[发明专利]一种钢-不锈钢矿用瓦斯抽放管爆炸焊接装置及焊接方法

说明书

本发明涉及一种钢‑不锈钢矿用瓦斯抽放管爆炸焊接装置及焊接方法。本发明焊接装置包括由内向外且竖向同轴布置的不锈钢内复管、钢制基管、约束管模，所述不锈钢内复管内侧面上均匀布置有炸药层，所述不锈钢内复管、钢制基管之间为空气层，所述钢制基管、约束管模之间填充有由液体或固体颗粒性材料构成的约束层。本发明在钢制基管、约束管模之间填充分散性的约束层，扩大了管模的通用性，采用一套管模可以制备一系列管径的钢‑不锈钢复合管。本发明焊接方法制备得到的钢‑不锈钢复合钢管经质量检测无裂纹、划伤和凹坑表面缺陷，所述钢制基管与不锈钢内复管结合区的结合率高于96％，满足要求。

技术领域

本发明属于矿用瓦斯抽放管制备技术领域，具体是涉及一种钢-不锈钢矿用瓦斯抽放管爆炸焊接装置及焊接方法。

背景技术

矿用瓦斯抽放管是煤矿中用于抽放瓦斯气体的专用管道。矿用瓦斯抽放管的性能直接影响着煤矿的安全生产。早期使用的矿用瓦斯抽放管是普通钢管，其优点是刚度大，生产工艺简单且成熟。但普通钢管由于耐腐蚀性差，在矿用瓦斯抽放管道领域已被淘汰。不锈钢管以其优良的耐腐蚀特性，持久的阻燃抗静电性能以及良好的机械性能，满足了煤矿井下抽放瓦斯的各种要求，但不锈钢管成本较高，限制了其在煤矿管道领域的应用和推广。基于此，工程上开始应用钢-不锈钢复合管制造矿用瓦斯抽放管道，即在碳钢管内壁紧贴一层不锈钢制成复合钢管。这样，以碳钢管为基管满足管道对强度的要求，以不锈钢作为紧贴基管内壁的覆管满足管道对防腐蚀的要求。

近年来采用爆炸焊接方法制备钢-不锈钢复合管的技术陆续有文献报道。爆炸焊接方法制备的钢-不锈钢复合管能够使双金属的结合面达到物理结合和冶金结合的双重作用，结合强度高，且工艺简单，制造成本较低。但现有的钢-不锈钢复合管的爆炸焊接制备方法大多是采用在基管外套装约束管模来控制基管的径向变形，而这种约束管模的通用性差，对于不同直径的基管都需要与之配套的约束管模，制备约束管模工程量大，费用高，所需施工场地面积大，同时增加了施工过程中的安全风险。而且，爆炸焊接过程中管模与基管直接接触，管模损耗严重，大大缩短了管模的使用寿命，增加了管模的使用成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种钢-不锈钢矿用瓦斯抽放管爆炸焊接装置及焊接方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：

一种钢-不锈钢矿用瓦斯抽放管爆炸焊接装置，包括由内向外且竖向同轴布置的不锈钢内复管、钢制基管、约束管模，所述不锈钢内复管内侧面上均匀布置有炸药层，所述不锈钢内复管、钢制基管之间为空气层，所述钢制基管、约束管模之间填充有由液体或固体颗粒性材料构成的约束层。

优选的方案：所述液体为水或乳液，所述固体颗粒为细沙或黏土。

进一步的方案：所述爆炸焊接装置还包括具有升降功能的圆盘基座，所述不锈钢内复管以及钢制基管安装在所述基座上方，所述基座边缘与所述约束管模内侧面密封配合。

进一步的方案：所述基座上设有起爆器，所述起爆器位于所述不锈钢内复管内侧。

进一步的方案：所述基座边缘向下延伸有筒体，所述筒体外侧面与所述约束管模内侧面密封配合，所述约束管模上端面向上设有与所述约束管模同轴布置的围堰，所述围堰的内径大于所述约束管模的内径，所述围堰的高度低于所述筒体的高度。

进一步的方案：所述约束层的高度低于所述钢制基管上端面50～100mm，所述钢制基管、约束管模上端面设有覆盖在所述约束层上端的盖板，所述盖板由钢板构成且厚度为20～50mm。

进一步的方案：所述钢制基管的内径为50～3000mm，所述空气层的厚度为1～30mm。

一种基于所述的钢-不锈钢矿用瓦斯抽放管爆炸焊接装置的焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：