不銹鋼三通 新型無(wú)縫不銹鋼三通管件是石油、化工管道工程中一種重要而且用量較大的管道配件，目前，在我國(guó)管道工程中大多采用鑄造三通管、鍛制三通管、丁字焊接三通管和擠壓三通管。由于鑄造三通質(zhì)量不易保證，在安裝過(guò)程中常常需要大量的補(bǔ)焊工作，因而直接影響工程進(jìn)度，并且鑄造三通的缺陷不易檢查，在工程投產(chǎn)后常發(fā)生泄漏事故，所以不宜在石油、化工管道上采用。鍛造三通體型較大，在加工時(shí)要切削很多的材料，耗鋼量較多且工藝復(fù)雜，加工成本高。丁字焊接三通是在母管上開(kāi)馬鞍形焊口后與支管段直接焊接而成，由于馬鞍形焊口質(zhì)量在焊接時(shí)較難控制，這種三通最大的弱點(diǎn)是高應(yīng)力區(qū)正處于焊縫位置上，為了滿足強(qiáng)度的要求，要用焊條堆焊足夠的承載斷面，這樣制作一個(gè)焊接三通所用的焊接材料較多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且焊縫的無(wú)損探傷也較困難，容易留下事故隱患。
擠壓三通由于沒(méi)有焊縫，整體強(qiáng)度好，與上述幾種三通相比有很多優(yōu)點(diǎn)，國(guó)外早已將擠壓三通用于管道工程上，如70年代美國(guó)已制定了擠壓三通的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
我國(guó)在80年代開(kāi)始研制擠壓三通，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已有許多廠家可以生產(chǎn)，但這些廠家的生產(chǎn)規(guī)模一般不大，產(chǎn)品規(guī)格也不夠齊全，一般都采用熱擠壓成型工藝，即管坯要經(jīng)過(guò)兩次以上整體加熱，在專(zhuān)門(mén)的設(shè)備中擠壓成型，工藝水平相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家還較落后，特別是自動(dòng)化程度低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。為此，我們研制了一種新型無(wú)縫三通成型工藝及設(shè)備，打破了傳統(tǒng)的熱擠工藝模式，采用天然氣—氧氣混合氣體為燃料，利用瓦形氣體火焰加熱圈對(duì)管坯進(jìn)行局部加熱，然后進(jìn)行推壓、熱拔一次成型。這種創(chuàng)新的無(wú)縫三通成型工藝及設(shè)備特別適合在有天然氣源的施工企業(yè)和預(yù)制生產(chǎn)單位推廣應(yīng)用。
2 無(wú)縫三通成型工藝過(guò)程
1 工藝設(shè)備
無(wú)縫三通成型工藝設(shè)備由三通成型裝置和瓦形氣體火焰加熱圈組成。三通成型裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.推力油缸；2.內(nèi)模柱；3.內(nèi)模座；4.瓦形氣體火焰加熱圈；5.拔塊；6.外模座,7.管坯；8.拉桿；9.拉力油缸；10.機(jī)架；11.機(jī)座
在機(jī)座兩側(cè)各裝一個(gè)推力油缸，推力油缸的活塞與內(nèi)模柱相連，內(nèi)模柱可以在內(nèi)模座內(nèi)滑動(dòng)，另外還有拔塊、外模座、拉桿、拉力油缸及機(jī)架等部件。
瓦形氣體火焰加熱圈結(jié)構(gòu)如圖2所示，其形狀象三通的上半部分，兩端成橢圓形斜口狀，加熱圈內(nèi)弧上開(kāi)有氣體噴孔，燃料為天然氣—氧氣混合氣體，也可以用氧—乙炔混合氣體。天然氣和氧氣按一定比例進(jìn)入混合室，由噴孔處燃燒的火焰對(duì)管坯加熱。殼體上有天然氣進(jìn)口接頭和氧氣進(jìn)口接頭，可以根據(jù)三通口徑大小做成各種規(guī)格的加熱圈。
2.工藝過(guò)程
1)下料：將無(wú)縫鋼管按所需生產(chǎn)的無(wú)縫三通規(guī)格切割成短節(jié)，并將鋼管短節(jié)兩端切割成橢圓形斜口。
2)開(kāi)孔：在短節(jié)中央開(kāi)一圓孔，使拉桿可以插入孔內(nèi)。
3)裝模：將兩端有橢圓形斜口的管坯放在外模座上，將拔塊放進(jìn)管坯中，然后把管坯中的拔塊和拉桿相連，同時(shí)將瓦形氣體火焰加熱圈放置在管坯開(kāi)孔上。
4)拉拔：整個(gè)準(zhǔn)備工作就緒后，就可以將瓦形氣體火焰加熱圈點(diǎn)火加熱，當(dāng)管坯加熱到800～900℃時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)兩側(cè)推力油缸和拉力油缸，這時(shí)，兩側(cè)推力油缸將管坯進(jìn)行軸向推壓，使管坯兩端橢圓形斜口部分的金屬流動(dòng)到開(kāi)孔處。拉力油缸將拔塊向上拉拔，使開(kāi)孔處的金屬被拉拔成三通的支管，整個(gè)無(wú)縫三通就形成了。只要更換內(nèi)模柱頭和拔塊就可以拔出各種規(guī)格的無(wú)縫三通。
5)熱處理：為消除殘余應(yīng)力，根據(jù)管坯的材料確定熱處理參數(shù)并進(jìn)行熱處理。
6)坡口加工：將經(jīng)過(guò)熱處理的三通進(jìn)行機(jī)械加工坡口，坡口一般為35°，并清除管口毛刺。
7)除銹噴漆：徹底除銹后噴防銹漆。
3 工藝特點(diǎn)
1)該工藝只是對(duì)管坯進(jìn)行局部加熱一次熱拔成型，不象熱擠壓工藝要進(jìn)行多次加熱才能成型，這樣減少了工序，工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，生產(chǎn)效率大大提高。
2)如果配有管坯自動(dòng)送料裝置，其工藝過(guò)程完全能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。
3)設(shè)備制作簡(jiǎn)單，可以用普通的液壓機(jī)改裝而成，所以很容易推廣。
4)由于加熱所用燃料為天然氣，該工藝很適合有天然氣資源的石油單位在生產(chǎn)中采用，可以降低成本。在電力資源豐富的地方也可以用高頻加熱圈代替瓦形氣體火焰加熱圈，其效果是一樣的。也就是說(shuō)應(yīng)用該工藝不受燃料種類(lèi)限制。
5)采用該工藝與熱擠壓工藝成型三通具有同樣的質(zhì)量效果，特點(diǎn)是：在推壓、熱拔變形過(guò)程中，管坯金屬保持連續(xù)流暢狀態(tài)，形成支管的金屬由管坯開(kāi)口周?chē)饘俸凸芘鳈E圓斜口部分金屬組成，由于熱拔和推壓力與管坯的纖維方向垂直，在形成支管時(shí)，金屬材料纖維組織只彎曲而不被剪斷，所以三通的整體強(qiáng)度高。爆破試驗(yàn)證明，三通肩部和腹部的強(qiáng)度均高于直管的強(qiáng)度，解決了人們普遍關(guān)心的三通肩部和腹部峰值應(yīng)力高而影響強(qiáng)度的難題。
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