CN112355108B - 一种大口径波纹管膨胀节成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大口径波纹管膨胀节成型方法，包括波纹管的卷制、波纹管的校圆、辊压前准备、辊压成型。本发明的一种大口径波纹管膨胀节成型方法可在施工现场波纹管成型，可实现成本降低，运费节约，在成型过程中，对滚压设备主动轴的成型轮上面包覆尼龙，减少钢对钢的接触，防止对波纹管表面造成划伤，并在成型过程中辊压一周对成型轮检查一次，尼龙等是否有脱落，成型时径向进给量小位移多次数进给，最大限度减少减薄。

Description

一种大口径波纹管膨胀节成型方法

技术领域

本发明涉及一种大口径波纹管膨胀节成型方法，属于波纹管膨胀节成型技术领域。

背景技术

波纹管的常用成型工艺有四类，国内在大直径波纹管制造上使用过的方案主要有液压成型和辊压成型。

国内目前采用液压成型工艺未制造过同大直径波纹管口径相类似的波纹管，液压成型设备制造困难，国内目前也没有该液压设备的先例，采用液压成型工艺无法保证液压油缸的同步性，且大口径波纹管密封性能也不容易控制，导致波纹管成型困难。

胀形成型利用模具强迫板料厚度减薄和表面积增大，以获取零件几何形状的冲压加工方法，如刚模胀形、橡皮胀形和液压胀形等；并且需要配套的整形设备和工装模具；国内目前常用的胀形成型只适用于薄壁多层的波纹管。

卷制成型目前国内此工艺不成熟。采用卷制成型的波纹管表面质量优于辊压工艺。但是卷制成型中模具与波纹管直段组合困难，或对波纹管引起划伤，卷制后脱模非常困难，并且波纹管卷制后内侧有可能出现褶皱。分段折弯和卷制带来的最严重的问题是对接的时候很容易产生错边，所以组装焊接必然错边严重，对焊缝质量造成很大的影响。

目前国内大直径波纹管多采用辊压成型，辊压成型设备可成型的波纹管直径不受限制。但目前辊压设备可成型壁厚都较薄，一般不超过3mm。国内最厚的辊压成型设备最厚也只能成型到6mm，并且辊压时成型轮以一点与波纹管接触，重复作用在不同的环向线上，波纹管的表面容易形成划伤。辊压成型缺陷的形成与工艺方法有关，在辊压时成型轮以一点与波纹管接触，重复作用在不同的环向线上，通过碾压材料产生变形形成波纹管，材料表面损伤严重，因此在制造辊压设备时，成型轮与波纹管管坯接触表面要采取防划伤、压伤措施。

表1成型方法对比

发明内容

发明目的：本发明为了解决波纹管的表面容易形成划伤，波纹管波峰和波谷的壁厚存在一定的减薄现象，提出了一种大口径波纹管膨胀节成型方法。

技术方案：一种大口径波纹管膨胀节成型方法，包括如下步骤：

步骤1、波纹管的卷制：将板材分段卷制，板板对正进卷板机，分段卷制过程中利用弧长测量工装对管坯进行测量，直到卷制弧度和弧长测量工装能完全贴合为止；

步骤2、波纹管的校圆：把波纹管管坯两端工艺接管按测绘尺寸进行固定，利用限位工装和弧长测量工装控制好两端接管的外径尺寸和同心度，两端固定接管尺寸合格后，利用吊篮对分段卷制合格的管坯进行贴合点焊，在焊接过程中，定时用弧长测量工装检测，点焊完成后，用限位工装进行限位固定，按焊接工艺卡施焊，焊接成后检查直径允差、圆度误差是否符合要求，波纹管管坯焊接完成后进行渗透检测和射线检测；

步骤3、辊压前准备：利用吊装设备将波纹管管坯安放到辊压机和滚动架上，用槽钢和限位块对管坯的进给方向进行固定，用地脚螺栓对滚动架进行固定；

步骤4、辊压成型：在辊压机的钢轮上包覆尼龙，采用高温退火以消除焊接内应力，辊压开始时前，确保辅助轮和两端工工艺接管贴合，两端工艺接管表面需去除锈迹及金属屑；控制起波位置、径向进给量和轴向进给量，确保波纹管成型后的尺寸，波纹管辊压过程分为两次，先辊完一组波，然后再进行第二组波的辊制，第一组波辊制时，按管坯和波形参数确定辊制的起始位置，波纹管辊压成型完成后，对辊制后的波纹管进行尺寸和表面检查。

进一步地，步骤1中，波纹管直径为15米。

进一步地，步骤1中，所述卷板机为三辊卷板机。

进一步地，步骤1中，直径允差为±8mm，圆度误差不大于10。

进一步地，步骤3中，辊压机的设备主轴和从动轴的材质为45#调质，调质硬度为HRC350。

进一步地，步骤3中，辊压机中的成型轮转速快慢可调。

进一步地，步骤4中，辊压开始时前，两端工艺接管表面需去除锈迹及金属屑。

进一步地，步骤4中辊压时每分钟径向进给量控制在2mm；每分钟轴向进给量控制在3mm。

有益效果：本发明采用辊压成型工艺管坯纵焊缝在平板状态下焊接，焊缝质量和外观好，管坯纵缝的无损检测更容易，探伤质量更高，波纹管直边段端口的圆度更好，波纹管的波形更接近于U形波，波纹管的成型过程更容易控制，成型设备便于安装和运输，适应性好，可在施工现场波纹管成型，可实现成本降低，运费节约，在成型过程中，对滚压设备主动轴的成型轮上面包覆尼龙，减少钢对钢的接触，防止对波纹管表面造成划伤，并在成型过程中辊压一周对成型轮检查一次，尼龙等是否有脱落，成型时径向进给量小位移多次数进给，最大限度减少减薄。

附图说明

图1(a)为液压成型示意图，图1(b)为胀形成型示意图，图1(c)为卷制成型示意图，图1(d)为辊压成型示意图；

图2为大口径波纹管膨胀节成型方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，本发明公开了一种大口径波纹管膨胀节成型方法，包括如下步骤：

步骤1，波纹管的卷制，由于该试制波纹管直径为15米，大直径波纹管口径较大，板材长度决定直接卷制无法实现，需要分段卷制，钢板的卷制在三辊卷板机上进行，卷制时首先要注意钢板进卷板机时要对正，以防止卷成椭圆，卷制前及时清理卷板机上的灰尘和氧化皮等污迹，以防止在反复卷制过程中钢板母材表面造成损伤。单面坡口卷板时坡口向外，管坯两端各留100～200mm的直边，便于施焊，分段卷制完成后进行对接，按焊接工艺卡执行，在分段卷制过程中利用弧长测量工装对管坯进行测量，直到卷制弧度和弧长测量工装能完全贴合为止。

步骤2，波纹管的校圆，在场地中央进行现场测绘，把波纹管管坯两端工艺接管按测绘尺寸进行固定；利用限位工装和弧长测量工装控制好两端接管的外径尺寸和同心度，以保证波纹管管坯焊接后波纹管的口径和圆度能符合图纸要求。装配前，所有表面的毛刺、切屑、锈蚀、斑点、油污等必须清除干净。两端固定接管尺寸合格后，利用吊篮对分段卷制合格的管坯进行贴合点焊，在焊接过程中，定时用弧长测量工装检测，点焊完成后，用限位工装进行限位固定，按焊接工艺卡施焊，焊接成后检查直径允差，圆度误差，棱角是否符合要求，波纹管管坯焊接完成后进行渗透检测和射线检测。

步骤3，辊压前准备，辊压机由成型机本体、液压传动及控制系统、电气传动及控制系统、波纹管管坯支架等一些附件组成，检查辊压机运行是否正常，检查成型轮和辅助轮表面，去除锈迹及金属屑；辊压机的设备主轴和从动轴的材质为45#调质，调质硬度为HRC350，成型轮转速快慢可调，利用吊装设备将波纹管管坯安放到辊压机和滚动架上，用槽钢和限位块对管坯的进给方向进行固定，用地脚螺栓对滚动架进行固定。

步骤4，辊压成型，辊压成型的缺陷主要由划伤、凹陷，裂纹等，其根本原因是辊压时成型轮以一点与波纹管接触，重复作用在不同的环向线上，通过碾压材料产生变形形成波纹管，材料表面损伤严重，需要解决在辊压过程中预防划伤，压伤。

由于波纹管转动靠成型轮与管坯的摩擦力，波纹管直径大，壁厚厚，转动需要的扭矩大，容易在波纹管表面产生划伤，为了避免波纹管在辊压过程中成型轮与波纹管管坯接触表面预防划伤、压伤；在辊压机的钢轮上包覆了尼龙。采用尼龙约束成型轮，使波纹管在辊压过程中成型轮与波纹管管坯接触表面预防划伤、压伤；设备的总功率最少要达到15kw，主电机功率为5.58kw,保证辊压设备的动力；辊压设备应保证刚度要求，采用高温退火以消除焊接内应力；大直径波纹管在辊压设备工作时波纹管要求转动平稳；辊压设备的主体颜色为中绿，必须要涂防锈底漆，其他颜色按照国家相关标准颜色规定。在成型过程中辊压一周对成型轮检查一次，尼龙等是否有脱落。若尼龙脱落或者损伤，应及时进行更换。辊压开始时前，确保辅助轮和两端工工艺接管贴合，两端工艺接管表面需去除锈迹及金属屑；辊压成型过程中严格控制起波位置，对径向进给量和轴向进给量严格把关，确保波纹管成型后的尺寸。每分钟径向进给量控制在2mm；每分钟轴向进给量控制在3mm；波纹管辊压过程分为两次，先辊完一组波，然后再进行第二组波的辊制，在第一组波辊制时，要按管坯和波形参数确定辊制的起始位置，避免两次辊压后，波形尺寸不符合图纸要求。波纹管辊压成型完成后，对辊制后的波纹管进行了尺寸和表面检查，尺寸和表面无划伤满足图纸要求。上述的工艺验证试验成功，充分解决了辊压工艺制造波纹管的工艺难点，证明辊压工艺的可行性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种大口径波纹管膨胀节成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、波纹管的卷制：将板材分段卷制，对正进卷板机，分段卷制过程中利用弧长测量工装对管坯进行测量，直到卷制弧度和弧长测量工装能完全贴合为止；

步骤2、波纹管的校圆：把波纹管管坯两端工艺接管按测绘尺寸进行固定，利用限位工装和弧长测量工装控制好两端接管的外径尺寸和同心度，两端固定接管尺寸合格后，利用吊篮对分段卷制合格的管坯进行贴合点焊，在焊接过程中，定时用弧长测量工装检测，点焊完成后，用限位工装进行限位固定，按焊接工艺卡施焊，焊接成后检查直径允差、圆度误差是否符合要求，波纹管管坯焊接完成后进行渗透检测和射线检测；

步骤3、辊压前准备：利用吊装设备将波纹管管坯安放到辊压机和滚动架上，用槽钢和限位块对管坯的进给方向进行固定，用地脚螺栓对滚动架进行固定；

步骤4、辊压成型：在辊压机的钢轮上包覆尼龙，采用高温退火以消除焊接内应力，辊压开始时前，确保辅助轮和两端工艺接管贴合，两端工艺接管表面需去除锈迹及金属屑；控制起波位置、径向进给量和轴向进给量，确保波纹管成型后的尺寸，波纹管辊压过程分为两次，先辊完一组波，然后再进行第二组波的辊制，第一组波辊制时，按管坯和波形参数确定辊制的起始位置，波纹管辊压成型完成后，对辊制后的波纹管进行尺寸和表面检查。

2.根据权利要求1所述的一种大口径波纹管膨胀节成型方法，其特征在于，步骤1中，波纹管直径为15米。

3.根据权利要求1所述的一种大口径波纹管膨胀节成型方法，其特征在于，步骤1中，所述卷板机为三辊卷板机。

4.根据权利要求1所述的一种大口径波纹管膨胀节成型方法，其特征在于，步骤1中，直径允差为±8mm，圆度误差不大于10。

5.根据权利要求1所述的一种大口径波纹管膨胀节成型方法，其特征在于，步骤3中，辊压机的设备主轴和从动轴的材质为45#调质，调质硬度为HRC350。

6.根据权利要求1所述的一种大口径波纹管膨胀节成型方法，其特征在于，步骤3中，辊压机中的成型轮转速快慢可调。

7.根据权利要求1所述的一种大口径波纹管膨胀节成型方法，其特征在于，步骤4中，辊压开始时前，两端工艺接管表面需去除锈迹及金属屑。

8.根据权利要求1所述的一种大口径波纹管膨胀节成型方法，其特征在于，步骤4中辊压时每分钟径向进给量控制在2mm；每分钟轴向进给量控制在3mm。

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