CN116060893B - 一种高强合金钢大口径三通管件成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强合金钢大口径三通管件成形方法，包括以下步骤：步骤1；步骤2；步骤3；步骤4；步骤5；步骤6、以弧形槽g和h的中心线为基准线；步骤7；步骤8、对弧形槽的内切面和外切面处进行预热处理；步骤9、沿着拼接处的内切面和外切面进行焊接处理；步骤10、得到大口径三通管件；本发明在管件端部弧形槽上开设向外的外切面和向内的内切面，组装三通管件时，组装在一起的管件会在弧形槽处形成外开的缝隙和向内开的缝隙，且外开的缝隙和内开的缝隙均呈90度，先沿着外开的缝隙进行焊接，再沿着内开的缝隙进行焊接，为焊接提供空间，使母材与焊接金属之间能够完美熔合，提高了三通管件的强度和抗疲劳性能。

Description

一种高强合金钢大口径三通管件成形方法
技术领域
本发明涉及三通管件成形技术领域，具体为一种高强合金钢大口径三通管件成形方法。
背景技术
大口径三通管件是在高压油气输送管道、发电管道中用于进行主干线转支线分支连接作用的关键管道元件，其耐压要求、内部组织质量和加工要求很高。
现有的大口径三通管件通常将直径等于主管和支管直径的钢管下料为一定长度的主管管坯和支管管坯，在主管管坯中部划线切割出一圈投影尺寸等于支管直径的缺口，再将支管管坯的端口切出对应的坡口形状，将两件对焊在一起形成三通管件产品；
上述三通管件在焊接过程中，存在以下问题：
1、上述管件在切割时，切割处的坡口设计不良，焊接角度较小，拼接处的间隙较小，造成母材与焊接金属之间存在局部为熔合现象，将会影响三通管件的强度和抗疲劳性能；
2、管件在焊接的过程中，焊缝周围会产生有害析出物，降低了管件连接处的强度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强合金钢大口径三通管件成形方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强合金钢大口径三通管件成形方法，包括以下步骤：
步骤1、选取三个直径相同、壁厚相同的大口径管件，在三个管件的端部，两条相互垂直的直径与管件外壁会产生四个交点，分别标记四个辅助点a、b、c、d；
步骤2、测量管件的外径直径R；
步骤3、在相隔的两个辅助点a和c处沿着管件的轴向方向做辅助线L；
步骤4、辅助点a相邻的两个辅助点b、d与辅助线L端部曲线连接，形成弧形线e，辅助点c相邻的两个辅助点b、d与辅助线L端部曲线连接，形成弧形线f；
步骤5、沿着弧形线e、f切割，在管件端部形成弧形槽g和弧形槽h；
步骤6、以弧形槽g和h的中心线为基准线，分别向内侧切割45°的内切面，向外侧切割45°的外切面；
步骤7、沿着弧形槽的内切面和外切面进行打磨处理；
步骤8、打磨完成后，对弧形槽的内切面和外切面处进行预热处理；
步骤9、然后将三个管材沿着弧形槽的切割方向拼接在一起，并沿着拼接处的内切面和外切面进行焊接处理；
步骤10、在焊接处理后，待焊缝冷却至室温，然后进行高温热处理，得到大口径三通管件。
其中，在相隔的两个辅助点a和c处沿着管件的轴向方向所做的辅助线L＝Rtan30°。
其中，所述大口径管件所采用的高强合金钢为马氏体不锈钢。
其中，所述弧形槽的内切面和外切面预热处理的温度为350-450℃。
其中，在焊接处理后，高温热处理的温度为900-950℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明在管件端部弧形槽上开设向外的外切面和向内的内切面，组装三通管件时，组装在一起的管件会在弧形槽处形成外开的缝隙和向内开的缝隙，且外开的缝隙和内开的缝隙均呈90度，先沿着外开的缝隙进行焊接，再沿着内开的缝隙进行焊接，为焊接提供空间，使母材与焊接金属之间能够完美熔合，提高了三通管件的强度和抗疲劳性能；
2、本发明在焊接前对管件的拼接处进行预热处理，可以去除管件拼接处周围的杂质，在焊接后对管件的焊接处进行高温热处理，可以溶解掉焊接时形成的焊缝和热影响区的有害析出物，使管件拼接处的性能接近母材，提高了三通管件连接处的强度。
附图说明
图1为本发明管材端部标记辅助点结构示意图；
图2为本发明管材端部做辅助线结构示意图；
图3为本发明管材端部做弧形线结构示意图；
图4为本发明管材端部切割弧形槽结构示意图；
图5为本发明三通管件焊接后结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本实施例提供一种技术方案：一种高强合金钢大口径三通管件成形方法，包括以下步骤：
步骤1、选取三个直径相同、壁厚相同的大口径管件，该大口径管件所采用的高强合金钢为马氏体不锈钢，分别标记为第一管件1、第二管件2和第三管件3，在三个管件的端部，两条相互垂直的直径与管件外壁会产生四个交点，在第一管件1的端部分别标记四个辅助点a、b、c、d，在第二管件2的端部分别标记四个辅助点a1、b1、c1、d1，在第三管件3的端部分别标记四个辅助点a2、b2、c2、d2；
步骤2、测量管件的外径直R(三个管件的直径相同，测量一个即可)；
步骤3、对于第一管件1，在相隔的两个辅助点a和c处沿着管件的轴向方向做辅助线L；对于第二管件2，在相隔的两个辅助点a1和c1处沿着管件的轴向方向做辅助线L；对于第三管件3，在相隔的两个辅助点a2和c2处沿着管件的轴向方向做辅助线L，本申请需要制作的三通管件之间的夹角为120°，根据三角函数可得，辅助线L＝Rtan30°；
步骤4、对于第一管件1，辅助点a相邻的两个辅助点b、d与辅助线L端部曲线连接，形成弧形线e；对于第二管件2，辅助点a1相邻的两个辅助点b1、d1与辅助线L端部曲线连接，形成弧形线e1；对于第三管件3，辅助点a2相邻的两个辅助点b2、d2与辅助线L端部曲线连接，形成弧形线e2；
对于第一管件1，辅助点c相邻的两个辅助点b、d与辅助线L端部曲线连接，形成弧形线f；对于第二管件2，辅助点c1相邻的两个辅助点b1、d1与辅助线L端部曲线连接，形成弧形线f1；对于第三管件3，辅助点c2相邻的两个辅助点b2、d2与辅助线L端部曲线连接，形成弧形线f2；
步骤5、对于第一管件1，沿着弧形线e、f切割，在管件1端部形成弧形槽g和弧形槽h；
对于第二管件2，沿着弧形线e1、f1切割，在管件1端部形成弧形槽g1和弧形槽h1；
对于第三管件3，沿着弧形线e2、f2切割，在管件1端部形成弧形槽g2和弧形槽h2；
步骤6、对于第一管件1，以弧形槽g和h的中心线为基准线，分别向内侧切割45°的内切面，向外侧切割45°的外切面；
对于第二管件2，以弧形槽g1和h1的中心线为基准线，分别向内侧切割45°的内切面，向外侧切割45°的外切面；
对于第三管件3，以弧形槽g2和h2的中心线为基准线，分别向内侧切割45°的内切面，向外侧切割45°的外切面；
步骤7、沿着弧形槽的内切面和外切面进行打磨处理；
步骤8、打磨完成后，分别对三个管件弧形槽的内切面和外切面处进行预热处理，预热处理的温度为350-450℃，可以去除管件拼接处周围的杂质；
步骤9、然后将第一管件1的弧形槽g和第二管件2的弧形槽h1拼接在一起，将第一管件1的弧形槽h和第三管件3的弧形槽g2拼接在一起，将第二管件2的弧形槽g1和第三管件3的弧形槽h2拼接在一起，三个管材沿着弧形槽的切割方向拼接在一起，组装在一起的第一管件1、第二管件2和第三管件3会在弧形槽处形成外开的缝隙和向内开的缝隙，且外开的缝隙和内开的缝隙均呈90度，先沿着外开的缝隙进行焊接，固定住第一管件1、第二管件2和第三管件3之间的位置，然后从管件的另一端，将焊枪伸入至管件内，再沿着内开的缝隙进行焊接(由于是大口径管件，所以管件的内径尺寸足够大，焊枪可以伸入到管件内进行焊接工作)，为焊接提供空间，使母材与焊接金属之间能够完美熔合，提高了三通管件的强度和抗疲劳性能；
步骤10、在焊接处理后，待焊缝冷却至室温，然后进行高温热处理，高温热处理的温度为900-950℃，可以去除管件拼接处周围的杂质，在焊接后对管件的焊接处进行高温热处理，可以溶解掉焊接时形成的焊缝和热影响区的有害析出物，使管件拼接处的性能接近母材，提高了三通管件连接处的强度，最后得到大口径三通管件。
综上所述，本申请通过科学合理的成形方法制成高强度大口径三通管件，通过在管件端部弧形槽上开设向外的外切面和向内的内切面，组装三通管件时，组装在一起的管件会在弧形槽处形成外开的缝隙和向内开的缝隙，且外开的缝隙和内开的缝隙均呈90度，先沿着外开的缝隙进行焊接，再沿着内开的缝隙进行焊接，为焊接提供空间，使母材与焊接金属之间能够完美熔合，提高了三通管件的强度和抗疲劳性能；通过在焊接前对管件的拼接处进行预热处理，可以去除管件拼接处周围的杂质，在焊接后对管件的焊接处进行高温热处理，可以溶解掉焊接时形成的焊缝和热影响区的有害析出物，使管件拼接处的性能接近母材，提高了三通管件连接处的强度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种高强合金钢大口径三通管件成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、选取三个直径相同、壁厚相同的大口径管件，在三个管件的端部，两条相互垂直的直径与管件外壁会产生四个交点，分别标记四个辅助点a、b、c、d；
步骤2、测量管件的外径直径R；
步骤3、在相隔的两个辅助点a和c处沿着管件的轴向方向做辅助线L，在相隔的两个辅助点a和c处沿着管件的轴向方向所做的辅助线L＝Rtan30°；
步骤4、辅助点a相邻的两个辅助点b、d与辅助线L端部曲线连接，形成弧形线e，辅助点c相邻的两个辅助点b、d与辅助线L端部曲线连接，形成弧形线f；
步骤5、沿着弧形线e、f切割，在管件端部形成弧形槽g和弧形槽h；
步骤6、以弧形槽g和h的中心线为基准线，分别向内侧切割45°的内切面，向外侧切割45°的外切面；
步骤7、沿着弧形槽的内切面和外切面进行打磨处理；
步骤8、打磨完成后，对弧形槽的内切面和外切面处进行预热处理；
步骤9、然后将三个管材沿着弧形槽的切割方向拼接在一起，并沿着拼接处的内切面和外切面进行焊接处理；
步骤10、在焊接处理后，待焊缝冷却至室温，然后进行高温热处理，得到大口径三通管件。
2.根据权利要求1所述的一种高强合金钢大口径三通管件成形方法，其特征在于：所述大口径管件所采用的高强合金钢为马氏体不锈钢。
3.根据权利要求1所述的一种高强合金钢大口径三通管件成形方法，其特征在于：所述弧形槽的内切面和外切面预热处理的温度为350-450℃。
4.根据权利要求1所述的一种高强合金钢大口径三通管件成形方法，其特征在于：在焊接处理后，高温热处理的温度为900-950℃。
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