CN103557375A - 一种复合型泵车臂架输送管及其加工工艺 - Google Patents

一种复合型泵车臂架输送管及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种复合型泵车臂架输送管，其特征在于：由内壁管及外护套管构成，所述内壁管为65CrMnMo材质高碳低合金钢高频直缝焊管，所述外护套管为Q345D材质直缝焊管，内壁管套装于外护套管内并结合为一体；所述的复合型泵车臂架输送管其加工方法为：生产外护套管、生产内壁管、外护套管与内壁管的套装、外护套管与内壁管缩径结合、热处理。本发明内壁管强度高耐磨性高，外护套管柔性好，可有效延长臂架输送管的使用寿命，降低输送成本；其高碳钢焊接工艺国内领先，具有较高创新性。

Description

一种复合型泵车臂架输送管及其加工工艺
技术领域
本发明属于混凝土输送管道及加工领域，特别涉及一种复合型泵车臂架输送管及加工工艺。
背景技术
混凝土泵车臂架输送管主要是用于混凝土等物料的输送。混凝土的输送作业具有流速快、流量大等特点，输送物料持续不断对管壁产生较大的冲击、磨损、腐蚀等伤害，致使管道极易发生疲劳直至渐渐被磨穿。传统的泵车臂架输送管多采用无缝管，尽管无缝管工艺也在不断改进，但其单根穿孔工艺形成的壁厚不匀，在拉拔时仍难以消除，所以当依据标准计算许用应力极限时，只能按最小壁厚计算，在使用过程中当最薄处被磨穿整根管就会报废，这无疑造成金属材料的浪费。另外生产出的无缝管为了提高内壁的耐磨性，需要进行淬火处理，而经过淬火工艺提高输送管内壁耐磨性的同时，又会降低输送管的整体韧性，增加了输送管的易碎性，使输送管容易折断及开裂；如果用增加输送管的壁厚来提高使用寿命、减少更换输送管的频率，无疑会加大工程机械臂架的重量，在输送混凝土泥浆时，非常容易使臂架过载，严重时会导致臂架支撑断裂或臂架侧板开裂等问题，造成安全事故。如果频繁更换输送管，一方面影响混凝土输送的效率，另一方面也会增加混凝土输送的成本。专利200810127980号公开了一种高耐磨合金钢橡胶外护防震节能泵管，该泵管内壁为合金钢，造价高，外壁为橡胶外护管，需再经过包胶、硫化等工序，不仅要增加大量设备，而且生产工艺复杂。针对目前建筑行业的实际使用情况，为提高泵车臂架输送管的质量即强度和耐磨性，提高输送效率，减少输送成本，我公司研制开发了一种新型的高强度、高耐磨复合型泵车臂架输送管，本产品采用双层金属管的设计理念，内壁管选用含碳量和碳当量高的高碳低合金钢制管，外护套管选用韧性好强度较高的低合金结构钢制管，将内壁管和外护套管采用特殊工艺紧密的结合在一起，确保内管和外管的结合精度，减小结合面的缝隙，减少冲击震动，增加强度和耐磨性，降低生产成本，从而延长泵车臂架输送管的使用寿命，提高输送效率，降低输送成本。在双层金属管的生产制造中，最为关键的是高碳低合金、高强度、高耐磨内壁管的生产，采用目前低碳钢焊接常规的生产工艺是无法完成的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种物理性能好、使用效果好、使用寿命长、成本较低的复合型泵车臂架输送管及其加工工艺。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种复合型泵车臂架输送管，由内壁管及外护套管构成，外护套管为Q345D材质高频直缝焊管，其特征在于：所述内壁管为65CrMnMo材质高碳低合金钢高频直缝焊管，内壁管套装于外护套管内并缩径结合为一体。
一种复合型泵车臂架输送管的加工工艺，其特征在于：该方法的步骤为：
⑴.生产外护套管：
采用Q345D材质金属板材为原材料，以高频焊接方式制成Q345D材质直缝焊管；
⑵.生产内壁管：
采用65CrMnMo材质高碳低合金钢，以高频焊接方式制成65CrMnMo材质高碳低合金钢高频直缝焊管；
⑶.外护套管与内壁管的套装：
将内壁管穿装于外护套管内部；
⑷.外护套管与内壁管缩径结合：
利用矫直缩径装置对套装后的外护套管进行矫直缩径，使外护套管与内壁管紧密结合为一体；
⑸.热处理：
对结合为一体的内壁管和外护套管进行热处理，经过处理后内壁管的硬度不低于HRC60。
而且，所述的步骤⑵中生产内壁管包括如下步骤：
①.原料选取：
选择含碳量在0.58～0.68％的65CrMnMo高碳低合金钢带钢为内壁管原料；
②.成型准备：
对65CrMnMo高碳低合金钢带钢进行检验、纵剪、剪切边缘修磨、带钢检验、开卷、矫平、剪切对接；
③.成型：
采用成型辊组对带钢进行成型，使其成型为筒状圆管；
④.高频焊接：
采用高频焊接方式将步骤③中成型的筒状圆管进行焊接成为65CrMnMo高碳低合金钢焊管；
⑤.中频常化热处理：
利用直线感应加热机对65CrMnMo高碳低合金钢焊管进行中频常化热处理；
⑥.空冷、水冷:
65CrMnMo高碳低合金钢焊管经中频常化热处理后空冷到350℃以下进入水冷箱中，水冷后管体温度达到70℃左右。
⑦.定径、矫直、锯切、平头；
对冷却后的65CrMnMo高碳低合金钢焊管依次进行定径、矫直、锯切及平头处理
⑧.水压试验：
利用水压机对高碳低合金钢焊管进行压力试验。
而且，所述的65CrMnMo高碳低合金钢原料具有如下化学成分：
而且，所述步骤④高频焊接其加工参数为：
高频功率：186-234KW；
频率：298-302KHZ；
焊接速度：21-24m/min；
中频加热温度：830-880℃；
出挤压辊后的水平尺寸：128.9mm；
出挤压辊后的垂直尺寸：129.5mm。
本发明的优点和有益效果为：
1.本发明复合型泵车臂架输送管内壁管强度高耐磨性高，外护套管柔性好，整体物理性能好、使用效果好、使用寿命长，可有效降低输送成本；
2.本发明复合型泵车臂架输送管加工方法可充分利用现有设备，无需增加大量设备，工艺科学先进，可实现高碳钢原料的高频焊接，高碳钢焊接技术在国内处领先地位。
3.本发明复合型泵车臂架输送管结构科学合理，具有内壁管强度高耐磨性高，外护套管柔性好，整体物理性能好、使用效果好、使用寿命长，可有效降低输送成本等优点；其加工方法先进而独特，高碳钢焊接工艺国内领先，开创了高碳钢成型焊接先进，是一种具有较高创新性的复合型泵车臂架输送管及加工方法。
附图说明
图1为高强度高耐磨复合泵车臂架输送管的径向剖视图；
图2为高强度高耐磨复合泵车臂架输送管的轴向剖视图。
1-内壁管、2-外护套管。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种复合型泵车臂架输送管，由内壁管及外护套管构成，内壁管为65CrMnMo材质高碳低合金钢高频直缝焊管，外护套管为Q345D材质高频直缝焊管，内壁管套装于外护套管内并结合为一体。
一种复合型泵车臂架输送管的加工方法，该方法的步骤为：
⑴.生产外护套管：
采用Q345D材质金属板材为原材料，以高频焊接方式制成Q345D材质高频直缝焊管；
⑵.生产内壁管：
采用65CrMnMo材质高碳低合金钢，以高频焊接方式制成65CrMnMo材质高碳低合金钢高频直缝焊管；
⑶.外护套管与内壁管的套装：
将内壁管穿装于外护套管内部；
⑷.外护套管与内壁管缩径结合：
利用矫直缩径装置对套装后的外护套管进行矫直缩径，使外护套管与内壁管紧密结合为一体；
⑸.热处理：
对结合为一体的内壁管和外护套管进行热处理，经过处理后内壁管的硬度不低于HRC60。
步骤⑵中生产内壁管包括如下步骤：
①.原料选取：
选择含碳量在0.58～0.68％的65CrMnMo高碳低合金钢带钢为内壁管原料；
②.成型准备：
对65CrMnMo高碳低合金钢带钢进行检验、纵剪、剪切边缘修磨、带钢检验、开卷、矫平、剪切对接；
③.成型：
采用成型辊组对带钢进行成型，使其成型为筒状圆管；
④.高频焊接：
采用高频焊接方式将步骤③中成型的筒状圆管进行焊接成为65CrMnMo高碳低合金钢焊管；
⑤.中频常化热处理：
利用直线感应加热机对65CrMnMo高碳低合金钢焊管进行中频常化热处理；
⑥.空冷、水冷:
65CrMnMo高碳低合金钢焊管经中频常化热处理后空冷到350℃以下进入水冷箱中，水冷后管体温度达到70℃左右。
⑦.定径、矫直、锯切、平头；
对冷却后的65CrMnMo高碳低合金钢焊管依次进行定径、矫直、锯切及平头处理
⑧.水压试验：
利用水压机对65CrMnMo高碳低合金钢焊管进行压力试验。
65CrMnMo高碳低合金钢原料具有如下化学成分：
Figure BDA0000415559330000061
Q345D钢材具有如下化学成分：
Figure BDA0000415559330000062
步骤④.高频焊接其加工参数为：
高频功率：186-234KW
频率：298-302KHZ
焊接速度：21-24m/min
中频加热温度：830-880℃
出挤压辊后的水平：128.9mm
出挤压辊后的垂直尺寸：129.5mm
金相检验结果：
1.中频处理前：
热影响区宽度：0.84-0.96mm
熔合区宽度：0.02-0.08mm
金属流线角度：58-70°
2.中频处理后：
熔合区、热影响区组织为均匀细小的铁素体和索氏体。
本发明的工作原理为：
本发明复合型泵车臂架输送管，因其内壁管为高碳低合金钢高频直缝焊管，所以耐磨性高，使用寿命长，外护管为柔性好的高强度低合金结构钢高频直缝焊管，内壁管外护套管结合紧密无间隙，抗震性好，使用效果好，可有效降低输送成本；本发明复合型泵车臂架输送管的内壁管生产方法：即严格选材、科学合理调整内壁管的焊接工艺、严格控制高频焊接温度（即合理控制高频输入、输出功率）、挤压力以及焊接速度，可完成高碳钢的成型和焊接；内壁管外护套管套装后利用缩径结合，可使其结合致密无间隙而成为一体；采用特殊工艺对套装好的复合管进行热处理，可使内壁管具有高的强度、硬度，硬度不低于HRC60，从而生产出内壁管耐磨、使用寿命长、外护套管柔韧抗撞击的复合型泵车臂架输送管。

Claims (5)

1.一种复合型泵车臂架输送管，由内壁管及外护套管构成，外护套管为Q345D材质高频直缝焊管，其特征在于：所述内壁管为65CrMnMo材质高碳低合金钢高频直缝焊管，内壁管套装于外护套管内并缩径结合为一体。
2.一种权利要求1所述的复合型泵车臂架输送管的加工工艺，其特征在于：该方法的步骤为：
⑴.生产外护套管：
采用Q345D材质金属板材为原材料，以高频焊接方式制成Q345D材质直缝焊管；
⑵.生产内壁管：
采用65CrMnMo材质高碳低合金钢，以高频焊接方式制成65CrMnMo材质高碳低合金钢高频直缝焊管；
⑶.外护套管与内壁管的套装：
将内壁管穿装于外护套管内部；
⑷.外护套管与内壁管缩径结合：
利用矫直缩径装置对套装后的外护套管进行矫直缩径，使外护套管与内壁管紧密结合为一体；
⑸.热处理：
对结合为一体的内壁管和外护套管进行热处理，经过处理后内壁管的硬度不低于HRC60。
3.根据权利要求2所述的复合型泵车臂架输送管的加工工艺，其特征在于：所述的步骤⑵中生产内壁管包括如下步骤：
①.原料选取：
选择含碳量在0.58～0.68％的65CrMnMo高碳低合金钢带钢为内壁管原料；
②.成型准备：
对65CrMnMo高碳低合金钢带钢进行检验、纵剪、剪切边缘修磨、带钢检验、开卷、矫平、剪切对接；
③.成型：
采用成型辊组对带钢进行成型，使其成型为筒状圆管；
④.高频焊接：
采用高频焊接方式将步骤③中成型的筒状圆管进行焊接成为65CrMnMo高碳低合金钢焊管；
⑤.中频常化热处理：
利用直线感应加热机对65CrMnMo高碳低合金钢焊管进行中频常化热处理；
⑥.空冷、水冷:
65CrMnMo高碳低合金钢焊管经中频常化热处理后空冷到350℃以下进入水冷箱中，水冷后管体温度达到70℃左右。
⑦.定径、矫直、锯切、平头；
对冷却后的65CrMnMo高碳低合金钢焊管依次进行定径、矫直、锯切及平头处理
⑧.水压试验：
利用水压机对高碳低合金钢焊管进行压力试验。
4.根据权利要求3所述的复合型泵车臂架输送管的加工工艺，其特征在于：所述的65CrMnMo高碳低合金钢原料具有如下化学成分：
Figure FDA0000415559320000021
5.根据权利要求3所述的复合型泵车臂架输送管的加工工艺，其特征在于：所述步骤④高频焊接其加工参数为：
高频功率：186-234KW；
频率：298-302KHZ；
焊接速度：21-24m/min；
中频加热温度：830-880℃；
出挤压辊后的水平尺寸：128.9mm；
出挤压辊后的垂直尺寸：129.5mm。
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