CN104070101B - 厚壁双金属三通管冷压成型工艺 - Google Patents
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Abstract
厚壁双金属三通管冷压成型工艺，包括以下步骤：（1）、设备布置；（2）、将直管坯料放置到内圆筒内，在直管坯料内注入泥巴状的承压介质；（3）、操控压力机，使压力机的压头带动圆柱体向下移动，圆柱体缓慢进入到直管坯料内压制承压介质，逐渐将直管坯料向圆孔内凸出，直管坯料被压制成型为三通管；（4）、压力机的压头向上移动，通过绳索将外圆筒向上拉，使外圆筒脱离内圆筒，打开两个半圆筒，即可将压制成型的三通管取出；（5）、将三通管的支管部分的封堵端头沿径向方向切除，使支管内外通透。本发明专门适用于厚壁双金属三通管的成型作业，具有工艺简单，易于操作，自动化程度高，成型质量和效果好的优点。
Description
技术领域
本发明属于管件生产制造技术领域，特别涉及一种厚壁双金属三通管冷压成型工艺。
背景技术
三个开口的管接头称为三通管（pipetee（T）、three-waytube、three-waypipe）。三通管广泛用于输送液体、气体的管网中。因输送介质不同，三通管的材质分为：铸铁、铸钢、铸铜、铸铝、塑料、玻璃等。
三通管有一个进口，两个出口；或两个进口，一个出口。三通管的整体形状有T形与Y形，有等径管口，也有异径管口，用于三条相同或不同管路汇集处。其主要的作用是改变流体方向的。可用于输水管路、输油管路及各种液体化工材料输送管路。主要用于水利（节水灌溉、给水排水）、能源（石油、天然气、核工业）、建筑等工程领域。
近些年来，随着市场的发展，全国各地输油、输气管道的铺设越来越多，管件产品的市场需求日益增大，经常会为了增加分流运用三通管连接其它管件，现有的三通管大多为单一材质，或用管线钢、碳钢，或用不锈钢。碳钢三通管承压强，价格便宜但不耐腐蚀，不锈钢三通管耐腐蚀但承压能力差，价格昂贵。然而随着石油天然气，化工，船舶开发的迅速发展，管道腐蚀环境对输送管道提出了更高，更为苛刻的耐腐蚀要求，而作为用于管道分流的三通管，运用普通的碳钢或不锈钢，其耐腐蚀性，承压力，韧性以及强度都较差，已满足不了管道的高度要求。
三通是用于管道分支处的一种管件。对于采用无缝管制造三通来讲，目前通常所采用的工艺有液压胀形和热压成形两种。
a.液压胀形
三通的液压胀形是通过金属材料的轴向补偿胀出支管的一种成形工艺。其过程是采用专用液压机，将与三通直径相等的管坯内注入液体，通过液压机的两个水平侧缸同步对中运动挤压管坯，管坯受挤压后体积变小，管坯内的液体随管坯体积变小而压力升高，当达到三通支管胀出所需要的压力时，金属材料在侧缸和管坯内液体压力的双重作用下沿模具内腔流动而胀出支管。
b.热压成形
三通热压成形是将大于三通直径的管坯，压扁约至三通直径的尺寸，在拉伸支管的部位开一个孔；管坯经加热，放入成形模中，并在管坯内装入拉伸支管的冲模；在压力的作用下管坯被径向压缩，在径向压缩的过程中金属向支管方向流动并在冲模的拉伸下形成支管。整个过程是通过管坯的径向压缩和支管部位的拉伸过程而成形。与液压胀形三通不同的是，热压三通支管的金属是由管坯的径向运动进行补偿的，所以也称为径向补偿工艺。
目前，市场上也出现了双金属复合三通管，三通管本体由高强度管线钢制成，三通管本体内壁冶金或钎焊有不锈钢耐腐蚀层。但针对厚壁双金属复合三通管，如果用热压或上述液压的方式，在加热的情况下，里面的不锈钢层很容易起褶皱，内径几何尺寸保证不了，也很容易破坏双金属不锈钢成分，导致无法焊接，并且成型出来的三通管厚壁不均匀、外观粗糙、几何尺寸不理想，在管道和三通管焊接时经常出现这样那样的问题，导致焊缝不牢靠，影响输油、输气管道的正常运行。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种不需要加热、精度高、致使不锈钢层和管线钢层过度均匀的厚壁双金属三通管冷压成型工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：厚壁双金属三通管冷压成型工艺，包括以下步骤，
（1）、设备布置：在压力机的平台上设置两个半圆筒，两个半圆筒合围成一个垂直放置到平台上的内圆筒，其中一个半圆筒上沿径向开设有圆孔，压力机的压头上通过绳索吊挂有外圆筒，在压头下表面设置中心线垂直设置的圆柱体，圆柱体圆周面下部沿周向设有一圈密封环，外圆筒套在内圆筒外部，在内圆筒底部设置放置在平台上的堵板；
（2）、将直管坯料放置到内圆筒内，直管坯料外径与内圆筒的内径相等，圆柱体外径与直管坯料内径相等，直管坯料上端面与内圆筒上端面高度相等，在直管坯料内注入泥巴状的承压介质；
（3）、操控压力机，使压力机的压头带动圆柱体向下移动，圆柱体缓慢进入到直管坯料内压制承压介质，随着圆柱体的缓慢运行，直管坯料内表面承受承压介质的压力逐渐增大，在直管坯料与半圆筒上圆孔对应处的承压能力最为薄弱，这样就可逐渐将直管坯料向圆孔内凸出，根据直管坯料的厚度，压力机达到规定压力后即可停止，直管坯料被压制成型为三通管；
（4）、压力机的压头向上移动，通过绳索将外圆筒向上拉，使外圆筒脱离内圆筒，打开两个半圆筒，即可将压制成型的三通管取出；
（5）、将三通管的支管部分的封堵端头沿径向方向切除，使支管内外通透。
所述外圆筒内壁和内圆筒外壁均为上小下大的圆锥形结构。
将三通管进行加热后再次重复步骤（2）-步骤（5）。
所述外圆筒长度小于内圆筒长度，外圆筒外部左右两侧分别设有用于连接绳索的吊耳。
所述圆柱体上端面固定连接有面积大于圆柱体横截面积的平板，平板通过紧固螺栓固定连接在压头的下表面上。
所述堵板圆周表面沿周向设有一圈凹槽，凹槽内设有与内圆筒内壁配合的密封圈。
采用上述技术方案，本发明采用泥巴状的胶泥作为承压介质，利用承压介质的严密性、韧性、塑性，在压力机的挤压下，直管坯料内的承压介质压力升高，当达到三通支管胀出所需要的压力时，将直管坯料压出内圆筒的圆孔处，这样就成型为几何尺寸理想的三通管，三通管的R角和支管长度达到所需值。
内圆筒由两个半圆筒构成，这样便于将成型的三通管取出。外圆筒起到将内圆筒的两个半圆筒紧固的作用，外圆筒内壁和内圆筒外壁均为上小下大的圆锥形结构，这样可使外圆筒能确保将内圆筒牢牢紧固，且不会使外圆筒滑到内圆筒下部。圆柱体上端面通过平板固定连接在压头的下表面，这样就便于更换圆柱体，以适合不同规格三通管的成型作业。堵板起到密封内圆筒下端口的作用。
密封环与直管坯料内壁密封并滑动连接，以及在堵板圆周面设置密封圈，可增加直管坯料内部空间的密封性，确保承压介质能在密闭环境下传递高压。
本发明专门适用于厚壁双金属三通管的成型作业，采用现有液压设备，并配置相应的模具，工艺简单，易于操作，自动化程度高，使支管与主管之间的不锈钢层和管线钢层过度均匀，成型质量和效果好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中内圆筒的结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的厚壁双金属三通管冷压成型工艺，包括以下步骤：
（1）、设备布置：在压力机1的平台2上设置两个半圆筒3，两个半圆筒3合围成一个垂直放置到平台2上的内圆筒，其中一个半圆筒3上沿径向开设有圆孔4，压力机1的压头7上通过绳索5吊挂有外圆筒6，在压头7下表面设置中心线垂直设置的圆柱体8，圆柱体8圆周面下部沿周向设有一圈密封环14，外圆筒6套在内圆筒外部，在内圆筒底部设置放置在平台2上的堵板9；
（2）、将直管坯料10放置到内圆筒内，直管坯料10外径与内圆筒的内径相等，圆柱体8外径与直管坯料10内径相等，直管坯料10上端面与内圆筒上端面高度相等，在直管坯料10内注入泥巴状的承压介质；
（3）、操控压力机1，使压力机1的压头7带动圆柱体8向下移动，圆柱体8缓慢进入到直管坯料10内压制承压介质，随着圆柱体8的缓慢运行，直管坯料10内表面承受承压介质的压力逐渐增大，在直管坯料10与半圆筒3上圆孔4对应处的承压能力最为薄弱，这样就可逐渐将直管坯料10向圆孔4内凸出，根据直管坯料10的厚度，压力机1达到规定压力后即可停止，直管坯料10被压制成型为三通管；
（4）、压力机1的压头7向上移动，通过绳索5将外圆筒6向上拉，使外圆筒6脱离内圆筒，打开两个半圆筒3，即可将压制成型的三通管取出；
（5）、将三通管的支管部分的封堵端头沿径向方向切除，使支管内外通透。
外圆筒6内壁和内圆筒外壁均为上小下大的圆锥形结构。
将三通管进行加热后再次重复步骤（2）-步骤（5）。
外圆筒6长度小于内圆筒长度，外圆筒6外部左右两侧分别设有用于连接绳索5的吊耳11。
圆柱体8上端面固定连接有面积大于圆柱体8横截面积的平板12，平板12通过紧固螺栓13固定连接在压头7的下表面上。
堵板9圆周表面沿周向设有一圈凹槽，凹槽内设有与内圆筒内壁配合的密封圈15。
本发明采用泥巴状的胶泥作为承压介质，利用承压介质的严密性、韧性、塑性，在压力机1的挤压下，直管坯料10内的承压介质压力升高，当达到三通支管胀出所需要的压力时，将直管坯料10压出内圆筒的圆孔4处，这样就成型为几何尺寸理想的三通管，三通管的R角和支管长度达到所需值。
内圆筒由两个半圆筒3构成，这样便于将成型的三通管取出。外圆筒6起到将内圆筒的两个半圆筒3紧固的作用，外圆筒内壁和内圆筒外壁均为上小下大的圆锥形结构，这样可使外圆筒6能确保将内圆筒牢牢紧固，且不会使外圆筒6滑到内圆筒下部。圆柱体8上端面通过平板12固定连接在压头7的下表面，这样就便于更换圆柱体8，以适合不同规格三通管的成型作业。堵板9起到密封内圆筒下端口的作用。
密封环14与直管坯料10内壁密封并滑动连接，以及在堵板9圆周面设置密封圈15，可增加直管坯料10内部空间的密封性，确保承压介质能在密闭环境下传递高压。
上述实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.厚壁双金属三通管冷压成型工艺，其特征在于：包括以下步骤，
（1）、设备布置：在压力机的平台上设置两个半圆筒，两个半圆筒合围成一个垂直放置到平台上的内圆筒，其中一个半圆筒上沿径向开设有圆孔，压力机的压头上通过绳索吊挂有外圆筒，在压头下表面设置中心线垂直设置的圆柱体，圆柱体圆周面下部沿周向设有一圈密封环，外圆筒套在内圆筒外部，在内圆筒底部设置放置在平台上的堵板；
（2）、将直管坯料放置到内圆筒内，直管坯料外径与内圆筒的内径相等，圆柱体外径与直管坯料内径相等，直管坯料上端面与内圆筒上端面齐平，在直管坯料内注入泥巴状的承压介质；
（3）、操控压力机，使压力机的压头带动圆柱体向下移动，圆柱体缓慢进入到直管坯料内压制承压介质，随着圆柱体的缓慢运行，直管坯料内表面承受承压介质的压力逐渐增大，在直管坯料与半圆筒上圆孔对应处的承压能力最为薄弱，这样就可逐渐将直管坯料向圆孔内凸出，根据直管坯料的厚度，压力机达到规定压力后即可停止，直管坯料被压制成型为三通管；
（4）、压力机的压头向上移动，通过绳索将外圆筒向上拉，使外圆筒脱离内圆筒，打开两个半圆筒，即可将压制成型的三通管取出；
（5）、将三通管的支管部分的封堵端头沿径向方向切除，使支管内外通透。
2.根据权利要求1所述的厚壁双金属三通管冷压成型工艺，其特征在于：所述外圆筒内壁和内圆筒外壁均为上小下大的圆锥形结构。
3.根据权利要求1或2所述的厚壁双金属三通管冷压成型工艺，其特征在于：将三通管进行加热后再次重复步骤（2）-步骤（5）。
4.根据权利要求1或2所述的厚壁双金属三通管冷压成型工艺，其特征在于：所述外圆筒长度小于内圆筒长度，外圆筒外部左右两侧分别设有用于连接绳索的吊耳。
5.根据权利要求1或2所述的厚壁双金属三通管冷压成型工艺，其特征在于：所述圆柱体上端面固定连接有面积大于圆柱体横截面积的平板，平板通过紧固螺栓固定连接在压头的下表面上。
6.根据权利要求1或2所述的厚壁双金属三通管冷压成型工艺，其特征在于：所述堵板圆周表面沿周向设有一圈凹槽，凹槽内设有与内圆筒内壁配合的密封圈。
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| CN104070101A (zh) | 2014-10-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
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Address after: 451161 Henan city of Zhengzhou province Xingang air port Avenue North Applicant after: Zhengzhou Wanda's heavy industry limited company Address before: 451161 Henan city of Zhengzhou province Xingang air port Avenue North Applicant before: Zhengzhou Wanda Pipe Fitting Manufacturing Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: ZHENGZHOU WANDA PIPE FITTING MANUFACTURING CO., LTD. TO: ZHENGZHOU WANDA HEAVY INDUSTRIES CO., LTD. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: He Qing Inventor after: Zhang Fufeng Inventor after: Yuan Xihai Inventor after: Zhang Haitian Inventor after: Xue Yongsheng Inventor after: Li Huaigang Inventor after: Ren Ruzhen Inventor after: Ren Baojian Inventor after: Bai Yang Inventor before: He Qing Inventor before: Zhang Fufeng Inventor before: Yuan Xihai Inventor before: Li Huaigang Inventor before: Ren Ruzhen Inventor before: Ren Baojian Inventor before: Bai Yang |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Cold-press forming process of thick-wall bimetallic tee Effective date of registration: 20180621 Granted publication date: 20160302 Pledgee: Bank of Zhengzhou, Longhai branch, Limited by Share Ltd Pledgor: Zhengzhou Wanda's heavy industry limited company Registration number: 2018990000469 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20190819 Granted publication date: 20160302 Pledgee: Bank of Zhengzhou, Longhai branch, Limited by Share Ltd Pledgor: Zhengzhou Wanda's heavy industry limited company Registration number: 2018990000469 |