双金属复合管技术

双金属复合管目录1由来：2双金属复合管形成基本原理：3目前世界盛行工艺方法主要有以下四种：1. 3.1 机械旋压法2. 3.2 爆炸复合法3. 3.3 液压复合法4. 3.4 拉拔复合法4双金属复合管主要参数：1. 4.1 结合力：2. 4.2 双金属复合管相比于纯合金管的性价比优势：5双金属复合管适用领域：1. 5.1 民用领域：2.1由来：镀锌钢管：优势—含碳量高、耐冲击、热膨胀率低、耐压、耐高温，安装成熟，规格齐全；劣势—内壁表面粗糙、易结垢，不能满足现代生活需求，民用建筑给水领域已停止使用。

薄壁不锈钢管：优势—304不锈钢制成，耐腐蚀、表面光滑不结垢，综合性能优越，但价格昂贵；双金属复合钢管：是将镀锌钢管或焊管、无缝钢管和壁厚更薄的不锈钢管强力嵌合在一起的新型复合给水管材，也是一种更理想的管道升级换代产品。

它保留了两种不同材料内在的优点，互补了它们内在的不足，并且沿用了镀锌钢管传统成熟的安装方式和工艺，因此在使用中方便、可靠、卫生、安全。

跟据基管与内衬管选材的不同，以及制造工艺的提升，已有不少厂家生产的双金属复合管广泛应用于油田、化工、电力等工业领域，其适用范围越来越广泛，带来的经济、环境、社会效益也更加明显。

双金属复合管内外层的的结构说明2双金属复合管形成基本原理：双金属复合钢管基本原理：外基管负责承压和管道刚性支撑的作用，内衬管承担耐腐蚀的作用。

外基管可以根据输送介质的流量和压力要求，选用不同通径和壁厚的碳钢管材。

热镀锌钢管、直缝焊管、螺旋管、低中压流体输送用无缝钢管、高压锅炉、石油裂化用无缝管钢管、管线管等。

直径可从φ20-φ1020mm，壁厚可从2.5-50mm。

内衬管可以根据输送介质化学成分，选用不同的耐腐蚀合金。

可以是奥氏体不锈钢304、304L、316、316L、铜基合金、镍基合金、哈氏合金、钛、钛合金、双相不锈钢等新型高耐腐蚀合金材料。

内衬管壁厚可以根据使用寿命和焊接工艺的要求从0.3-4mm。

3目前世界盛行工艺方法主要有以下四种：机械旋压法、爆炸复合法、拉拔复合法、液压复合法。

机械旋压法形成机理：利用两种不同材质的机械性能，即利用外基管（碳钢管）弹性变形范围大，利用内衬管（不锈钢管）屈服强度低的特性。

在旋压机具螺旋进给的挤压下，使内衬管连续局部塑性变形，外基管始终保持在弹性变形范围之内。

当外力去除后，外基管弹性收缩，内衬管由于已呈塑性变形无法收缩。

从而达到内衬管外表面强力的嵌合在外基管的内表面中，复合成型。

特点：1、防腐性好：能有效地防止二次污染，符合国家直接饮用水质标准的要求；2、强度高：有较强抗挤压，抗共振性，极大的降低了水管受到外力冲击而产生渗漏的可能性，避免了因渗漏对水资源产生大量浪费；3、稳定性好：在-20~350℃热膨胀系数几乎一致（热膨胀系数小、耐热性高）；4、管壁光滑、均匀，不结垢，通径有保障，输送能耗低；5、采用传统工艺连接，安全、灵活、可靠；6、降低热能损耗，不锈钢管的保温性能是铜材料水管的24倍，大量地节约了热水输送中的热能损耗；7、性价比优：总的造价只有薄壁不锈钢管的三分之二价格，紫铜管的五分之一价格。

技术参数：基管类型：镀锌钢管，食品级304不锈钢管使用温度：-20~350℃常规承压：P≥3.0MPa产品规格：DN15~DN1020mm复合压力：结合强度高于行业标准所要求的0.2MPa执行标准：使用压力符合GB/T8163-2008、GB/T3091-2008规定接口类型：丝扣、沟槽、焊接以及法兰连接代表厂家：江苏众信绿色管业科技有限公司爆炸复合法形成机理：将装配好的内外管放置在水槽内，将集束炸药放置在内衬管轴线上，通过炸药瞬间生产的爆炸力，引起水槽内水压瞬间增高，瞬间增高的水压，在瞬间内推动内衬管在直径方向向外扩张，在轴向方向向内收缩，向外扩张的内衬管在水压的作用下，扩张置外基管的内表面上，并在水压的作用下，随外基管继续扩张，直至压力消失，复合成形。

特点：①一次性瞬间成形。

②各点的压力基本相同。

影响复合品质的因素：①由于外基管内表面不规则，造成外基管壁厚不均匀。

受双金属复合管成形基理的限制，要使外基管处于弹性变形范围，不均匀的外基管壁厚，使得批量生产，在装填炸药时，用量上受到限制。

药量大了，瞬间冲击波大，外基管易发生永久变形，甚至不安全，使得结合力反而下降；药量小了，冲击力小，内衬管达不到一次性充分塑性变形，导致双金属复合管结合力小。

通常为0.5 MPa左右。

由于爆炸成形工艺的特点，导致内衬管轴向方向向内收缩。

为了保证管口整圆，不得不进行二次校正。

②由于结合力小，使得内外管环状结合面间隙大，内衬管在管端焊接处，将反复承受介质输送过程中，压力交替变化的扭动、折弯，致使连接处出现材料疲劳、开裂，导致耐腐蚀性能下降—（折翘现象）。

③由于装填炸药用量上受到限制，内衬管达不到充分的塑性变形。

由于冲击波产生的反作用力小，内衬管内表面压应力达不到充分的体现，内衬管直缝焊接处仍处于拉应力状态。

致使内衬管表面整体，尤其是直缝焊接处，抗热应力腐蚀的能力下降。

代表厂家：未知液压复合法形成机理：将装配好的内外管完全密封—呈密闭长筒，再将液体注入筒内，逐步加压筒内的液体，使得内衬管逐步的在直径方向向外扩张，在轴向方向向内收缩。

通过连续逐步施压，使得内衬管最终达到塑性变形，外基管仍处于弹性变形范围内，当通过压力表判定内外管已达到塑性变形，外基管处于弹性变形要求时，施放压力，复合形式。

特点：①逐步加压成形。

②密闭长筒内各点压力相同。

影响复合品质的因素：①外基管内表面不规则，造成外基管壁厚不均匀。

由于在批量生产过程中，对密闭长筒内的液体作微量调压，控制其最大压力则成为生产过程中的“瓶颈”。

由于液体在微量调节时受调节“滞后特性”以及压力“超调特性”的影响，为了保证外基管不至于产生塑性变形，甚至破裂，调节时不得不降低施加的压力，尽量避免微量调节。

致使内衬管达不到充分塑性变形—导致双金属复合管结合力小。

通常〈0.5Mpa。

由于液压成形工艺的特点，导致内衬管轴向方向向内收缩。

为了保证管口整圆，不得不进行二次校正。

②由于结合力小，使得内外管环状结合面间隙大，内衬管在管端焊接处，将反复承受介质输送过程中，压力交替变化的扭动、折弯，致使连接处出现材料疲劳、开裂，导致耐腐蚀性能下降—（折翘现象）。

③由于内衬管没有达到充分的塑性变形，液压力产生的反作用力小，内衬管内表面产生的压应力，达不到充分的体现。

内衬管直缝焊接处仍处于拉应力状态。

因此内衬管表面整体，尤其是直缝焊接处，抗热应力腐蚀能力下降。

代表厂家：未知拉拔复合法形成机理：将装配好的内外管，通过一个带有锥度的（通常锥度为1:25、1:50），最大轮廓外圆尺寸固定的模具，沿内衬管轴线拉拔前行。

通过拉拔模具挤压、扩张的方式，将内衬管在直径方向复合到外基管的内表面上，并通过继续扩张使外基管也处于弹性变形的范围内。

当外力去除后，内衬管呈塑性变形无法收缩，外基管处于弹性变形呈收缩趋势，但受内衬管的限制，外基管内表面强力的嵌合在内衬管的外表面上，复合成形。

特点：①成形工艺简单、有效。

②复合管内表面圆整度好。

影响品质的因素：①由于外基管内表面形状不规则，不平高度影响了模具轮廓最大外圆尺寸全行程的通过。

拉拔模具最大轮廓是机械加工的整圆，必须沿轴心线平行前行。

模具与内衬管的材质为硬钢于软钢，在拉拔扩张过程中，模具嵌入在内衬管内表面中。

当外基管不规则的内表面影响拉拔模具通过时，会造成拉拔模具轴线与内衬管轴线形成夹角，扩大了模具最大轮廓直径。

当出现对称的不平高度时，由于作用在拉拔模具上的力，在3600方向上是对称的，这样就会造成拉拔模具无法避让。

两种现象都会使内衬管受挤压处弯曲变形加大，造成拉拔模具最大轮廓处，切削内衬管表面，引起表面光洁度的破坏，甚至无法通过。

这种状况在复合较大直径的双金属复合管时更为明显。

为了保证表面品质和功效，通常采用减小拉拔模具最大轮廓尺寸，因此复合后的双金属复合管结合力小。

通常仅为0.2~0.3MPa之间。

②由于结合力低使得内外管环状结合面间隙大，内衬管在管端焊接处将反复承受介质输送过程中，压力交变的扭动、折弯，致使连接处出现材料疲劳、开裂，导致耐腐蚀性能下降—（折翘现象）。

③由于内衬管没有达到充分的塑性变形，内衬管内表面由作用力与反作用力产生的表面压应力，达不到充分的体现，表面压应力几乎没有反映。

此时，内衬管中直缝焊接处仍处于拉应力状态，因此内衬管表面整体，尤其是直缝焊接处，抗热应力腐蚀能力下降。

另外，采用拉拔工艺，拉拔模具呈直线运动，内衬管表面始终处于拉应力状态。

4双金属复合管主要参数：结合力：即内外管的结合紧密程度，是双金属复合管最主要的检测指标。

城镇建设部行业CJ/T192-2004标准和中石油天然气SY/T6623标准规定最小为0.2Mpa与0.5Mpa，江苏众信生产的可达到0.8-16Mpa，多数企业的产品维持在0.5Mpa。

双金属复合管相比于纯合金管的性价比优势：合金价格越高，采用双金属复合管节省的成本也就越多。

5双金属复合管适用领域：民用领域：冷、热水管、直饮水管、供暖、太阳能、地源热泵；民用建筑给水管、配水干管；空调循环管、精装修高档商品房给水管等。

工业领域：石油天然气集输管线、油气井套管、污水回注管线；化工换热器管束；电力除盐水、脱硫管线等。

冶金、海水淡化、医药化工、污水处理、新能源、食品加工等行业。

6双金属的连接方式：外基管多数采用的是镀锌管，沿用了镀锌管成熟的连接方式：1、螺纹连接（俗称丝扣连接），适用于DN15-DN100，执行GB7306-2和GB3287-1982标准；2、沟槽卡箍连接，适用DN100以上，执行CJ/T156标准；3、法兰连接，视情况而定，一般DN100以上采用，法兰等由厂家定做，并在连接处配上专用硅胶层；4、焊接连接，据实际工况采用焊接，执行YB/T5092-2005和JB/T4747-2002标准，一般采用三层焊，先氩弧焊封底，再焊过渡层，最后手工电弧焊填充盖面。