專利名稱：大口徑厚壁鋼管端部擴口工藝方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及大口徑厚壁鋼管端部擴口工藝方法。
采用鋼管套接喇叭口結(jié)構(gòu)，具安裝方便、流通介質(zhì)通暢的優(yōu)點。通常鋼管擴口的制作方法為冷態(tài)機械膨脹，最常用的冷態(tài)制作方法是采用上下模具擠壓擴張管口和滾模擠壓管端擴口。前一種方法除必須配備大噸位的油壓機外，模具的制作成本高，且不適用于較大口徑厚壁鋼管的端部擴口；后一種方法則只適用于較小口徑薄壁鋼管的端部擴口。
本發(fā)明的目的是針對上述問題，提出一種大口徑厚壁鋼管端部擴口工藝方法，其能精確控制厚壁鋼管端部擴口的直徑、長度以及過渡段長度，且費用低、制作簡便。
本發(fā)明首先將鋼管的端部利用中頻感應加熱，加熱溫度控制在850度～900度，然后采用專用擴管裝置進行擴制。
本發(fā)明擴管時，采用工件旋轉(zhuǎn)，滾模壓頭對工件滾壓，形成端口擴張。
本發(fā)明采用中頻加熱滾壓工藝，設備、模具要求不高，單一模具可用于鋼管直徑1米至5米、厚度小于等于65毫米的各種厚薄鋼管的端部擴口；對于直徑大于5米、厚度大于65毫米的鋼制管道端部擴口同樣適用。本發(fā)明大大降低了生產(chǎn)成本，且制作簡便安裝方便。
現(xiàn)對本發(fā)明做進一步詳述本發(fā)明的主要技術(shù)要求·中頻(1000KW或500KW)感應加熱；·遠紅外線溫度控制，控制溫度為850℃～900℃；·動力車床驅(qū)動工件慢速(1～1.5r/min)旋轉(zhuǎn)；·滾壓模頭(與鋼管端部接觸)下壓并隨工件同方向旋轉(zhuǎn)；
·液壓進給；·到位限位控制；·空冷下面實施例是對Φ2032～Φ3870供水管制作的詳述1.主要技術(shù)參數(shù)；工作量21320t；最小管厚12.5mm；最大管厚42mm；其擴口要求如附

圖1所示，3為工件(鋼管)；2.主要生產(chǎn)設備(1)落地車床C6031AC6031A車床放在專用支架平臺上，使之滿足最大管件旋轉(zhuǎn)和承受工件最大扭矩的需要；配備專用卡盤，方便裝夾和各種不同管徑的工件，并連接固定。
本車床的作用是裝夾管件，并驅(qū)動工件旋轉(zhuǎn)，與工件連接的部件是專用卡盤。
(2)1000KW中頻加熱電源試驗階段使用500KW中頻作為加熱電源，升溫較慢，費時效率低；經(jīng)測算工作量，重新訂制了1000KW中頻電源，效率提高了，質(zhì)量也得到了保證。
如附圖3所示，中頻電源電壓為380V，輸出母線與加熱感應圈7連接，感應圈7離工件3距離約30mm，感應圈7與輸出母線通水(壓力為0.15Mpa)冷卻。
中頻電源的作用是對加熱感應圈提供能量來源。
(3)感應加熱圈感應加熱圈7連接中頻電源，對工件3喇叭口滾壓處加熱，但絕不能與旋轉(zhuǎn)工件接觸；冷卻方式與電源輸出母線相同。
(4)專用擴張裝置由滾模壓頭、12MPa液壓系統(tǒng)、可調(diào)整支撐滾輪和限位裝置組成，如喇叭滾壓原理圖如附圖4所示，1為動力車床，2為卡盤，4為滾壓油缸，5為進位油缸，6為滾輪，8為限位裝置，9為支撐輪。
滾模壓頭6是根據(jù)端口加熱擴張的特點和BS534的要求設計的，直接與工件3接觸并不斷向下滾壓，形成端口擴張；設計推進模具水平進給和垂直進給兩個液壓系統(tǒng)，采用電磁閥控制，方便操作和保證安全，水平進給控制滾模壓頭定位，垂直進給機構(gòu)帶動滾模壓頭與工件的接觸程度，強迫端口擴張；支撐滾輪9托起工件3并抵消大部分滾模壓頭下壓受力，可通過調(diào)節(jié)支撐滾輪9與端口之間的距離，控制喇叭口與直管段過渡段長度；限位裝置8可直觀地觀察到端口的形成過程和到位提示或自動停止垂直進給，保證管端喇叭口擴張滾壓到位限位，符合BS534標準或業(yè)主的要求。
(5)起吊設備起吊工件、工模具。
3.端口擴張工藝過程(1)擴張前準備工作·鋼管卷制；·單節(jié)鋼管縱向焊縫焊接；·需擴張端口250mm內(nèi)縱向焊縫磨平；·鋼管兩端350mm處用撐管加固、校園；·焊接安裝連接板；·裝夾工件；·調(diào)整支撐滾輪9位置(視過渡段長度確定，如附圖2)；·檢查輸出線各接頭是否松動，并檢查其絕緣情況；·頂壓油泵壓力為12MPa，檢查油路是否暢通(然后關(guān)閉)；·設置警戒區(qū)域；·C6031A車床試轉(zhuǎn)，油壓調(diào)為3Mpa，轉(zhuǎn)速1.2r/min；·調(diào)整感應圈位置，使管壁與感應圈間隙約30mm；·感應圈通水0.15-0.2Mpa試驗，不漏水、絕緣好。
(2)工作原理根據(jù)鋼管端口擴張要求，調(diào)節(jié)好支撐滾輪、限位和滾模壓頭的位置(水平)，啟動中頻電源對擴張端口加熱并同時啟動車床使其受熱均勻，當端口加熱到850℃～900℃時，啟動滾壓油泵使?jié)L模壓頭垂直向下對鋼管端口加壓，鋼管與壓頭受力接觸、同方向轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對鋼管端口的擴張。
(3)工作過程·啟動中頻電源，并同時啟動車床1驅(qū)動工件3旋轉(zhuǎn)；·逐級增大中頻加熱功率至550～700KW，使鋼管擴張?zhí)幹鸩缴郎刂?00℃～850℃時，適當降低中頻加熱功率；·當溫度達到850℃～900℃時，起動滾壓油泵，使?jié)L模壓頭6與鋼管內(nèi)側(cè)接觸并對其向下加壓，下壓速度為3～5mm/min；·滾壓至限位位置時，停止進給，車床繼續(xù)轉(zhuǎn)動三分鐘，停止中頻加熱并把滾壓組件拉回；·當喇叭口溫度空冷至約300℃時，方可拆卸工件進行檢驗，至此制作工作完成。
權(quán)利要求
1.一種大口徑厚壁鋼管端部擴口工藝方法，其特征在于先將鋼管的端部利用中頻感應加熱，加熱溫度為850度～900度，然后采用專用擴管裝置進行擴制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑厚壁鋼管端部擴口工藝方法，其特征在于擴管時采用工件(3)旋轉(zhuǎn)，滾模壓頭(6)對工件(3)滾壓成形。
全文摘要
一種大口徑厚壁鋼管端部擴口工藝方法,采用中頻加熱滾壓成形的工藝,解決了大口徑厚壁鋼管套接喇叭口的制作問題,且能精確地控制套接喇叭口長度、喇叭口擴口直徑和喇叭口與直段過渡長度。該工藝方法與傳統(tǒng)的擴管方式相比較,具制作要求簡單、生產(chǎn)成本低、質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點。
文檔編號B21D39/08GK1248501SQ9911700
公開日2000年3月29日 申請日期1999年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月23日
發(fā)明者張少敏, 張新輝, 陳伯然, 梁來慶 申請人:廣州南方管道有限公司