本发明涉及混凝土输送装置， 具体涉及一种混凝土输送管及其制备方 法。 背景技术

混凝土输送泵车 /拖泵是为建造高层楼盘等建筑物输送混凝土� �关键 设备， 在混凝土输送泵车 /拖泵上用的 S管是一个关键部件， 所述 S管是具 有两个方向大致相反的弯部的输送管， 该输送管从侧面看大致成 S型， 是 本领域技术人员熟知的混凝土输送部件。 S 管作为影响泵车寿命及使用稳 定性的关键部件， 其内表面直接与混凝土接触， 在工作过程中， 受到混凝 土不断的冲刷， 因此对 S管的性能提出了较高的要求。 一般情况下， 由于 S管的内表面不断受到混凝土的磨蚀， 因此需要其内表面具有高的耐磨性； 此外， 由于 S管在泵送过程中不停摇摆切换运动方向， 其受到混凝土的冲 击力， 因此也要求 S管具有良好的强度。

现有技术中， 为了满足 S管的上述要求， 一般选择具有良好强度的材 料作为 S管外管， 先采用模压的方式制成两个半管， 然后采用堆焊的方式 在 S管的内表面堆积耐磨层， 从而提高 S管的耐磨性。 现有技术的不足之 处在于： （1 )堆焊所得 S管的内表面粗糙， 流道阻力大， 易引起堵管； （2 ) 堆焊质量难以控制， 焊瘤、 横向焊接裂纹等缺陷难以避免， 威胁工件使用 寿命； （3 )堆焊的生产效率低， 生产成本高； （4 )堆焊工艺可控性差， 焊 接操作难以量化， 易造成堆焊合金的化学成分和性能变化， 难以保证焊层 厚度及均匀性； （5 ) S 管两端最易磨损部位可能因为焊不满而导致寿 命缩 短； （6 ) 管壁坯料较厚， 因此堆焊层的厚度有限， 从而大大影响了 S管的 使用寿命。

本发明人考虑， 可以采用提供一种输送混凝土的 S管， 该 S管的内管 使用耐磨材料， 外管使用强度高的材料。 这样， 该 S管的内表面可以满足 混凝土输送管的耐磨性要求， 而外管可以满足混凝土输送管的强度要求。

现有技术中， 已经公开了多种复合管的制备方法， 例如采用内管和外 管过盈配合的方式制备直的复合管、 利用热塑变形的加工方式制备弯管， 但是这些方法却不适用于制备输送混凝土的 S管。 主要原因如下， 由于 S 管具有两个变截面弯部， 因此内管和外管无法采用过盈配合的方式复合 在 一起。 此外， 还可以考虑先采用过盈配合的方式制备复合锥 管然后加热弯 曲成型也能得到 S管， 但该方法制备的 S管同样不能满足要求， 由于复合 的锥管经过两次弯曲成型后， 内管和外管的变形不一致， 因此弯曲部很容 易失效。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种混凝土输 送管及其制备方法， 与 现有技术相比， 本发明通过提供的混凝土输送管制备工艺筒单 ， 成本低， 既能满足内表面具有高的耐磨性的要求， 而且也能够满足整体强度要求。

为了解决以上技术问题， 本发明提供一种混凝土输送管， 所述混凝土 输送管具有至少两个弯部， 包括：

内管和复合在所述内管外面的外管， 所述外管由至少外管第一部分和 外管第二部分组成， 所述外管第一部分的横截面形状和所述外管第 二部分 的横截面形状均为圆弧形状， 所述外管第一部分和所述外管第二部分连接 形成所述外管；

所述内管的耐磨性高于外管， 所述外管的韧性高于所述内管的韧性。 优选的， 所述内管的材质为中碳低合金钢、 高速钢、 耐磨铸铁、 合金 铸铁、 耐磨铸钢或工具钢。

优选的， 所述外管为普通碳素钢、 低合金钢或不锈钢。

优选的， 所述混凝土输送管为用于混凝土泵车、 车载泵等泵送车辆中 的 S管。 优选的， 所述 S管为变截面的 S管。

优选的， 所述内管的内表面硬度高于 HRC50。

优选的， 所述外管的屈服强度优选 > 235MPa, 伸长率 > 12%。

优选的， 所述内管和外管的厚度比为 1 : 5-5: 1。

优选的， 所述内管和外管之间有粘接剂。

本发明还提供一种上述混凝土输送管的制备方 法， 包括：

模压制备内管第一部分和内管第二部分， 所述内管第一部分和内管第 二部分的横截面形状均为圆弧形， 将所述内管一部分和内管第二部分焊接 得到内管；

提供外管第一部分和外管第二部分， 将所述外管第一部分和外管第二 部分贴合在所述内管外， 然后采取焊接的方式连接得到复合在所述内管 外 面的外管。

优选的， 还包括对所述混凝土输送管进行热处理的步骤 。

优选的， 还包括在所述内管和外管之间的间隙中灌注粘 接剂的步骤。 本发明提供了用于输送混凝土的输送管， 所述输送管包括内管和复合 在所述外管外面的外管。 与现有技术相比， 本发明无需采用价格昂贵的堆 焊方式来提高混凝土输送管的耐磨性， 而是通过提供一个具有很好的耐磨 性的内管和复合在所述内管外的具有很好强韧 性的外管的目的使得复合管 既能满足耐磨性的要求， 也能满足机械强度的要求。 附图说明

图 1为本发明实施例 1制备的混凝土输送管的外管半管示意图； 图 2为本发明实施例 1制备的混凝土输送管的剖面示意图。

具体实施方式

本发明提供一种混凝土输送管，所述混凝土输 送管具有至少两个弯部， 包括：

内管和复合在所述内管外面的外管， 所述外管由至少外管第一部分和 外管第二部分组成， 所述外管第一部分的横截面形状和所述外管第 二部分 的横截面形状均为圆弧形状， 所述外管第一部分和所述外管第二部分连接 形成所述外管； 所述内管的耐磨性高于所述外管的耐磨性， 所述外管的韧 性高于所述内管的韧性。

按照本发明， 所述混凝土输送管的弯部可以为两个或两个以 上， 所述 混凝土输送管优选为本领域技术人员熟知的用 于混凝土泵车 /拖泵中的 S 管。 本发明提供的输送管包括内管和复合在所述内 管外面的外管， 由于内 管的耐磨性高于外管的耐磨性， 因此可以提高输送管的磨损寿命； 同时， 外管的韧性高于内管的韧性， 因此可以提高输送管的机械性能。

本发明所述 S管优选为变截面的 S管， 变截面的 S管是指 S管的直径 是连续变化的。 由于变截面的 S管直径是连续变化的， 因此不能按照现有 技术的方式采用内管和外管过盈配合或者热塑 性变形的方式进行加工。 按 照本发明提供的方法制备变截面的 S管时， 可以使外管与内管紧密贴合， 达到更好的复合效果。

本发明中的内管的硬度优选高于 HR50 , 更优选高于 HRC55 , 更优选 高于 HRC60, 制备内管的材料的例子优选为中碳低合金钢、 高速钢、 耐磨 铸铁、 合金铸铁、 耐磨铸钢、 工具钢等， 但不限于此， 只要能够满足上述 要求的硬度即可。本发明中的外管屈服强度优 选> 235^^ ,伸长率 > 12%, 屈服强度更优选高于 345MPa,伸长率优选 > 15%; 制备外管的材料的例子 可以为普通碳素钢、 低合金钢或不锈钢等， 但不限于此， 只要能够满足上 述要求的强度和韧性即可。

按照本发明， 使用耐磨铸铁作为内管材料时， 耐磨铸铁的典型成分以 重量百分计包括： 2%~3%的 C、 < 1.2%的 Si、 < 2%的 Mn, P与 S的和 0.06%, 23%-30%的 Cr、 3.0%的 Mo、 2.0%的 Cu、 2.5%的 Ni, 余量 为 Fe; 本发明所述抗磨铸铁不限于以上成分。 对于所述抗磨铸铁的硬度优 选> 581¾(^, 更优选 > 60HRC。

按照本发明， 使用高速钢作为内管材料时， 高速钢的典型成分以重量 百分比计包括： 0.97%~1.05%的 C、 0.2%~0.55%的 Si、 0.15%~0.4%的 Mn, 8.2%~9.2%的 Mo、 3.5%~4.0%的 Cr, 1.75%~2.25%的 V、 1.4%~2.1%的 W、 S与 P的和 0.03%, 余量为 Fe; 本发明所述高速钢不限于以上成分。 对 于所述高速钢的硬度优选 > 62HRC , 更优选 > 65HRC。

按照本发明， 使用低合金钢作为外管材料时， 低合金钢的典型成分以 重量百分比计包括 0.35%~0.45%的 C、 0.17%~0.37%的 Si、 0.50%~0.80%的 Cr、 S与 P的和 0.04%, 余量为 Fe; 本发明所述低合金钢不限于以上成 分。

按照本发明， 使用碳素钢作为外管材料时， 碳素钢的典型成分以重量 百分比计包括： 0.45%~0.55%的 C、 0.55~0.65%的 Si、 0.8~1.0%的 Mn% , S 与 P的和 0.04%, 余量为 Fe; 本发明所述碳素铸钢不限于以上成分。

本发明中， 对于所述内管和外管的厚度比， 优选为 1 : 5~5： 1 , 更优 选为 1 : 4~4： 1 , 更优选为 1 : 3~3： 1 , 对于内管或外管的实际厚度， 可 以根据实际需要进行设计， 对此本发明并无特别限制。

与现有技术中的 S管相比， 本发明无需采用价格昂贵的堆焊方式来改 变 S管的耐磨性， 而是通过提供一个具有很好的耐磨性的内管和 复合在所 述内管外的具有很好强韧性的外管的目的使得 复合管既能满足耐磨性的要 求， 也能满足机械强度的要求。 显然， 本发明提供的输送管的成本更低， 而且耐磨性性能不受耐磨层的局限， 由内管的厚度所决定， 因此具有更好 的耐磨性。 另外， 本发明选用外管时， 可以选择强度尽可能高的外管， 而 无需像现有技术那样要综合考虑所选用的管材 是否适合堆焊等问题， 因此 本发明可以选用强度更高的外管来提高复合管 的机械性能， 同时采取内管 材料非等厚设计，可在易损部位提高其厚度， 从而延长复合管的使用寿命。

此外， 现有技术中采用堆焊方式增强 S管内壁的耐磨性时， 会存在焊 瘤、 焊渣等焊接质量问题， 这样会增加流道的阻力， 从而影响混凝土的输 送。 本发明的内管内表面光滑， 流道阻力小， 有利于输送混凝土。 并且， 本发明制备的输送管是由内管和外管复合而成 的， 因此可以保持内管或外 管的成分、 性能稳定， 从而使输送管的寿命稳定， 从而避免在复杂的堆焊 工艺中产生焊接结合面的位置和厚度不能精确 控制、 壁厚不均等局部失效 问题导致的影响整个输送管寿命的问题。

按照本发明， 制备所述输送管时， 可以采用多种方法来制备， 其中， 本发明提供的输送管制备方法的第一个实施方 案包括： 提供内管；

提供外管第一部分和外管第二部分， 将所述外管第一部分和外管第二 部分贴合在所述内管外面连接得到复合在所述 内管外面的外管。

其中， 连接所述外管第一部分和外管第二部分时， 优选采用焊接的方 式。对于外管的组成部分，可以包括多个横截 面形状为圆弧状的外管部分， 所述多个外管部分的横截面围成圆形作为外管 。 按照本发明， 将外管的多 个组成部分焊接在内管外面得到复合管后， 可以对复合管进行热处理， 热 处理可以根据外管和内管的不同材质采用本领 域技术人员熟知的方式进行 热处理。 热处理之后， 可以在外管和内管之间的间隙内灌注粘接剂， 粘接 剂可以为本领域技术人员熟知的用于连接金属 件之间的粘接剂， 具体例子 可以为澳洲美高宝高分子耐磨胶， 但不限于此。

对于构成外管的外管第一部分和外管第二部分 的制备方法， 可以按照 外管的形状进行模压成型得到。 本发明中， 由于外管第一部分和外管第二 部分可以分别模压成型， 因此可以保证整个外管厚度的均勾性， 从而保证 整个混凝土输送管的使用寿命。

对于内管的制备方法， 可以采用一次铸造成型的方法得到， 当然也可 以先用模压成型得到内管第一部分和内管第二 部分， 所述内管第一部分和 内管第二部分的横截面形状均为圆弧形， 然后将所述内管第一部分和第二 部分焊接在一起可以得到内管。

本发明提供的方法制备的混凝土输送管由两种 性能不同的材料构成， 其中内管的耐磨性高于外管， 而外管的强韧性好于内管的强韧性， 这样可 以得到内表面具有良好耐磨性而整体强度又能 够满足使用要求的复合管， 大大提高了砼输送的稳定性， 而且提高了输送管的使用寿命。 与现有技术 相比， 本发明提供的方法工艺筒单， 而且由于无需采用堆焊的方法进行内 表面强化， 因此价格相对低廉。

以下以具体实施例说明本发明的效果， 但是本发明的保护范围不受以 下实施例的限制。

以下实施例中所用的粘接剂为澳洲美高宝高分 子耐磨胶， 型号为 69G4。 实施例 1

选用抗磨铸铁作为内管材料， 一次铸造成型得到内管， 内管的成分以 重量百分比计为： 3.1%的 C、 1.2%的 Si、 1.9%的 Mn、 0.035%的 S、 0.036 的 P、 2.8%的 Mo、 1.9%的 Cu、 2.4%的 Ni, 余量为 Fe。

选用低合金钢作为外管材料，其成分以重量百 分比计为： 0.375%的（ 、 0.35%的 Si、 0.65%的 Mn、 0.9%的 Cr、 0.035%的 S、 0.036的 P, 余量为

Fe。

采用模压的方法制备两个外管的半管， 如图 1所示， 为其中的一个半 管的示意图。 然后将所述两个半管包覆在内管的外面焊接在 一起形成变截 面的 S管， 如图 2所示， 变截面的 S管包括内管 11和复合在所述内管外 面的外管 12。

热处理工艺为： 980°C x 3h 正火处理。 然后在内管和外管之间填充粘 接剂。

取样性能测试： 外管屈服强度为 345MPa、 断裂强度为 625MPa、 断裂 伸长为 18%; 内管的冲击功为 29.8J, 内表面 HRC为 58。

实施例 2

选用高速钢作为内管材料，其成分以重量百分 计为： 0.98%的 C、 0.30% 的 Si、 0.16%的 Mn、 8.5%的 Mo、 3.7%的 Cr、 1.9%的 V、 1.5%的 W、 0.025% 的8、 0.028%的 P, 余量为 Fe。 通过油压机将所述内管材料模压出 S管所 要的弧度， 分别形成两个内管半管， 两个内管半管的内径均为 20mm。

选用碳素钢作为外管材料，其成分以重量百分 比计为： 0.5%的 C、 0.6% 的 Si、 0.9%的 Mn、 0.035%的8、 0.036的 P, 余量为 Fe。 通过油压机将所 述外管材料模压出变截面的 S管所要的弧度， 分别形成两个外管半管、 将所述两个内管半管、 两个外管半管焊接到一起， 形成内管和包围在 所述内管外的外管。

热处理工艺为： 淬火 1190 °C X 2小时， 回火 560 °C x l小时。

取样性能测试， 外管屈服强度为 310MPa、 断裂强度为 570MPa、 断裂 伸长为 15%; 内管的冲击功为 30.1J/cm ² , 内表面 HRC为 64。

以上对本发明提供的用于输送混凝土的输送管 及其制备方法进行了详 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的 方法及其核心思想。 应当指 出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明原理的前提下， 还可以对本发明进行若干改进和修饰， 这些改进和修饰也落入本发明权利 要求的保护范围内。