CN110194970A - 气化炉斜插管异形锻件及制造方法 - Google Patents

气化炉斜插管异形锻件及制造方法 Download PDF

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Abstract

气化炉斜插管异形锻件及制造方法，它涉及一种气化炉斜插管及制造方法。本发明的目的是解决现有斜插管与筒体焊接存在熔焊金属多、焊接强度高、难度大、生产效率低和变形大的问题。气化炉斜插管异形锻件包括厚壁筒体连接部、直管部和法兰，设置通孔。制备方法1：一、锻造实心异形锻件毛坯；二、铣削，打通孔，在法兰上打螺栓孔。制备方法2：一、锻造厚壁筒体连接部/直管部毛坯和法兰毛坯；二、铣削，打通孔Ⅰ；三、法兰毛坯车加工，车通孔Ⅱ，钻螺栓孔；四、厚壁筒体连接部/直管部制件和法兰制件焊接组装。本发明主要用于制备气化炉斜插管异形锻件。

Description

气化炉斜插管异形锻件及制造方法
技术领域
本发明涉及一种气化炉斜插管及制造方法。
背景技术
长期以来，水煤浆气化炉壳体厚壁激冷段圆筒上φ120mm～240mm液位计口及黑水循环口等采用斜插管(见图2)，斜插管由于与筒体表面倾角大、焊接坡口朝向和角度变化大，为了降低焊接难度，与筒体的接触处设置成椭圆形(图1)，而且只能采用手工焊，但是仍存在熔焊金属多、焊接强度高、难度大、生产效率低和变形大的问题。
发明内容
本发明的目的是解决现有斜插管与筒体焊接存在熔焊金属多、焊接强度高、难度大、生产效率低和变形大的问题，而提供气化炉斜插管异形锻件及制造方法。
气化炉斜插管异形锻件，它包括厚壁筒体连接部、直管部和法兰；
所述厚壁筒体连接部呈圆形，直管部一端与厚壁筒体连接部连接，且直管部的中心线与厚壁筒体连接部的中心线的夹角为40°～55°，直管部的另一端与法兰连接；
气化炉斜插管异形锻件内设置通孔，该通孔的中心线与直管部的中心线和法兰的中心线重合。
气化炉斜插管异形锻件的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、按照气化炉斜插管异形锻件的形状进行一体式锻造，得到实心异形锻件毛坯；
二、将实心异形锻件毛坯固定在数控镗铣床或数控机加中心，按照气化炉斜插管异形锻件的形状铣削出厚壁筒体连接部、直管部和法兰，并打通孔，在法兰上打螺栓孔。
气化炉斜插管异形锻件的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、按照厚壁筒体连接部和直管部一体式形式进行锻造，得到厚壁筒体连接部/直管部毛坯，再按照法兰的形状进行锻造，得到法兰毛坯；
二、将厚壁筒体连接部/直管部毛坯固定在数控镗铣机上，按照厚壁筒体连接部和直管部的形状对厚壁筒体连接部/直管部毛坯进行铣削，然后沿直管部的中心线打通孔Ⅰ，得到厚壁筒体连接部/直管部制件；
三、将法兰毛坯固定在车床上，按照法兰的形状进行车加工，沿法兰的中心线车通孔Ⅱ，由通孔Ⅰ和通孔Ⅱ组成通孔，在法兰上钻螺栓孔，得到法兰制件；
四、以通孔Ⅰ与通孔Ⅱ对正形式采用焊接方式将法兰制件与厚壁筒体连接部/直管部制件连接在一起。
本发明原理及优点：
本发明气化炉斜插管异形锻件设置厚壁筒体连接部，且呈圆形，这种设置达到简化斜插管焊接操作，实现采用自动焊机对焊缝自动焊接，减少焊接变形和焊接难度，降低熔焊金属消耗，提高焊接效率和产品质量。
本发明主要用于制备气化炉斜插管异形锻件及其其他承压设备类似接管结构。
附图说明
图1是现有斜插管与筒体焊接的俯视图；
图2是现有斜插管与筒体焊接的结构示意图；
图3是本发明气化炉斜插管异形锻件的结构示意图，图中1表示厚壁筒体连接部，2表示直管部，3表示法兰，4表示不锈钢层；
图4是本发明气化炉斜插管异形锻件的俯视图，图中1表示厚壁筒体连接部，2表示直管部，3表示法兰；
图5是本发明气化炉斜插管异形锻件与筒体焊接的结构示意图，图中1表示厚壁筒体连接部，2表示直管部，3表示法兰，4表示不锈钢层，5表示待焊接气化炉斜插管异形锻件的厚壁筒体，6表示焊接垫板，7表示焊缝。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图3至图5，本实施方式是气化炉斜插管异形锻件，它包括厚壁筒体连接部1、直管部2和法兰3；
所述厚壁筒体连接部1呈圆形，直管部2一端与厚壁筒体连接部1连接，且直管部2的中心线与厚壁筒体连接部1的中心线的夹角为40°～55°，直管部2的另一端与法兰3连接；
气化炉斜插管异形锻件内设置通孔，该通孔的中心线与直管部2的中心线和法兰3的中心线重合。
具体实施方式二：结合图3至图5，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：气化炉斜插管异形锻件还包括不锈钢层4，不锈钢层4设置在通孔的内壁、厚壁筒体连接部1的上表面和法兰3端部密封面。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图3至图5，本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：所述通孔与厚壁筒体连接部1的端面转角半径为3mm～10mm。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图3至图5，本实施方式是气化炉斜插管异形锻件的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、按照气化炉斜插管异形锻件的形状进行一体式锻造，得到实心异形锻件毛坯；
二、将实心异形锻件毛坯固定在数控镗铣床或数控机加中心，按照气化炉斜插管异形锻件的形状铣削出厚壁筒体连接部1、直管部2和法兰3，并打通孔，在法兰3上打螺栓孔。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三的不同点是：当气化炉斜插管异形锻件还包括不锈钢层4时：
采用堆焊方式在通孔的内壁上堆焊不锈钢层Ⅰ，厚壁筒体连接部1的上表面堆焊不锈钢层Ⅱ，在法兰3端部密封面堆焊不锈钢层Ⅲ，且法兰3端部密封面的不锈钢层Ⅲ进行机加，由不锈钢层Ⅰ、不锈钢层Ⅱ和不锈钢层Ⅲ组成不锈钢层4；
或先在通孔内插入不锈钢管，不锈钢管的外径与通孔的内径间隙配合，然后不锈钢管的两端修平，再在厚壁筒体连接部1的上表面堆焊不锈钢层Ⅳ，法兰3端部密封面堆焊不锈钢层Ⅴ，且法兰3端部密封面的不锈钢层Ⅴ进行机加，由不锈钢管、不锈钢层Ⅳ和不锈钢层Ⅴ组成不锈钢层4。
其他与具体实施方式五相同。
具体实施方式六：结合图3至图5，本实施方式与具体实施方式四或五之一不同点是：步骤二中将通孔与厚壁筒体连接部1的端面铣转角，转角半径为3mm～10mm。其他与具体实施方式四或五相同。
具体实施方式七：结合图3至图5，本实施方式是气化炉斜插管异形锻件的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、按照厚壁筒体连接部1和直管部2一体式形式进行锻造，得到厚壁筒体连接部/直管部毛坯，再按照法兰3的形状进行锻造，得到法兰毛坯；
二、将厚壁筒体连接部/直管部毛坯固定在数控镗铣机上，按照厚壁筒体连接部1和直管部2的形状对厚壁筒体连接部/直管部毛坯进行铣削，然后沿直管部2的中心线打通孔Ⅰ，得到厚壁筒体连接部/直管部制件；
三、将法兰毛坯固定在车床上，按照法兰3的形状进行车加工，沿法兰3的中心线车通孔Ⅱ，由通孔Ⅰ和通孔Ⅱ组成通孔，在法兰3上钻螺栓孔，得到法兰制件；
四、以通孔Ⅰ与通孔Ⅱ对正形式采用焊接方式将法兰制件与厚壁筒体连接部/直管部制件连接在一起。
具体实施方式八：结合图3至图5，本实施方式与具体实施方式七的不同点是：当气化炉斜插管异形锻件还包括不锈钢层4时：
采用堆焊方式在通孔的内壁上堆焊不锈钢层Ⅰ，厚壁筒体连接部1的上表面堆焊不锈钢层Ⅱ，在法兰3端部密封面堆焊不锈钢层Ⅲ，且法兰3端部密封面的不锈钢层Ⅲ进行机加，由不锈钢层Ⅰ、不锈钢层Ⅱ和不锈钢层Ⅲ组成不锈钢层4；
或先在通孔内插入不锈钢管，不锈钢管的外径与通孔的内径间隙配合，然后不锈钢管的两端修平，再在厚壁筒体连接部1的上表面堆焊不锈钢层Ⅳ，法兰3端部密封面堆焊不锈钢层Ⅴ，且法兰3端部密封面的不锈钢层Ⅴ进行机加，由不锈钢管、不锈钢层Ⅳ和不锈钢层Ⅴ组成不锈钢层4。
其他与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：结合图3至图5，本实施方式与具体实施方式七或八之一不同点是：步骤二中将通孔Ⅰ与厚壁筒体连接部1的端面铣转角，转角半径为3mm～10mm。其他与具体实施方式七或八相同。
具体实施方式十：结合图3至图5，本实施方式是气化炉斜插管异形锻件的焊接方法，具体是按以下步骤完成的：
一、在待焊接气化炉斜插管异形锻件的厚壁筒体上采用数控气割焊接孔，焊接孔为内坡口，内坡口角度为3°～10°，焊接孔呈圆形，焊接孔底端的直径为D1，厚壁筒体连接部1直径为D2，20mm＜D1-D2＜50mm；
二、在焊接孔底部设置焊接垫板6，然后按厚壁筒体连接部1的中心线与焊接孔的中心线重合形式将气化炉斜插管异形锻件的厚壁筒体连接部1装配入待焊接气化炉斜插管异形锻件的厚壁筒体的焊接孔内；
三、采用自动焊机将厚壁筒体连接部1与待焊接气化炉斜插管异形锻件的厚壁筒体之间焊缝7进行自动焊接；
四、去除焊接孔底部的焊接垫板6，磨平焊缝7，再对焊缝7表面和内部进行无损检测。
本实施方式当待焊接气化炉斜插管异形锻件的厚壁筒体内表面存在不锈钢层，且气化炉斜插管异形锻件还包括不锈钢层4时，需要采用堆焊方式在焊接孔内的焊缝上表面堆焊不锈钢层。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
采用下述试验验证本发明效果
实施例1：气化炉斜插管异形锻件，它包括厚壁筒体连接部1、直管部2、法兰3和不锈钢层4；
所述厚壁筒体连接部1呈圆形，直管部2一端与厚壁筒体连接部1连接，且直管部2的中心线与厚壁筒体连接部1的中心线的夹角为45°，直管部2的另一端与法兰3连接；
气化炉斜插管异形锻件内设置通孔，该通孔的中心线与直管部2的中心线和法兰3的中心线重合；
不锈钢层4设置在通孔的内壁、厚壁筒体连接部1的上表面和法兰3端部密封面。
本实施例所述通孔与厚壁筒体连接部1的端面转角半径为5mm。
实施例2：实施例1所述的气化炉斜插管异形锻件的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、按照厚壁筒体连接部1和直管部2一体式形式进行锻造，得到厚壁筒体连接部/直管部毛坯，再按照法兰3的形状进行锻造，得到法兰毛坯；
二、将厚壁筒体连接部/直管部毛坯固定在数控镗铣机上，按照厚壁筒体连接部1和直管部2的形状对厚壁筒体连接部/直管部毛坯进行铣削，然后沿直管部2的中心线打通孔Ⅰ，得到厚壁筒体连接部/直管部制件；
三、将法兰毛坯固定在车床上，按照法兰3的形状进行车加工，沿法兰3的中心线车通孔Ⅱ，由通孔Ⅰ和通孔Ⅱ组成通孔，在法兰3上钻螺栓孔，得到法兰制件；
四、以通孔Ⅰ与通孔Ⅱ对正形式采用焊接方式将法兰制件与厚壁筒体连接部/直管部制件连接在一起。
五、采用堆焊方式在通孔的内壁上堆焊不锈钢层Ⅰ，厚壁筒体连接部1的上表面堆焊不锈钢层Ⅱ，在法兰3端部密封面堆焊不锈钢层Ⅲ，且法兰(3)端部密封面的不锈钢层Ⅲ进行机加，由不锈钢层Ⅰ、不锈钢层Ⅱ和不锈钢层Ⅲ组成不锈钢层4，得到气化炉斜插管异形锻件。
本实施例步骤二中将通孔Ⅰ与厚壁筒体连接部1的端面铣转角，转角半径为5mm。
实施例3：实施例1所述气化炉斜插管异形锻件的焊接方法，具体是按以下步骤完成的：
一、在待焊接气化炉斜插管异形锻件的厚壁筒体上采用数控气割焊接孔，焊接孔为内坡口，内坡口角度为6°，焊接孔呈圆形，焊接孔底端的直径为D1，厚壁筒体连接部1直径为D2，D1-D2＝34mm；
二、在焊接孔底部设置焊接垫板6，然后按厚壁筒体连接部1的中心线与焊接孔的中心线重合形式将气化炉斜插管异形锻件的厚壁筒体连接部1装配入待焊接气化炉斜插管异形锻件的厚壁筒体的焊接孔内；
三、采用自动焊机将厚壁筒体连接部1与待焊接气化炉斜插管异形锻件的厚壁筒体之间焊缝7进行自动焊接；
四、去除焊接孔底部的焊接垫板6，磨平焊缝7，再对焊缝7表面和内部进行无损检测。
五、采用堆焊方式在焊接孔内的焊缝上表面堆焊不锈钢层。
本实施例气化炉斜插管异形锻件设置厚壁筒体连接部，且呈圆形，这种设置达到简化斜插管焊接操作，实现采用自动焊机对焊缝自动焊接，减少焊接变形和焊接难度，降低熔焊金属消耗，提高焊接效率，且变形小，焊缝质量好。

Claims (9)

1.气化炉斜插管异形锻件，其特征在于气化炉斜插管异形锻件包括厚壁筒体连接部(1)、直管部(2)和法兰(3)；
所述厚壁筒体连接部(1)呈圆形，直管部(2)一端与厚壁筒体连接部(1)连接，且直管部(2)的中心线与厚壁筒体连接部(1)的中心线的夹角为40°～55°，直管部(2)的另一端与法兰(3)连接；
气化炉斜插管异形锻件内设置通孔，该通孔的中心线与直管部(2)的中心线和法兰(3)的中心线重合。
2.根据权利要求1所述气化炉斜插管异形锻件，其特征在于气化炉斜插管异形锻件还包括不锈钢层(4)，不锈钢层(4)设置在通孔的内壁、厚壁筒体连接部(1)的上表面和法兰(3)端部密封面。
3.根据权利要求1或2所述气化炉斜插管异形锻件，其特征在于所述通孔与厚壁筒体连接部(1)的端面转角半径为3mm～10mm。
4.如权利要求1所述的气化炉斜插管异形锻件的制备方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：
一、按照气化炉斜插管异形锻件的形状进行一体式锻造，得到实心异形锻件毛坯；
二、将实心异形锻件毛坯固定在数控镗铣床或数控机加中心，按照气化炉斜插管异形锻件的形状铣削出厚壁筒体连接部(1)、直管部(2)和法兰(3)，并打通孔，在法兰(3)上打螺栓孔。
5.根据权利要求4所述气化炉斜插管异形锻件的制备方法，其特征在于当气化炉斜插管异形锻件还包括不锈钢层(4)时：
采用堆焊方式在通孔的内壁上堆焊不锈钢层Ⅰ，厚壁筒体连接部(1)的上表面堆焊不锈钢层Ⅱ，在法兰(3)端部密封面堆焊不锈钢层Ⅲ，且法兰(3)端部密封面的不锈钢层Ⅲ进行机加，由不锈钢层Ⅰ、不锈钢层Ⅱ和不锈钢层Ⅲ组成不锈钢层(4)；
或先在通孔内插入不锈钢管，不锈钢管的外径与通孔的内径间隙配合，然后不锈钢管的两端修平，再在厚壁筒体连接部(1)的上表面堆焊不锈钢层Ⅳ，法兰(3)端部密封面堆焊不锈钢层Ⅴ，且法兰(3)端部密封面的不锈钢层Ⅴ进行机加，由不锈钢管、不锈钢层Ⅳ和不锈钢层Ⅴ组成不锈钢层(4)。
6.根据权利要求4或5所述的气化炉斜插管异形锻件的制备方法，其特征在于步骤二中将通孔与厚壁筒体连接部(1)的端面铣转角，转角半径为3mm～10mm。
7.如权利要求1所述的气化炉斜插管异形锻件的制备方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：
一、按照厚壁筒体连接部(1)和直管部(2)一体式形式进行锻造，得到厚壁筒体连接部/直管部毛坯，再按照法兰(3)的形状进行锻造，得到法兰毛坯；
二、将厚壁筒体连接部/直管部毛坯固定在数控镗铣机上，按照厚壁筒体连接部(1)和直管部(2)的形状对厚壁筒体连接部/直管部毛坯进行铣削，然后沿直管部(2)的中心线打通孔Ⅰ，得到厚壁筒体连接部/直管部制件；
三、将法兰毛坯固定在车床上，按照法兰(3)的形状进行车加工，沿法兰(3)的中心线车通孔Ⅱ，由通孔Ⅰ和通孔Ⅱ组成通孔，在法兰(3)上钻螺栓孔，得到法兰制件；
四、以通孔Ⅰ与通孔Ⅱ对正形式采用焊接方式将法兰制件与厚壁筒体连接部/直管部制件连接在一起。
8.根据权利要求7所述气化炉斜插管异形锻件的制备方法，其特征在于当气化炉斜插管异形锻件还包括不锈钢层(4)时：
采用堆焊方式在通孔的内壁上堆焊不锈钢层Ⅰ，厚壁筒体连接部(1)的上表面堆焊不锈钢层Ⅱ，在法兰(3)端部密封面堆焊不锈钢层Ⅲ，且法兰(3)端部密封面的不锈钢层Ⅲ进行机加，由不锈钢层Ⅰ、不锈钢层Ⅱ和不锈钢层Ⅲ组成不锈钢层(4)；
或先在通孔内插入不锈钢管，不锈钢管的外径与通孔的内径间隙配合，然后不锈钢管的两端修平，再在厚壁筒体连接部(1)的上表面堆焊不锈钢层Ⅳ，法兰(3)端部密封面堆焊不锈钢层Ⅴ，且法兰(3)端部密封面的不锈钢层Ⅴ进行机加，由不锈钢管、不锈钢层Ⅳ和不锈钢层Ⅴ组成不锈钢层(4)。
9.根据权利要求7或8所述的气化炉斜插管异形锻件的制备方法，其特征在于步骤二中将通孔Ⅰ与厚壁筒体连接部(1)的端面铣转角，转角半径为3mm～10mm。
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