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碳钢弯头工艺过程与优点

2020-11-09 07:06:25

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碳钢弯头品种繁多,应用普遍,碳钢弯头是用于管道转弯处的一种管件。在管道系统所使用的全部管件中,所占比例大,约有80%。一般对不同材料或壁厚的弯头会选择不同的成形工艺。目前,碳钢弯头制造厂常用的碳钢弯头成形工艺有热推、冲压、挤压等工艺。高压弯头不仅具备良好的抗压能力,在不同的管道系统中还需要具备其他的优良特性。比如,在混凝土输送管道,泥浆输送管道中的高压弯头不仅要能承受起较不错的管道压力,还具有良好的抗磨性能。而在化工原料输送管道系统中的高压弯头,除了要承受较不错的管道压力外,还具有抗酸碱能力,高压弯头耐高压一般适用于石油、天燃气、化工、水电、消防、建筑和锅炉等行业的管路系。冲压弯头适用于石油、天燃气、化工、水电、建筑和锅炉等行业的管路系。

碳钢弯头耐空气、蒸汽、水等弱侵蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质侵蚀的钢。又称不锈耐酸钢。实际应用中,常将耐弱侵蚀介质侵蚀的钢称为不锈钢冲压弯头,而将耐化学介质侵蚀的钢称为耐酸钢。因为两者在化学成分上的差异,前者不耐化学介质侵蚀,而后者则一般均具有不锈性。含铬不锈钢冲压弯头还集机械强度和高延伸性于一身,易于部件的加工制造,可知足建筑师和结构设计职员的需要。碳钢弯头的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。

碳钢弯头的基本工艺过程是:起先焊接一个横截面为多边形的多棱环壳或两端封闭的多棱扇形壳,内部冲满压力介质后,施以内压,在内压作用下横截面由多边形逐渐变成圆,后期成为一个圆形环壳。根据需要,一个圆形环壳可以切割成4个90°弯头或6个60°弯头或其它规格的弯头,该工艺适用于制造弯头中径与弯头内径比大于1.5倍的任意规格大型弯头,是制造大型碳钢弯头的理想方法。

该碳钢弯头制作工艺的优点主要表现在以下几个方面:不需管坯作原料,可节约制管设备及模具费用,且可任意大直径而壁厚相对较薄的碳钢弯头。坯料为平板或可展曲面,因而下料简单,精度容易确定,组装焊接方便。由于上述二条原因,可以缩短制造周期,生产成本降低。因不需要任意用设备,尤其适合于现场加工大型碳钢弯头。

碳钢弯头加热温度的确定原则是材质奥氏体化温度以上,且推制时弯头内壁主压应力小于材料在此温度下的屈服限度。材质奥氏体化温度越高,加热温度越高;材质高温屈服限度越高,加热温度越高。中频感应加热,WB36钢的限高温度为850~900℃,A335P22钢为900~950℃,A335P91材质的加热温度限高点为900~1000℃。测温方式为固定式远红外测温仪和手动式远红外测温仪相结合。温度分布是一个重要的工艺参数,由感应圈形状及感应圈与芯棒头相对位置直接控制。感应圈形状是主要因素,感应圈与芯棒头相对位置是次要因素。温度沿芯棒头径向分布规律为低、中、高。加热温度高,冲压弯头壁厚增大。推进速度对推制弯头几何形状的影响推进速度作为一个重要的工艺参数,由液压系统流量调节直接控制。推进速度的确定原则是弯头内壁主压应力小于材料在此温度下的屈服限度,弯头外壁伸长率小于材料在此温度下的限大伸长率。材质透热系数、磁导率及中频功率大,推进。推进,生产率提升,但推制弯头的壁厚减薄率增大。

碳钢弯头需要正火+回火热处理、机加工端口,壁厚需留有烧损及机加工余量。一般余量为弯头理论壁厚的10%~20%。弯头壁厚与截面直径比值越小,与模具的贴合性能越好,但弯头内弧越容易失稳起皱。根据金属在塑性变形时体积不变、推制成形时壁厚不变(实际微减薄)、弯头外弧长度与管坯长度相等的特点,推导出推制管坯外径公式:如果实际选用的管坯外径比按公式计算的Dp值小,与模具贴合性能好,但弯头内弧容易失稳起皱。如果实际选用的管坯外径比按公式计算的Dp值大,结果则正好相反。

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