卡套管件用薄壁不锈钢无缝钢管及其防漏紧固工艺的制作方法

本发明涉及无缝钢管，尤其是涉及卡套管件用薄壁不锈钢无缝钢管及其防漏紧固工艺。

背景技术：

1、卡套式管连接凭借无需焊接动火、拆装维护便捷、管路洁净度高的技术优势，被广泛应用于仪表自控、高纯流体输送、气动系统、半导体制造及医药工程等领域，是薄壁不锈钢无缝钢管管路的主流连接形式之一。常规双卡套接头主要由接头体、前卡套、后卡套和压紧螺母组成，其工作原理为：旋紧压紧螺母时，螺母推动后卡套沿接头体内锥面轴向进给，进而挤压前卡套产生径向收缩，使前卡套前端刃口均匀切入钢管外壁，形成金属硬密封副，同时后卡套抱紧管壁提供轴向抗拔脱力，以此实现管路的密封与机械连接。

2、然而在实际工程应用中，现有卡套连接结构在适配薄壁不锈钢无缝钢管时，仍存在两处难以克服的技术缺陷：

3、其一，压紧螺母易发生反转松脱，引发密封失效。现有卡套接头的螺纹副仅依靠螺纹接触面的静摩擦力与卡套形变产生的轴向反作用力实现自锁，在管路持续振动、流体压力脉动冲击、温度循环交变的工况下，螺纹副间的接触摩擦力会出现周期性波动，甚至瞬时丧失，长期作用下压紧螺母逐步反转回退，导致卡套的预紧抱紧力持续衰减。相较于厚壁钢管，薄壁不锈钢无缝钢管的管壁刚性更低，卡套刃口的有效切入深度更浅，螺母仅需发生微小的反转位移，便会导致刃口与管壁的密封面发生分离，形成贯通的泄漏通道，严重时还会造成管路从接头中拔脱。现有技术常通过增设防松垫圈、螺纹点胶锁固等方式进行补救，但会额外增加零件数量与安装工序，且无法从卡套与管壁的咬合结构本身解决反转松脱的根源问题。

4、其二，卡套形变后易产生微观密封缝隙，造成微泄漏。一方面，普通薄壁不锈钢无缝钢管的外径公差、截面圆度与壁厚均匀性精度较低，卡套压紧过程中径向收缩形变周向不均，导致刃口切入管壁的深度存在明显差异，卡套外锥面与接头体内锥面无法形成连续均匀的面贴合，局部残留微观环形缝隙；另一方面，卡套压紧后发生塑性形变，长期运行过程中受应力松弛、材料蠕变的影响，卡套的弹性回复会使密封面的接触压力逐步下降，在前卡套刃口与管壁之间、卡套外锥面与接头体内锥面之间形成微小缝隙，引发持续微泄漏。在高纯特种气体、高真空管路等对密封性要求严苛的场景中，这类微小缝隙会直接导致系统洁净度、真空度不达标。现有改进方案多通过提高卡套硬度、加大装配力矩来强化密封，但极易造成薄壁钢管压溃失圆，反而进一步加剧密封失效风险。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供卡套管件用薄壁不锈钢无缝钢管及其防漏紧固工艺，有效的解决了现有卡套连接技术在适配薄壁不锈钢无缝钢管时，始终存在螺母防反转性能不足、卡套形变后密封缝隙难以消除的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明包括中空圆柱状的无缝钢管管体，所述管体为超低碳奥氏体不锈钢无缝一体结构，碳元素质量分数≤0.03%，管体整体洛氏硬度为75~85hrb，所述管体的外径公差为±0.05mm，壁厚公差为±0.03mm，管体任意横截面的圆度≤0.03mm；

3、所述管体两端的端面与管体轴线的垂直度≤0.05mm，管端内外边缘均设有平滑过渡的倒角，管端管口圆度与管体主体一致，所述管体的外圆柱面连续无轴向划痕，外表面粗糙度ra≤0.8μm，所述管体周向的硬度偏差≤3hrb，硬度沿管体轴向均匀分布。

4、优选的，所述管体的外径范围为φ3mm~φ25mm，壁厚范围为0.5mm~2.0mm，所述管端倒角处无锐边、毛刺与磕碰变形，所述管体的轴向直线度≤0.3mm/m。

5、薄壁不锈钢无缝钢管防漏紧固工艺，将无缝钢管插入卡套组件内部，利用卡套组件的形变对无缝钢管进行连接和紧固，所述卡套管件包括连接管，所述连接管的外端固定连接有两个多边形块，两个所述多边形块的外侧分别固定连接有螺纹管。

6、优选的，通过旋转螺母将无缝钢管与螺纹管互相卡接，每个所述螺纹管的外缘均螺纹连接有螺母，所述无缝钢管与螺纹管滑动连接，所述无缝钢管的端部贯穿螺母。

7、优选的，通过限位套的塑性形变将限位套与无缝钢管互相挤压，达到紧固防漏的效果，所述螺母的内侧滑动连接有限位套，所述无缝钢管贯穿限位套，所述限位套的内侧与无缝钢管滑动连接，所述限位套的内侧与螺纹管互相抵触。

8、优选的，通过螺母对限位套进行挤压，限位套发生塑性形变，完成对无缝钢管的紧固，所述限位套靠近螺纹管的部位设有弧形槽，所述弧形槽与螺纹管的端部具有一定的距离，所述弧形槽的内侧设有折边。

9、优选的，通过限位套的端部形变可以使限位套内侧与无缝钢管进行挤压紧固，通过密封圈对无缝钢管的表面进一步密封，所述限位套的内侧端部设有凹槽，所述凹槽区域的屈服强度较低，所述凹槽的侧边设有密封环，所述限位套的顶部设有密封垫圈，所述密封垫圈的顶部与螺母互相抵触。

10、优选的，通过移动杆的移动对螺母的旋转进行限位，防止在后续使用过程中出现螺母反转的情况，每个所述多边形块的内部均转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆的一侧固定连接有旋钮，所述螺纹杆的另一侧螺纹连接有移动杆，所述移动杆与多边形块滑动连接。

11、优选的，通过弹簧对斜杆进行施力对螺母的侧边进行约束，所述移动杆的顶部转动连接有斜杆，所述斜杆的一侧固定连接有弹簧，所述弹簧的另一侧固定连接有支撑板，所述支撑板的底部与移动杆固定连接。

12、优选的，通过棘爪和棘齿圈的配合防止螺母反转，确保防漏紧固的效果，所述斜杆的顶部固定连接有矩形板，所述斜杆的端部固定连接有棘爪，所述棘爪的外侧啮合有棘齿圈，所述棘齿圈与螺母固定连接。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1.本发明，通过对薄壁不锈钢无缝钢管的材质成分、力学性能与几何精度进行定向优化，超低碳的成分设计在保证耐蚀性与冷加工性能的同时，将管材硬度精准控制在适配卡套咬合的区间，配合极高的外径公差、圆度与壁厚均匀性，从管材本体层面消除了尺寸偏差、圆度差、硬度不均导致的限位套形变不均、切入深度不一致等问题，使限位套压紧时可沿管壁周向均匀切入，形成连续完整的环形金属密封线，从根源上减少普通无缝管适配卡套时易出现的局部密封间隙与微泄漏风险，同时避免了薄壁管在压紧过程中易压溃失圆的缺陷，可适配高纯气体、高真空等对密封性要求严苛的应用场景。

15、2.本发明，依托带弧形槽、折边与凹槽结构的限位套，通过分级挤压实现可控塑性形变，弧形槽可引导形变路径，折边与螺纹管端部接触形成支点进一步放大切入深度，既保证了内侧刃部与管壁形成可靠的嵌入式抱紧结构与金属硬密封，又配合凹槽处的密封环与端部的密封垫圈形成多重密封冗余，在金属主密封的基础上填补微观间隙与装配间隙，显著提升整体防漏性能，同时均匀的径向形变与抱紧力可平衡密封效果与薄壁钢管的结构强度。

16、3.本发明，整体工艺采用分级紧固的控制方式，配合标准化的管端预处理与预装定位流程，安装过程可控性强，降低了对现场操作人员经验的依赖，批量安装的密封一致性与合格率显著提升，整套连接结构支持多次重复拆装，无需更换限位套等核心部件，运维成本低，且可通过大调节适配不同管径规格的管路，适用范围广，兼顾了安装效率、密封可靠性与长期运维经济性。