CN111037234A - 一种热压无缝厚壁四通的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热压无缝厚壁四通的制备方法，具体包括切割下料、压制成型、通球、热处理、车口、抛光以及无损检验合格后包装入库的步骤。采用本发明制得的四通为一个无缝隙的整体，不仅提高了四通的使用安全性，而且还节约了成本。

Description

一种热压无缝厚壁四通的制备方法
技术领域
本发明涉及石化炼油管式加热炉管道的生产技术领域，特别是一种制造炉管用无缝四通的方法。
背景技术
管式加热炉是在一个有衬里的密闭体内设置有大量的、相互连通的无缝钢管，被加热介质在一连串的无缝钢管内以高流速通过，燃料在密闭体内燃烧产生高温烟气，高温烟气通过辐射、对流和传导把热量传递给无缝钢管内的被加热介质，从而将被加热介质加热到生产工艺规定的温度或者完成一定的化学反应深度。管式加热炉中的无缝钢管在连通过程中需要用到各种连接件，如三通、四通等，三通、四通以及无缝钢管的材质通常采用P9材质，由于整个加热炉内的流通部件为一个整体，因此要求钢管、三通、四通以及接口位置都是无缝设置，才能满足高压、耐腐蚀、高温等复杂运行环境的要求。
传统四通的制作方法是，首先压制两件三通，然后将三通的直线管道从中轴线切割后，将两件切割后的三通对接并焊接后做成四通，此种方式不仅浪费材料，更重要的是会使四通存在焊缝，对于管式加热炉流通管道来说存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种管式加热炉中使用的四通的制备方法，使四通部件为一个整体，从而提高其使用安全性。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种热压无缝厚壁四通的制备方法，具体包括以下步骤：
A.切割下料，根据四通型号选取管径为四通直径两倍的管材，采用锯床进行切割下料；
B.压制，将切割好的管件进行整体加热，出炉后压扁，使管材截面为椭圆状，且椭圆管材的短径与四通外径相同；然后将椭圆管材植入四通胎具内反复压制使椭圆管材的长径两侧压制为中部向外凸起且主管外径与四通外径相同的坯体；
C.通球成型，在坯体凸起的末端开孔，向主管内通入小于管件内径的钢球，推动钢球至凸起部位时，从相对的另一侧凸起开孔处插入直杆推动钢球，将钢球从凸起开孔处推出；另一侧采用相同方法进行通球，形成四通支管，制得四通毛坯；通球成型过程在胎具内操作保证支管外径达到四通外径要求；
D.热处理，对通球后的四通毛坯进行正火和/或回火热处理；
E.车口，按照四通国标要求车坡口；
F.抛光，打磨四通内外表面至表面光滑、无氧化皮及划痕；
G.无损检验合格后包装入库。
上述一种热压无缝厚壁四通的制备方法，步骤B的压制成型步骤中热处理的温度为850-900℃，时间为2-3h，加热速度为350℃/h。
上述一种热压无缝厚壁四通的制备方法，所述胎具包括相互对称并扣合形成四通结构的两块胎膜。
上述一种热压无缝厚壁四通的制备方法，步骤B中压制完成后，还包括对主管上凸起的中间部位进行局部风冷的步骤，冷却方式为遮挡主管两端，仅对中间凸起部部进行风冷，降低中间部位的温度提高其硬度。
上述一种热压无缝厚壁四通的制备方法，步骤D进行过程中，全部置于炉内进行，正火条件为940°～1060°，正火条件为680°～770°。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
本发明通过多次加热、局部风冷冷却、压扁、压制制得一体结构的四通，改变了以往类似四通靠焊接成型的陈旧工艺，采用此种制备方法，可在避免淬硬并保证四通热成型的基础上，提高了材料的破损效果，避免了材料在加工过程中产生有害缺陷，从而使制得的四通为一个无缝隙的整体，提高了四通的使用安全性；另外，此种制备方法还节约了成本，值得推广。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
一种热压无缝厚壁四通的制备方法，包括了切割下料、加热、压扁、压制、热处理、车口、抛光以及检验入库的步骤，具体制备方法如下。
A.切割下料，根据四通型号选取管径为四通直径两倍的管材，采用锯床进行切割下料。
在本实施例中，预制备406热压无缝厚壁四通，因此选取型号为711的管材进行切割，一般选取口径为四通2倍H值，具体H值见GB/T12459-2017，切割长度略大于四通主管长度。当没有合适管材时，可选用大于四通直径的管材进行扩口，形成四通H值两倍左右的管材在进行压制。
B.压制，本步骤主要包括成型前加热、压扁、压制以及局部风冷的过程。
首先，将管件进行整体加热，加热的温度为850-900℃，时间为2-3h，加热速度为350℃/h。
在本实施例中，四通的壁厚为加热温度采用860℃，加热时间为3h。如四通壁厚较厚，则适当提高加热温度，并提高加热时间。
其次，出炉后压扁，使管材截面为椭圆状，且椭圆管材的短径与四通外径相同。
然后，将椭圆管材植入四通胎具内反复压制，使椭圆管材的长径两侧压制为中部向外凸起，且主管外径与四通外径相同的坯体。
最后，对中间部位进行局部风冷。压制完成后，对主管上凸起的中间部位进行局部风冷，冷却方式为遮挡主管两端，仅对中间凸起部部进行风冷，降低中间部位的温度以提高其硬度，改善压制条件，并避免压制过程中中间部位产生褶皱。
C.通球成型，采用小于管件内径的钢球疏通四通支管，使支管外径达到四通外径要求，通球成型过程在胎具内操作保证支管外径达到四通外径要求并防止支管出现偏缸问题。
通球时，在坯体凸起的末端开孔，向主管内通入小于管件内径的钢球，推动钢球至凸起部位时，从相对的另一侧凸起开孔处插入直杆推动钢球，将钢球从凸起开孔处推出；另一侧采用相同方法进行通球，形成四通支管；制得四通毛坯。
D.热处理，对通球后的四通毛坯置于炉内，进行正火和/或回火热处理，从而改善局部冷却造成的材料不均匀问题。
本步骤中所述的热处理方式与实际作业时选用的管材材质相关，常见材质为：WP9/WP5的热处理方式为：正火960°±20°和回火730°±20°，WP91/WP92热处理方式为：正火1040°±20°和回火750°±20°，WP11的热处理方式为：正火：960°±20°和回火700°±20°。
本实施例中的管材采用WP9材质，故热处理工艺为正火+回火的方式，正火温度为960°，回火温度为730°。
E.车口，按照四通国标要求车坡口；
F.抛光，打磨四通内外表面至表面光滑、无氧化皮及划痕；
G.无损检验合格后包装入库。检验过程中，按照ASME B16.9要求，采用MT+UT+PT的方式，进行100％全检验。

Claims (5)

1.一种热压无缝厚壁四通的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
A.切割下料，根据四通型号选取管径为四通直径两倍的管材，采用锯床进行切割下料；
B.压制，将切割好的管件进行整体加热，出炉后压扁，使管材截面为椭圆状，且椭圆管材的短径与四通外径相同；然后将椭圆管材植入四通胎具内反复压制使椭圆管材的长径两侧压制为中部向外凸起且主管外径与四通外径相同的坯体；
C.通球成型，在坯体凸起的末端开孔，向主管内通入小于管件内径的钢球，推动钢球至凸起部位时，从相对的另一侧凸起开孔处插入直杆推动钢球，将钢球从凸起开孔处推出；另一侧采用相同方法进行通球，形成四通支管，制得四通毛坯；通球成型过程在胎具内操作保证支管外径达到四通外径要求；
D.热处理，对通球后的四通毛坯进行正火和/或回火热处理；
E.车口，按照四通国标要求车坡口；
F.抛光，打磨四通内外表面至表面光滑、无氧化皮及划痕；
G.无损检验合格后包装入库。
2.根据权利要求1所述的一种热压无缝厚壁四通的制备方法，其特征在于，步骤B的压制成型步骤中热处理的温度为850-900℃，时间为2-3h，加热速度为350℃/h。
3.根据权利要求1所述的一种热压无缝厚壁四通的制备方法，其特征在于，所述胎具包括相互对称并扣合形成四通结构的两块胎膜。
4.根据权利要求1所述的一种热压无缝厚壁四通的制备方法，其特征在于，步骤B中压制完成后，还包括对主管上凸起的中间部位进行局部风冷的步骤，冷却方式为遮挡主管两端，仅对中间凸起部部进行风冷，降低中间部位的温度提高其硬度。
5.根据权利要求1所述的一种热压无缝厚壁四通的制备方法，其特征在于，步骤D进行过程中，全部置于炉内进行，正火条件为940°～1060°，正火条件为680°～770°。
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