本发明涉及输送管路中的常用配件,即提供了一种耐压三通管及其成形工艺。 三通管是石油、化工输送管路中不可缺少的常用配件。由于供暖管路中的三通管存在着砂眼而不耐高压,故不能用于石油、化工输送管路中。目前国内外普遍采用冷挤压成形工艺来制取石油、化工输送管路中的三通管,但是这种工艺所需的设备庞大,成形压力也很高,一台设备需70-80万元,不仅如此,成型后的三通管壁厚不均匀。除上述成形方法以外,国内有人采用另外一种方法,即在管内放入带螺纹的球,在管壁上开一孔,从该孔插入带螺纹的拉杆与管内球螺纹连接,然后对拉杆施加拉力而制取三通管,采用该方法成形三通管,虽然无需价格最贵、体积宠大的设备,但成形后的三通管壁厚不均匀,而且拉出的三通管高度亦受到限制。
本发明的目的是提供一种壁厚均匀、承受使用压力高的生产工艺,所用设备简单、耗能小、投资少的超塑气胀与挤压复合力成型的三通管及其成形工艺。
本发明利用超塑性合金在特定条件沿晶界滑移易于均匀形变的原理,选用超塑性合金管为坯料,将其置于限定模内,在超塑成形的温度下,通过气胀与挤压复合力的作用制成三通管,其制取工艺由以下工序组成:
1、管坯超塑性的制备
将机加工好的管坯在获取超塑性的温度下加热、保温,然后出炉水淬,如此循环到管坯获得最佳超塑性能为止。
2、超塑气胀与挤压复合力成形
将经过热处理的三通管坯料放入两瓣模组成的模具中,用具有导电性能的挤压杆通过外力封住两开口端,接通电源,对管坯及模具电加热到超塑成形的温度,保温,然后按一定速率通入空气或氮气,与此同时挤压杆在外力作用下向相对方向推料,直至成形完毕;
3、切端头、开剖口
将成形好的三通管的封闭端去掉,再加工出其它三端口的45°焊缝剖口,另外,根据产品需要可在表面上涂覆防锈层。
下面结合附图详细叙述本发明所提供地实施例1-超塑性20钢耐压三通管及其成形工艺
附图1是三通管成形时的剖面图。
将机加工好的管坯在890℃温度加热,保温15分钟,然后出炉水淬,如此热循环三次,获取晶粒度为5-7llm,延伸率为σ>200%。再将φ45mm,壁厚4.0mm,长120mm的超塑性20钢管坯1放入由两瓣模组成的模具2中,合模后用锥度圆箍3、4压紧,挤压杆5、6分别与电源接头7、8连接,由强流变压器9提供12V、1600A功率的电源,通过挤压杆对管坯1进行电加热,由孔10插入带磁管的热电偶11对管坯测温,同时孔10还起到排气作用,当温度加热到750℃时由挤压杆5、6两端对管坯施加相对挤压力20吨,挤压的同时从孔12送入氮气100-120atm。成形完毕后,切掉三通管一端的端头,再车出其它三端口的45°焊缝剖口,最后涂覆防锈漆。
由本发明所获得的超塑性20钢三通管,内、外表面光洁、精度高,勿需再加工。另外解剖后,壁厚均匀,最大减薄率不超过12%,相同件相对承受使用压力高,超塑成形后的三通管强度与常态20钢强度相当。
实施例2 超塑性锌-铝合金耐压防锈三通管及成形工艺
将具有超塑性的锌-铝合金管坯放入两瓣模组成的模具,该锌-铝合金三通管的成形工艺除成形温度265℃,挤压力为7吨,胀形气压力为15atm以外,其它工序及工艺条件均同实施例1一样。此外,该三通管不必涂防锈漆。
实施例3,一种Ti-6Al-4V耐热、耐压、防锈、防腐蚀三通管及成形工艺。
将具有超塑性的Ti-6Al-4V管坯放入两瓣模组成的模具中,该成形工艺除成形温度为930℃,挤压力为30吨,胀形气压力150-170atm以外,其它工艺条件同实施例1一样。此外,不必涂防锈漆。
综上所述可以看出,本发明所提供的耐压三通管及其成形工艺,其工艺简单,所用设备少,成形所需动力小,获得的三通管壁厚均匀,承受使用压力高、精度高、勿需二次加工。