專利名稱：應(yīng)用于核電主蒸汽超級管道管嘴成型預(yù)置孔設(shè)置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在主蒸汽超級管道的管嘴擠壓成型過程中，預(yù)先在母管的需要成
型管嘴位置上的預(yù)置孔的設(shè)計方法，使管嘴在成型過程中材質(zhì)均勻變形。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)國際的核能發(fā)電市場巨大，核電技術(shù)更新?lián)Q代較快。超級管道是蒸汽管 道的重要組成部分，主蒸汽超級管道管嘴的生產(chǎn)技術(shù)已依據(jù)核電設(shè)計要求發(fā)生變化。依據(jù) 核電設(shè)計要求，主蒸汽超級管道的管嘴必須與母管整體鍛造成型，使管嘴與管道的纖維連 續(xù)；這就要求超級管道的管嘴不能通過先前的焊接方式成型。 而傳統(tǒng)方法生產(chǎn)超級管道的管嘴，管嘴與管道的連接方式正是采用焊接，故質(zhì)量 難以滿足核電復(fù)雜的使用工況要求。新的核電設(shè)計要求管嘴與母管整體鍛造成型，而在成 型過程中，如何在保證核電超級管道不變形的情況下，生產(chǎn)出合格的管嘴，是十分困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種能夠解決主蒸汽超級管道管嘴生產(chǎn) 過程中孔間距確定困難和變形不均勻的應(yīng)用于核電主蒸汽超級管道管嘴成型預(yù)置孔設(shè)置 方法。 本發(fā)明目的的實現(xiàn)方式為，應(yīng)用于核電主蒸汽超級管道管嘴成型預(yù)置孔設(shè)置方 法，具體步驟為 1)通過煉鋼，氧割鋼錠冒口，沖孔，拉拔，毛坯熱處理，機械加工得到合格的母管管 坯， 2)在母管管坯上確認(rèn)四個預(yù)置孔的位置， 3)將需要成型的管嘴的余量確定，進(jìn)而確定擠壓管嘴時的沖頭和凹模的尺寸， 4)按照體積不變原則，同時忽略管坯變形面是橢圓弧面的影響，標(biāo)準(zhǔn)管道取厚
49. 8mm，局部加熱氧化損失按厚0. 8mm計算，按以下計算預(yù)置孔直徑公式 (cD2—(])2) XH =(小2—A小2) X S ， 式中①表示管嘴外圓平均直徑， 小表示管嘴內(nèi)孔平均直徑， H表示管嘴期望成型后的高度， A小預(yù)置孔的直徑， S表示管坯可利用厚度， 5)按照上述公式計算預(yù)置孔A小的直徑，其中 1#管嘴按照凹模①=252mm，沖頭小=191mm，H = 51mm， S = 49mm，經(jīng)過計算， 得到A小=91. 4mm， 2#管嘴按照凹模①=95mm，沖頭小=67mm，H = 35mm， S = 49mm，經(jīng)過計算，得 至lj A小=35. 3mm，
3#管嘴按照凹模①=121mm，沖頭小=91mm， H = 40mm， S = 49mm，經(jīng)過計算， 得到A小=55. 58mm， 4#管嘴按照凹模①=177mm，沖頭小=132mm，H = 45mm， S = 49mm，經(jīng)過計算， 得到A小=68. 22。 這樣，即可在管坯上確認(rèn)的四個預(yù)置孔位置，加工直徑分別《91.4mm、35.3mm、 55. 58mm、68. 224mm的1#、2#、3#、4#管嘴的預(yù)置孔。 本發(fā)明就是在主蒸汽超級管道的管嘴擠壓成型過程中，預(yù)先在母管管坯的需要成 型管嘴位置上的預(yù)置孔的設(shè)計方法。 本發(fā)明解決了主蒸汽超級管道管嘴生產(chǎn)過程中孔間距確定困難和變形不均勻的 問題。


圖1是目標(biāo)產(chǎn)品超級管道母管管坯預(yù)置孔示意圖， 圖2是目標(biāo)產(chǎn)品管嘴截面示意圖， 圖3是預(yù)置孔計算原理圖， 圖4是目標(biāo)產(chǎn)品管嘴成型時的反穿原理圖。
具體實施例方式
本發(fā)明實質(zhì)上是針對主蒸汽超級管道管嘴設(shè)計的。由于母管材質(zhì)較厚，其標(biāo)準(zhǔn)厚 度為49. 8mm，而一般情況下，成品的管嘴最厚為23mm，最薄為7. 65mm。由母管的49. 8mm變 形到管嘴的厚度尺寸，存在變形量，這就是能用母管材質(zhì)成型管嘴的關(guān)鍵。同時由于預(yù)置孔 的存在，采用局部加熱時，火焰的熱對沖通過預(yù)置孔，穿過管坯，在擋火盤的作用下，反射回 母管管坯內(nèi)壁加快了母管管坯的加熱；同時預(yù)置孔的存在也使沖頭在反串母管管坯形成管 嘴的過程中，使母管管坯的料變形成為管嘴過程均勻化。如果沒有預(yù)置孔，加熱到115(TC是 比較困難的，同時母管管坯內(nèi)壁和被母管管坯外壁被加熱表面存在較大溫差，加熱時間遠(yuǎn) 不能滿足供應(yīng)需要，而且在時間的作用下母管管坯在熱源的散熱作用下，致使母管管坯預(yù) 置孔周圍大范圍內(nèi)的材料均被加熱到一定的溫度了 ，導(dǎo)致成型管嘴時凹模座在壓力的作用 下，將母管管坯壓扁，產(chǎn)品的圓周度發(fā)生了變化而使產(chǎn)品不合格。由此可以看出，預(yù)置孔的
設(shè)置、成型，是管嘴成型能否成功的關(guān)鍵點。 本發(fā)明是在合格的母管管坯上確認(rèn)四個預(yù)置孔的位置，確定擠壓管嘴時的沖頭和 凹模的尺寸，按照體積不變原則，同時忽略母管管坯變形面是橢圓弧面的影響，標(biāo)準(zhǔn)管道取 厚49. 8mm，局部加熱氧化損失按厚0. 8mm計算，按公式(02-OXH=(小2-A小2) X S計 算預(yù)置孔直徑，式中①表示管嘴外圓平均直徑，小表示管嘴內(nèi)孔平均直徑，H表示管嘴期望 成型后的高度，S表示母管管坯可利用厚度。
下面參照附圖詳述本發(fā)明。 參照圖1，在母管管坯1的端頭有起吊專用槽2。圖2顯示了在母管管坯上的1# 管嘴預(yù)置孔示意位置5、2#管嘴預(yù)置孔示意位置4、3#管嘴預(yù)置孔示意位置3、4#管嘴預(yù)置 孔示意位置6。 1#、2#、3#、4#管嘴之間互相成一定角度，之間存在一定的間距，機械加工預(yù) 置孔時，按照需方圖紙要求，先把角度和具體位置設(shè)置好，以預(yù)置孔作為需要成型管嘴的底孔。 圖2是母管管坯1上成型之后的管嘴7結(jié)構(gòu)示意圖。 如要成型為圖3所示的管嘴，需要將母管管坯1上的多余部分10沖壓到母管管坯 以形成管嘴壁部分8。 具體沖壓成型方法見圖4，沖頭11在支撐桿13的作用下不動，凹模12作用在母管 管坯之上，使其整體向下運動，沖頭11即將母管管坯1上的多余部分IO沖壓到母管管坯以 形成管嘴壁部分8，即多余部分10被沖頭反穿成為管嘴壁部分8。 若想得到理想狀態(tài)的管嘴，按照體積不變的原理，多余部分10的重量必須大于或 等于管嘴壁部分8所需要的重量，這時就會在多余部分10中間形成直徑為A小的預(yù)置孔 9。
權(quán)利要求
應(yīng)用于核電主蒸汽超級管道管嘴成型預(yù)置孔設(shè)置方法，其特征在于具體步驟為1)通過煉鋼，氧割鋼錠冒口，沖孔，拉拔，毛坯熱處理，機械加工得到合格的母管管坯，2)在母管管坯上確認(rèn)四個預(yù)置孔的位置，3)將需要成型的管嘴的余量確定，進(jìn)而確定擠壓管嘴時的沖頭和凹模的尺寸，4)按照體積不變原則，同時忽略管坯變形面是橢圓弧面的影響，標(biāo)準(zhǔn)管道取厚49.8mm，局部加熱氧化損失按厚0.8mm計算，按以下計算預(yù)置孔直徑公式(Φ2-φ2)×H＝(φ2-Δφ2)×δ，式中Φ表示管嘴外圓平均直徑，φ表示管嘴內(nèi)孔平均直徑，H表示管嘴期望成型后的高度，Δφ預(yù)置孔的直徑，δ表示管坯可利用厚度，5)按照上述公式計算預(yù)置孔Δφ的直徑，其中1#管嘴按照凹模Φ＝252mm，沖頭φ＝191mm，H＝51mm，δ＝49mm，經(jīng)過計算，得到Δφ＝91.4mm，2#管嘴按照凹模Φ＝95mm，沖頭φ＝67mm，H＝35mm，δ＝49mm，經(jīng)過計算，得到Δφ＝35.3mm，3#管嘴按照凹模Φ＝121mm，沖頭φ＝91mm，H＝40mm，δ＝49mm，經(jīng)過計算，得到Δφ＝55.58mm，4#管嘴按照凹模Φ＝177mm，沖頭φ＝132mm，H＝45mm，δ＝49mm，經(jīng)過計算，得到Δφ＝68.22。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在主蒸汽超級管道的管嘴擠壓成型過程中，預(yù)先在母管管坯的需要成型管嘴位置上的預(yù)置孔的設(shè)計方法。在合格的母管管坯上確認(rèn)四個預(yù)置孔的位置，確定擠壓管嘴時的沖頭和凹模的尺寸，按照體積不變原則，同時忽略母管管坯變形面是橢圓弧面的影響，標(biāo)準(zhǔn)管道取厚49.8mm，局部加熱氧化損失按厚0.8mm計算，按公式(Φ2-φ2)×H＝(φ2-Δφ2)×δ計算預(yù)置孔直徑，式中Φ表示管嘴外圓平均直徑，φ表示管嘴內(nèi)孔平均直徑，H表示管嘴期望成型后的高度，δ表示管坯可利用厚度。本發(fā)明解決了主蒸汽超級管道管嘴生產(chǎn)過程中孔間距確定困難和變形不均勻的問題。
文檔編號B21J5/06GK101767171SQ20091027348
公開日2010年7月7日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者劉振新, 劉秀環(huán), 劉長安, 姜治凱, 孟東生, 彭茂華, 殷威龍, 熊武, 程世清, 譚大偉, 郭鵬程, 陳國華, 黃永強 申請人:武漢重工鑄鍛有限責(zé)任公司