CN110722065A - 一种局部式水压扩径装置 - Google Patents

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黄杰生
杜健辉
梁景洪
苏章卓
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Abstract

本发明公开了一种局部式水压扩径装置，其包括呈圆棒状的扩径主体，所述扩径主体的外径小于钢管的内径，所述扩径主体中安装有预密封的扩径水管，所述扩径主体的周侧设有至少一个呈环形的凹槽，所述凹槽内安装有与扩径水管连通的水囊。此局部式水压扩径装置，将扩径主体和水囊置入钢管管体内，通过扩径水管对水囊注入高压水，水囊胀大，并作用到钢管内壁上，钢管膨胀扩径，最后因外包模具的限制达到设定的直径和圆度，然后扩径水管泄压，完成钢管的局部扩径，该装置结构简单，能进行局部扩径，并有效避免水压扩径时焊缝受力导致的应力裂纹，产品质量得到保证，且钢管形状和尺寸的均匀性好。此发明用于管道加工技术领域。

Description

一种局部式水压扩径装置
技术领域
本发明涉及管道加工技术领域，特别是涉及一种局部式水压扩径装置。
背景技术
随着石油天然气在陆地、海洋开发的快速建设,对直缝埋弧焊管的数量要求迅速增多，同时对管线钢管的制造要求也在不断严格。在直缝埋弧焊管制作过程中，扩径工序是直缝埋弧焊管管件工序之一，其扩径的目的：第一，矫正钢管在成型和焊接过程中引起的变形，使钢管的管径、椭圆度、直度达到制造精度要求；第二，消除钢管在深加工过程中产生的“包申格效应”；第三，消除钢管在焊接过程中的残余应力，避免在使用过程中产生氢致裂纹。
此类石油天然气输送管道的常用方法有：水压扩径和机械扩径。水压扩径，水压扩径在外包模具的约束下，通过高压水将直缝埋弧焊管胀大至与外包模具贴合，由于水的压力各处压强相同，所以直缝埋弧焊管的外壁能与模具贴合。一次通水可以将整条直缝埋弧焊管进行扩径，效率高，但缺点是设备规模大、设备成本高，无法对直缝埋弧焊管进行局部扩径。同时水压括径无法避开焊缝，会导致焊缝向内变形，从而让焊缝出现应力裂纹。故此，水压括径都只能用于对焊缝边缘缺陷要求不高的低端焊管上。机械扩径通过刚性的扩径头，在液压缸活塞带动下，向外扩展，作用到钢管内径上，是钢管产生塑性变形，机械扩径可以局部扩径，相对水压扩径，其设备规模小、设备成本低，但机械扩径的扩径模具时根据一定壁厚范围设计，每个模具之间会有一定的间隙，容易造成形状和尺寸的不均匀性，引起钢管在使用过程中除了会引起应力腐蚀的情况外，还会使钢管应力状况复杂化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种局部括径、且括径后钢管形状和尺寸均匀性好的局部式水压扩径装置。
本发明所采取的技术方案是：一种局部式水压扩径装置，其包括呈圆棒状的扩径主体，所述扩径主体的外径小于钢管的内径，所述扩径主体中安装有扩径水管，所述扩径主体的周侧设有至少一个呈环形的凹槽，所述凹槽内安装有与扩径水管连通的水囊。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述扩径主体包括连接臂和扩径头，所述扩径头的直径大于连接臂的直径。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述扩径头的周侧设有一个呈环形的凹槽。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述连接臂上设置有若干支撑轮。
进一步作为本发明技术方案的改进，还包括若干升降输送辊，所述升降输送辊设在钢管的扩径部位的两侧。
进一步作为本发明技术方案的改进，还包括设于钢管的扩径部位外侧的上母模和下母模，所述上母模和下母模通过合模卡板固定。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述上母模的两侧均设有第一凸缘结构，所述下母模的两侧均设有第二凸缘结构，所述合模卡板的截面呈凹形，同一侧的所述第一凸缘结构和第二凸缘结构通过合模卡板固定。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述上母模与钢管接触面内设置有上内衬，所述下母模与钢管接触面内设置有下内衬。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述上内衬或下内衬设置有对应焊缝位置的焊缝避开槽，可以有效避免焊缝在扩径时挤压变形。
本发明的有益效果：此局部式水压扩径装置，将扩径主体和水囊置入钢管管体内，通过扩径水管对水囊注入高压水，水囊胀大，并作用到钢管内壁上，钢管膨胀扩径，最后因外包模具的限制达到设定的直径和圆度，然后扩径水管泄压，完成钢管的局部扩径，该装置结构简单，能进行局部扩径，并有效避免水压扩径时焊缝受力导致的应力裂纹，产品质量得到保证，且钢管形状和尺寸的均匀性好。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例的整体结构示意图；
图2是本发明实施例的左视图；
图3是图2的局部放大图。
具体实施方式
参照图1至图3，本发明为一种局部式水压扩径装置，其包括呈圆柱状的扩径主体1，所述扩径主体1的外径小于钢管2的内径，所述扩径主体1中安装有扩径水管3，所述扩径主体1的周侧设有呈环形的凹槽4，所述凹槽4内安装有与扩径水管3连通的水囊5。此局部式水压扩径装置，将扩径主体1和水囊5置入钢管2管体内，通过扩径水管3对水囊5注入高压水，水囊5胀大，并作用到钢管2内径上，钢管2膨胀扩径，最后因外包模具的限制达到设定的直径和圆度，然后扩径水管3泄压，完成钢管2的局部扩径，该装置结构简单，能进行局部扩径，并有效避免水压扩径时焊缝受力导致的应力裂纹，产品质量得到保证，且钢管2形状和尺寸的均匀性好。
作为本发明优选的实施方式，所述扩径主体1包括连接臂11和扩径头12，所述扩径头12的直径大于连接臂11的直径。进一步地，所述凹槽4设置在扩径头12的周侧。优选地，所述连接臂11底端设置有若干支撑轮7。具体地，扩径主体1包括位于两侧的连接臂11，扩径头12位于两连接臂11之间，一侧的连接臂11伸出较长伸出到钢管2外端，另一侧的连接臂11较短位于钢管2内部。连接臂11和扩径头12的轴线处设有一孔，扩径水管3位于此孔内。扩径头12的直径大于位于两侧连接臂11的直径，一方面便于移动扩径主体1，同时也可以尽可能的使水囊5紧贴钢管2的内壁，保持钢管2的形状和尺寸的均匀性。位于两侧的连接臂11底端分别设置有一个支撑轮7，可以方便该扩径装置的使用。
作为本发明优选的实施方式，还包括若干升降输送辊6，所述升降输送辊6设在钢管2的扩径部位的两侧。升降输送辊6可以用于促进钢管2与水囊5的贴合与放松。
作为本发明优选的实施方式，还包括设于钢管2的扩径部位周侧的上母模21和下母模22，所述上母模21和下母模22通过合模卡板26固定。进一步地，所述上母模21的两侧均设有第一凸缘结构27，所述下母模22的两侧均设有第二凸缘结构28，所述合模卡板26的截面呈凹形，同一侧的所述第一凸缘结构27和第二凸缘结构28通过合模卡板26固定。优选地，所述上母模21与钢管2外径接触的面内设置有上内衬23，所述下母模22与钢管2外径接触的面内设置有下内衬24。所述上内衬23或下内衬24设置有对应焊缝位置的焊缝避开槽25。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种局部式水压扩径装置，其特征在于：包括呈圆棒状的扩径主体，所述扩径主体的外径小于钢管的内径，所述扩径主体中安装有扩径水管，所述扩径主体的周侧设有呈环形的凹槽，所述凹槽内安装有与扩径水管连通的水囊。
2.根据权利要求1所述的局部式水压扩径装置，其特征在于：所述扩径主体包括连接臂和扩径头，所述扩径头的直径大于连接臂的直径。
3.根据权利要求2所述的局部式水压扩径装置，其特征在于：所述凹槽设置在扩径头的周侧。
4.根据权利要求3所述的局部式水压扩径装置，其特征在于：所述连接臂的底端设置有若干支撑轮。
5.根据权利要求1所述的局部式水压扩径装置，其特征在于：还包括若干升降输送辊，所述升降输送辊设在钢管的扩径部位的两侧。
6.根据权利要求1所述的局部式水压扩径装置，其特征在于：还包括设于钢管的扩径部位周侧的上母模和下母模，所述上母模和下母模通过合模卡板固定。
7.根据权利要求6所述的局部式水压扩径装置，其特征在于：所述上母模的两侧均设有第一凸缘结构，所述下母模的两侧均设有第二凸缘结构，所述合模卡板的截面呈凹形，同一侧的所述第一凸缘结构和第二凸缘结构通过合模卡板固定。
8.根据权利要求7所述的局部式水压扩径装置，其特征在于：所述上母模与钢管外径接触的面内设置有上内衬，所述下母模与钢管外径接触的面内设置有下内衬。
9.根据权利要求8所述的局部式水压扩径装置，其特征在于：所述上内衬或下内衬设置有对应焊缝位置的焊缝避开槽。
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