鋼管可以大量的節(jié)省鋼材的使用，從而大量節(jié)約了成本，并且給國家節(jié)能減排的政策提供了最大的支持，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的用于輸油、輸氣、輸水的鋼管整體鋼材用量大幅度降低，從而大大提高了產(chǎn)品的競爭力。2.本預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管外壁纏繞有預(yù)應(yīng)力鋼絲，大大增強(qiáng)了整體管材抵御外壓覆土的能力，在同等外壓覆土和內(nèi)壓情況下，使整體管材壁厚變薄，減輕整體管材的重量，降低預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管整體施工造價和施工難度。3.本預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管薄于國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)鋼板厚度的規(guī)定，普通直縫焊、螺旋焊鋼管的壁厚一般較厚，本鋼管采用鋼板和預(yù)應(yīng)力鋼絲的疊加效果，可以明顯降低鋼板厚度(薄壁內(nèi)膽鋼板厚度減薄到非預(yù)應(yīng)力直縫焊、螺旋焊鋼管鋼板厚度的1/10-9/10，薄壁內(nèi)膽鋼板用量減少到非預(yù)應(yīng)力直縫焊、螺旋焊鋼管鋼板厚度的1/10-9/10)，同時仍可滿足使用要求。此外，對于原來設(shè)計為材質(zhì)為管線鋼的油氣鋼管可以采用普通鋼板巻制鋼管后纏繞高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲，同樣可達(dá)到管線鋼的各種技術(shù)要求，而普通鋼板價格約為管線鋼價格的l/2左右，能夠大量的節(jié)省材料成本，對于普通鋼材制作的鋼管，在纏繞高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲的同時大大降低了鋼板的厚度，同樣能夠大幅度的節(jié)省材料成本。4.本預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管的薄壁內(nèi)膽鋼管厚度做了科學(xué)有效的分析得出其更科學(xué)的厚度t，該t的取值范圍為430mm，可以根據(jù)不同的工況進(jìn)行調(diào)整，使管材的整體達(dá)到更佳的抵御外壓荷載以及內(nèi)壓的狀態(tài)。圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A向截面放大圖；圖3為圖1的B-B向截面放大圖。具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明薄壁內(nèi)膽鋼管兩端的接口形式可采用直接焊接、鋼制承插口或者法蘭連接形式，本實施例附圖所示的薄壁內(nèi)膽鋼管兩端采用鋼制承插口形式。一種預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管，其中在薄壁內(nèi)膽鋼管2的兩端分別同軸固裝有一薄壁內(nèi)膽鋼管承口5及一薄壁內(nèi)膽鋼管插口1，該薄壁內(nèi)膽鋼管插口外壁徑向上制有凹槽，該凹槽的數(shù)量可以為13個，本實施例附圖所示的薄壁內(nèi)膽鋼管插口凹槽的數(shù)量為2個，該凹槽在管材施工安裝的過程中套裝有密封膠圈，以達(dá)到密封薄壁內(nèi)膽鋼管承口與薄壁內(nèi)膽鋼管插口的作用，薄壁內(nèi)膽鋼管插口在薄壁內(nèi)膽鋼管外壁及薄壁內(nèi)膽鋼管承口外壁均固裝有一保護(hù)層4，保護(hù)層為水泥砂漿保護(hù)層，或者纖維混凝土保護(hù)層、或聚合物保護(hù)層。本實施例附圖所示的保護(hù)層為前者水泥砂漿保護(hù)層，該水泥砂漿保護(hù)層是由噴漿機(jī)直接噴射到薄壁內(nèi)膽鋼管外壁及薄壁內(nèi)膽鋼管承口外壁上，在水泥砂漿保護(hù)層內(nèi)的薄壁內(nèi)膽鋼管外壁及薄壁內(nèi)膽鋼管承口外壁上均纏繞有預(yù)應(yīng)力鋼絲3，預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞的螺距t為540mm，可以根據(jù)不同的工況進(jìn)行取值范圍的選定，本實施例附圖所示的螺距為5mm，薄壁內(nèi)膽鋼管厚度為430mm，本實施例附圖所示的薄壁內(nèi)膽鋼管的厚度t為18mm。本發(fā)明在同樣的工作條件下同非預(yù)應(yīng)力直縫焊、螺旋焊鋼管相比節(jié)省了大量的鋼材。下面以DN1800mm的鋼管為例具體敘述工作條件為工作壓力0.6MPa，覆土深度2m;<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管同非預(yù)應(yīng)力直縫焊、螺旋焊鋼管相比鋼材節(jié)省比例高達(dá)43%。下面以直徑1219mm的輸油、輸氣管道為例進(jìn)一步說明<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>每延米鋼材成本節(jié)省總量為2706元，節(jié)省幅度高達(dá)45%。權(quán)利要求1.一種預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管，其特征在于在薄壁內(nèi)膽鋼管外壁固裝有一保護(hù)層，在保護(hù)層內(nèi)的薄壁內(nèi)膽鋼管外壁上纏繞有預(yù)應(yīng)力鋼絲，薄壁內(nèi)膽鋼管厚度為4～30mm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管，其特征在于工作壓力為0.4-10MPa用于輸水的預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管薄壁內(nèi)膽鋼管采用的Q235普通鋼材，工作壓力為10-40MPa用于輸油、輸氣的預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管薄壁內(nèi)膽鋼管采用Q235普通鋼材或X52、X65、X70、X80、X120管線鋼，管材的薄壁內(nèi)膽鋼管采用厚度為4-30mm的鋼板巻焊而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管，其特征在于所述的預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞的螺距t為540mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管，其特征在于所述的保護(hù)層為水泥砂漿保護(hù)層，纖維混凝土保護(hù)層或聚合物保護(hù)層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管，其特征在于預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管兩端的接口形式采用直接焊接、鋼制承插口或者法蘭連接形式。全文摘要本發(fā)明涉及一種預(yù)應(yīng)力薄壁高壓鋼管，其中在薄壁內(nèi)膽鋼管外壁固裝有一保護(hù)層，在保護(hù)層內(nèi)的薄壁內(nèi)膽鋼管外壁上纏繞有預(yù)應(yīng)力鋼絲，薄壁內(nèi)膽鋼管厚度為4～30mm。本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計科學(xué)合理，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，且重量較輕，有效降低了運(yùn)輸、吊裝以及施工的成本。文檔編號F16L9/00GK101639139SQ20081005402公開日2010年2月3日申請日期2008年7月31日優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日發(fā)明者亮張,斌趙申請人:天津萬聯(lián)管道工程有限公司