一種燃?xì)饧訜釤嵬撇讳P鋼無縫彎頭的制造工藝方法
【專利摘要】一種燃?xì)饧訜釤嵬撇讳P鋼無縫彎頭的制造工藝方法，其特征在于其工藝步驟是：下料根據(jù)彎頭成品的口徑一般按1.3/1的比例選擇小一規(guī)格的不銹鋼無縫鋼管做為推制彎頭的原材料；裝料，根據(jù)產(chǎn)品需要選擇模具和設(shè)備；預(yù)熱；管坯預(yù)熱；推制成型；固溶處理；外觀處理；機(jī)加工坡口；著色檢測(cè)；酸洗鈍化；成品檢測(cè)；性能檢測(cè)。
【專利說明】
一種燃?xì)饧訜釤嵬撇讳P鋼無縫彎頭的制造工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于一種不銹鋼彎頭的加工方法。具體是采用專用天然氣箱式爐為加熱工具，對(duì)套裝在牛角芯棒上的不銹鋼管坯進(jìn)行加熱，利用傳統(tǒng)液壓推制技術(shù)完成常用標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼彎頭的成型工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]不銹鋼彎頭依其優(yōu)越的材質(zhì)特性被廣泛應(yīng)用于石油煉化、化工等輸送腐蝕介質(zhì)的高溫或超低溫工藝管線及管道工程以及制藥和食品等衛(wèi)生級(jí)行業(yè)領(lǐng)域。不銹鋼彎頭在以上行業(yè)中應(yīng)用數(shù)量較大。但該類型材料無縫彎頭的制造工藝一直為等管徑母管熱壓制成型和冷推成型。熱壓制工藝成型外觀質(zhì)量較差后期整形工作量大，冷推制成型工藝對(duì)母材尺寸要求苛刻且胎模具投入成本高，同時(shí)以上兩種工藝的生產(chǎn)效率較低、生產(chǎn)成本高。傳統(tǒng)工藝限制了不銹鋼彎頭產(chǎn)業(yè)的正常發(fā)展。在此背景下總結(jié)研究普通無縫彎頭優(yōu)越成型工藝經(jīng)驗(yàn)，革新用于不銹鋼產(chǎn)品制造的瓶頸難題，創(chuàng)新研發(fā)出一種技術(shù)先進(jìn)，質(zhì)量高超且效率快捷，成本低廉的不銹鋼無縫彎頭制造工藝是管件制造業(yè)的必要任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種燃?xì)饧訜釤嵬撇讳P鋼無縫彎頭的制造工藝方法，其工藝步驟是:
[0004](I)下料
[0005]根據(jù)彎頭成品的口徑一般按1.3/1的比例選擇小一規(guī)格的不銹鋼無縫鋼管做為推制彎頭的原材料，以材料成型前后口徑的變化比例按金屬體積不變壁厚不變的理論思路計(jì)算出管坯的長(zhǎng)度并加一定余量，用鋸床或車床切割出規(guī)定長(zhǎng)度的管坯，保證管坯的兩端面齊平并與管坯軸向垂直；
[0006](2)裝料
[0007]根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格選擇成型芯棒和仿形箱式燃?xì)鉅t。將專用的耐高溫推制羊角芯棒安置在液壓推制機(jī)上，同時(shí)將仿形箱式燃?xì)鉅t安放在推制機(jī)前端，推送芯棒的成型部位進(jìn)入燃?xì)鉅t的仿形加熱室，并保證芯棒與加熱室內(nèi)腔同心且圓周間隙均勻一致。鎖定芯棒前端，根據(jù)推制芯棒導(dǎo)桿的長(zhǎng)度將適當(dāng)數(shù)量的管段坯料依次套裝在推制芯棒導(dǎo)桿上，(套裝前管坯內(nèi)壁均勻涂抹上耐高溫滑石粉)，啟動(dòng)后置液壓卡板將導(dǎo)桿尾部鎖定，同時(shí)解除芯棒前端鎖緊裝置。
[0008](3)預(yù)熱
[0009]調(diào)整仿形芯棒加熱爐，開啟燃?xì)忾_關(guān)對(duì)成型芯棒進(jìn)行火焰加熱，監(jiān)視溫度測(cè)量?jī)x表，待芯棒圓周溫度均達(dá)到100tC后完成預(yù)熱工作，將仿形加熱爐后移覆蓋到管坯預(yù)熱位置；
[0010](4)管坯預(yù)熱
[0011]啟動(dòng)后置液壓推板快進(jìn)開關(guān)將管坯推送至預(yù)熱工位，將其加熱到100tC，保證周向溫度均勻；
[0012](5)推制成型
[0013]管坯前段1/3部分達(dá)到推制溫度后，啟動(dòng)后置液壓推板的慢進(jìn)開關(guān)，使推板在200mm/min的勻速下開始連續(xù)推制成型，同時(shí)加大燃?xì)夤艿赖乃蜌饬勘ＷC連續(xù)成型的彎頭溫度恒定一致，這樣不銹鋼管坯在恒定的溫度下沿芯棒完成擴(kuò)徑、彎曲、定徑、定形最終成型完畢，在下一個(gè)待成型管坯的推動(dòng)下在芯棒上脫落至成品傳送帶上；
[0014](6)固溶處理
[0015]成型后的彎頭均勻碼放于熱處理托架上，裝入熱處理爐內(nèi)進(jìn)行快速加熱，達(dá)到工藝溫度后用淬火專用天車將整托架的彎頭迅速浸入純凈水中固溶處理，保證水的氯離子含量小于25ppm;
[0016](7)外觀處理
[0017]熱處理合格的彎頭進(jìn)行表面修磨、微整形及拋丸處理以去除氧化皮等缺陷使表面狀態(tài)一致；
[0018](8)機(jī)加工坡口
[0019]按照標(biāo)準(zhǔn)及圖紙的要求對(duì)彎頭端部進(jìn)行機(jī)加工坡口；
[0020](9)著色檢測(cè)
[0021 ]對(duì)坡口合格的彎頭表面進(jìn)行著色滲透檢測(cè)；
[0022](10)酸洗鈍化
[0023]將坡口完畢的不銹鋼推制彎頭批量轉(zhuǎn)至酸洗鈍化車間，逐件進(jìn)行酸洗鈍化處理。酸洗鈍化完畢用中和液和純凈水對(duì)表面進(jìn)行清洗并用高溫吹風(fēng)機(jī)強(qiáng)制風(fēng)干，最后用藍(lán)點(diǎn)檢測(cè)法對(duì)彎頭表面的鈍化膜質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)抽檢。
[0024](11)成品檢測(cè)
[0025]在平臺(tái)上按標(biāo)準(zhǔn)對(duì)彎頭進(jìn)行尺寸及形位偏差的各項(xiàng)檢測(cè)；
[0026](12)性能檢測(cè)
[0027]按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)同批次的彎頭抽樣進(jìn)行性能檢測(cè)和晶間腐蝕試驗(yàn)，以驗(yàn)證成型工藝及熱處理工藝是否滿足不銹鋼產(chǎn)品的特性需求。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明工藝設(shè)備方面的創(chuàng)新點(diǎn)
[0029]首先，該工藝將中頻感應(yīng)加熱系統(tǒng)改為半封閉式可移動(dòng)專用天然氣加熱爐，解決了由于奧氏體不銹鋼材料無磁導(dǎo)率致使中頻感應(yīng)加熱系統(tǒng)無法使其升溫的根本難題。該加熱裝置使不銹鋼彎頭的推制芯棒成型部位和坯管完全處于其有效加熱區(qū)間內(nèi)，根據(jù)爐內(nèi)天然氣燃燒噴嘴的合理布置和爐壁導(dǎo)熱槽的科學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)合爐子整體的縱向可調(diào)性，滿足了芯棒預(yù)熱、管坯前端預(yù)熱、和推制成型時(shí)管坯擴(kuò)徑、彎曲、定型階段熱輸入量和加熱溫度的不同要求。加熱裝置的前端設(shè)計(jì)了快開式端蓋，保證了加熱芯棒的順利安裝，和加熱過程中的封閉保溫，加熱裝置的上料端加裝了自由封閉卡口在保證管坯順利推進(jìn)的基礎(chǔ)上減少了熱量的流失和提高了溫度的可控性。成品出口設(shè)計(jì)在爐子的下方實(shí)現(xiàn)成品自由脫模并在熱力流動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)上也盡最大可能的保證了熱量的流失。
[0030]其次，對(duì)推制不銹鋼無縫彎頭的牛角形芯棒進(jìn)行了科學(xué)的成分設(shè)計(jì)和鑄造。由于奧氏體不銹鋼材料鉻鎳等合金成分含量較高其再結(jié)晶溫度和臨界溫度點(diǎn)比一般低合金和低碳鋼材料高許多，相應(yīng)的熱變形需要的溫度點(diǎn)較高，為了加熱芯棒能夠體現(xiàn)其在高溫下的持久強(qiáng)度和熱強(qiáng)性，研究選取了高鉻-鎳-鎢熱作模具鋼作為芯棒的材料按相應(yīng)工藝進(jìn)行鑄造和安裝。在芯棒的形狀上根據(jù)爐體加熱溫度較高的特點(diǎn)延長(zhǎng)了芯棒的定型段，避免了彎頭成型后定型時(shí)間不足造成的尺寸精度的缺陷。
[0031]該工藝為直管長(zhǎng)度補(bǔ)償在高溫下擴(kuò)徑彎曲成型，成型過程管壁與模具只產(chǎn)生平行摩擦滑動(dòng)，較彎頭熱壓成型工藝其外觀光滑口徑均勻一致。同時(shí)該工藝彎頭屬于連續(xù)加熱成型，在極大的提高了工作效率的基礎(chǔ)上其每件產(chǎn)品的加熱溫度和加熱時(shí)間皆相同，由此每批產(chǎn)品的成型后內(nèi)部組織晶粒度均勻一致，對(duì)后期的固溶處理工藝的制定儲(chǔ)備了標(biāo)準(zhǔn)的組織狀態(tài)基礎(chǔ)，避免了大型爐加熱一次性裝爐量較大造成的過燒過熱等組織缺陷。既提高了生產(chǎn)效率又保證了產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。
[0032]彎頭推制過程中由于擴(kuò)徑彎曲產(chǎn)生了與管坯推進(jìn)方向相反的反作用應(yīng)力，在此應(yīng)力的作用下使管坯的厚度同步進(jìn)行了補(bǔ)償，在良好的工藝參數(shù)控制下有效的保證了成型彎頭的壁厚整體均勻一致，改觀了冷推不銹鋼彎頭局部壁厚減薄的工藝缺點(diǎn)。
[0033]該工藝推制彎頭受管材規(guī)格限制的因素較小，只要鋼管與管件的口徑比例在允許的范圍內(nèi)就可以根據(jù)需要任意制定鋼管推制彎頭的規(guī)格和所需推制彎頭鋼管的規(guī)格。由此提高了材料利用的靈活性同時(shí)由利用小口徑鋼管推制大口徑彎頭帶來了材料采購成本的降低。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0035](I)下料
[0036]根據(jù)彎頭成品的口徑一般按1.3/1的比例選擇小一規(guī)格的不銹鋼無縫鋼管做為推制彎頭的原材料，以材料成型前后口徑的變化比例按金屬體積不變壁厚不變的理論思路計(jì)算出管坯的長(zhǎng)度并加一定余量，用鋸床或車床切割出規(guī)定長(zhǎng)度的管坯，保證管坯的兩端面齊平并與管坯軸向垂直；
[0037](2)裝料
[0038]根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格選擇成型芯棒和仿形箱式燃?xì)鉅t。將專用的耐高溫推制羊角芯棒安置在液壓推制機(jī)上，同時(shí)將仿形箱式燃?xì)鉅t安放在推制機(jī)前端，推送芯棒的成型部位進(jìn)入燃?xì)鉅t的仿形加熱室，并保證芯棒與加熱室內(nèi)腔同心且圓周間隙均勻一致。鎖定芯棒前端，根據(jù)推制芯棒導(dǎo)桿的長(zhǎng)度將適當(dāng)數(shù)量的管段坯料依次套裝在推制芯棒導(dǎo)桿上，(套裝前管坯內(nèi)壁均勻涂抹上耐高溫滑石粉)，啟動(dòng)后置液壓卡板將導(dǎo)桿尾部鎖定，同時(shí)解除芯棒前端鎖緊裝置。
[0039](3)預(yù)熱
[0040]調(diào)整仿形芯棒加熱爐，開啟燃?xì)忾_關(guān)對(duì)成型芯棒進(jìn)行火焰加熱，監(jiān)視溫度測(cè)量?jī)x表，待芯棒圓周溫度均達(dá)到100tC后完成預(yù)熱工作，將仿形加熱爐后移覆蓋到管坯預(yù)熱位置；
[0041](4)管還預(yù)熱
[0042]啟動(dòng)后置液壓推板快進(jìn)開關(guān)將管坯推送至預(yù)熱工位，將其加熱到1000°C，保證周向溫度均勻；
[0043](5)推制成型
[0044]管坯前段1/3部分達(dá)到推制溫度后，啟動(dòng)后置液壓推板的慢進(jìn)開關(guān)，使推板在200mm/min的勻速下開始連續(xù)推制成型，同時(shí)加大燃?xì)夤艿赖乃蜌饬勘ＷC連續(xù)成型的彎頭溫度恒定一致，這樣不銹鋼管坯在恒定的溫度下沿芯棒完成擴(kuò)徑、彎曲、定徑、定形最終成型完畢，在下一個(gè)待成型管坯的推動(dòng)下在芯棒上脫落至成品傳送帶上；
[0045](6)固溶處理
[0046]成型后的彎頭均勻碼放于熱處理托架上，裝入熱處理爐內(nèi)進(jìn)行快速加熱，達(dá)到工藝溫度后用淬火專用天車將整托架的彎頭迅速浸入純凈水中固溶處理，保證水的氯離子含量小于25ppm;
[0047](7)外觀處理
[0048]熱處理合格的彎頭進(jìn)行表面修磨、微整形及拋丸處理以去除氧化皮等缺陷使表面狀態(tài)一致；
[0049](8)機(jī)加工坡口
[0050]按照標(biāo)準(zhǔn)及圖紙的要求對(duì)彎頭端部進(jìn)行機(jī)加工坡口；
[0051 ] (9)著色檢測(cè)
[0052]對(duì)坡口合格的彎頭表面進(jìn)行著色滲透檢測(cè)；
[0053](10)酸洗鈍化
[0054]將坡口完畢的不銹鋼推制彎頭批量轉(zhuǎn)至酸洗鈍化車間，逐件進(jìn)行酸洗鈍化處理。酸洗鈍化完畢用中和液和純凈水對(duì)表面進(jìn)行清洗并用高溫吹風(fēng)機(jī)強(qiáng)制風(fēng)干，最后用藍(lán)點(diǎn)檢測(cè)法對(duì)彎頭表面的鈍化膜質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)抽檢。
[0055](11)成品檢測(cè)
[0056]在平臺(tái)上按標(biāo)準(zhǔn)對(duì)彎頭進(jìn)行尺寸及形位偏差的各項(xiàng)檢測(cè)；
[0057](12)性能檢測(cè)
[0058]按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)同批次的彎頭抽樣進(jìn)行性能檢測(cè)和晶間腐蝕試驗(yàn)，以驗(yàn)證成型工藝及熱處理工藝是否滿足不銹鋼產(chǎn)品的特性需求。
[0059]上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，效果相似，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種燃?xì)饧訜釤嵬撇讳P鋼無縫彎頭的制造工藝方法，其特征在于其工藝步驟是: (1)下料 根據(jù)彎頭成品的口徑按的比例選擇小一規(guī)格的不銹鋼無縫鋼管做為推制彎頭的原材料，以材料成型前后口徑的變化比例按金屬體積不變壁厚不變的理論思路計(jì)算出管坯的長(zhǎng)度并加一定余量，用鋸床或車床切割出規(guī)定長(zhǎng)度的管坯，保證管坯的兩端面齊平并與管坯軸向垂直； (2)裝料 根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格選擇成型芯棒和仿形箱式燃?xì)鉅t，將耐高溫推制羊角芯棒安置在液壓推制機(jī)上，同時(shí)將仿形箱式燃?xì)鉅t安放在推制機(jī)前端，推送芯棒的成型部位進(jìn)入燃?xì)鉅t的仿形加熱室，并保證芯棒與加熱室內(nèi)腔同心且圓周間隙均勻一致，鎖定芯棒前端，根據(jù)推制芯棒導(dǎo)桿的長(zhǎng)度將適當(dāng)數(shù)量的管段坯料依次套裝在推制芯棒導(dǎo)桿上，啟動(dòng)后置液壓卡板將導(dǎo)桿尾部鎖定，同時(shí)解除芯棒前端鎖緊裝置； (3)預(yù)熱 調(diào)整仿形芯棒加熱爐，開啟燃?xì)忾_關(guān)對(duì)成型芯棒進(jìn)行火焰加熱，監(jiān)視溫度測(cè)量?jī)x表，待芯棒圓周溫度均達(dá)到100tC后完成預(yù)熱工作，將仿形加熱爐后移覆蓋到管坯預(yù)熱位置； (4)管坯預(yù)熱 啟動(dòng)后置液壓推板快進(jìn)開關(guān)將管坯推送至預(yù)熱工位，將其加熱到1000Γ，保證周向溫度均勻； (5)推制成型 管坯前段1/3部分達(dá)到推制溫度后，啟動(dòng)后置液壓推板的慢進(jìn)開關(guān)，使推板在200mm/min的勻速下開始連續(xù)推制成型，同時(shí)加大燃?xì)夤艿赖乃蜌饬勘ＷC連續(xù)成型的彎頭溫度恒定一致，這樣不銹鋼管坯在恒定的溫度下沿芯棒完成擴(kuò)徑、彎曲、定徑、定形最終成型完畢，在下一個(gè)待成型管坯的推動(dòng)下在芯棒上脫落至成品傳送帶上； (6)固溶處理 成型后的彎頭均勻碼放于熱處理托架上，裝入熱處理爐內(nèi)進(jìn)行快速加熱，達(dá)到工藝溫度后用淬火專用天車將整托架的彎頭迅速浸入純凈水中固溶處理，保證水的氯離子含量小于25ppm; (7)外觀處理 熱處理合格的彎頭進(jìn)行表面修磨、微整形及拋丸處理以去除氧化皮等缺陷使表面狀態(tài)一致； (8)機(jī)加工坡口 按照標(biāo)準(zhǔn)及圖紙的要求對(duì)彎頭端部進(jìn)行機(jī)加工坡口 ； (9)著色檢測(cè) 對(duì)坡口合格的彎頭內(nèi)外表面進(jìn)行著色滲透檢測(cè)； (10)酸洗鈍化 將坡口完畢的不銹鋼推制彎頭批量轉(zhuǎn)至酸洗鈍化車間，逐件進(jìn)行酸洗鈍化處理，酸洗鈍化完畢用中和液和純凈水對(duì)表面進(jìn)行清洗并用高溫吹風(fēng)機(jī)強(qiáng)制風(fēng)干，最后用藍(lán)點(diǎn)檢測(cè)法對(duì)彎頭表面的鈍化膜質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)抽檢， (11)成品檢測(cè) 在平臺(tái)上按標(biāo)準(zhǔn)對(duì)彎頭進(jìn)行幾何尺寸及形位偏差的各項(xiàng)檢測(cè)； (12)性能檢測(cè) 按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)同批次的彎頭抽樣進(jìn)行性能檢測(cè)和晶間腐蝕試驗(yàn)，以驗(yàn)證成型工藝及熱處理工藝是否滿足不銹鋼產(chǎn)品的特性需求。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)饧訜釤嵬撇讳P鋼無縫彎頭的制造工藝方法，其特征在于，步驟(I)中彎頭成品的口徑按照約1.3/1的比例進(jìn)行選擇。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)饧訜釤嵬撇讳P鋼無縫彎頭的制造工藝方法，其特征在于，步驟(2)中套裝前管坯內(nèi)壁均勻涂抹上耐高溫滑石粉。
【文檔編號(hào)】B21C37/28GK106077131SQ201610471980
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】祭立柱, 韓木杰
【申請(qǐng)人】河北宇鵬重工管道裝備制造有限公司