CN102962635A - 一种高屈服值管线过球三通的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高屈服值管线过球三通的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，计算；步骤二，设计；步骤三，选材；步骤四，成型；步骤五，整形；步骤六，修磨；步骤七，焊接挡条；步骤八，热处理；步骤九，表面喷砂(抛丸)处理；步骤十，机加工；步骤十一，表面防腐处理。本发明具有相同的高屈服值、承压高、生产成本低等特点。

Description

一种高屈服值管线过球三通的生产方法

技术领域

本发明涉及一种高屈服值管线过球三通的生产方法，属于管道配件技术领域。 

背景技术

管道作为物料输送的一种特种设备广泛应用于机械、石油、化工、冶金等行业，对现代化工业生产和人民生活起着很重要的作用。管道***的工作介质高温高压、承受较大载荷、以及氧化、腐蚀的工况下，管道内壁会产生锈蚀和堆积等污垢。影响管道的使用寿命、工作压力、通流量等。所以会通过清管检修机器人或清管球对管道进行清扫除垢、检修管道内壁。使管道保持良好的工作状态。 

而在清扫过程中，一些支管接头部位会影响清管检修机器人、清管球的正常通过，清扫污垢的排放。所以在这些支管接头部位专门设计了一种三通，即不影响清管机器人、清管球的正常通过，又能使清扫出的污垢及时排出，这就是管线过球三通。 

在一些高强度管线上，这些支管过球三通接头成了整个管线的承压薄弱环节。过去的通常的做法是通过加大三通的壁厚或选用其它高屈服值材料来生产三通，消除这些在承压上的薄弱环节。这样就大大提高了生产成本，造成了材料的大量浪费。 

发明内容

本发明的目的是解决三通的壁厚大而产生生产成本高，造成了材料大量浪费的问题，提供一种相同的高屈服值、承压高、生产成本低的高屈服值管线过球三通的生产方法。 

为了达到上述目的，本发明提供了一种高屈服值管线过球三通的生产方法，其特征在于，包括以下步骤： 

步骤一：用有限元分析出整个三通的承压情况，找出承压薄弱点，得出数据； 

步骤二：用有限元分析出的数据设计出三通的尺寸，其壁厚与管线管的壁厚相同，并形成图纸； 

步骤三：选用和管线钢相同等级的高屈服值、同材质的原料钢管； 

步骤四：在普通模具上，采用不低于780℃热挤压成型的工艺，将原料钢管挤压成型为三通； 

步骤五：对成型的三通进行整形，使其具有合格的外形尺寸； 

步骤六：去除三通表面的氧化皮、拉伤、磕碰伤痕； 

步骤七：依照图纸、焊接工艺评定和焊接工艺指导书进行挡条的焊接； 

步骤八：依照热处理工艺卡对三通进行整体调质热处理； 

步骤九：对三通表面进行喷砂或抛丸处理； 

步骤十：依照图纸进行机加工，加工出焊接坡口； 

步骤十一：对三通外表面进行防腐处理。 

优选地，所述步骤四中的热挤压成型是将原料钢管先截取留有40mm以上余量的长度，在油压机上将其压成短径325mm-350mm的椭圆形钢管，再将椭圆形钢管弧度较小的两边中的一边进行局部加热，其温度为780℃-900℃，再将加热好的钢管放入已经安装调试好的模具中用进行压制。 

优选地，所述步骤七中的热处理为对三通进行先是不低于920℃进行正火，再不低于920℃进行淬火，最后不低于540℃进行回火，使三通具有设计要求的高屈服值等机械性能。 

优选地，所述步骤九中的对三通表面进行喷砂或抛丸处理的时间为30分钟，使三通管件表面形成约0.3mm的冷作硬化层。 

本发明通过计算、设计、选材、成型、整形、修磨、焊接挡条、热处理、表面喷砂(抛丸)处理、机加工、表面防腐处理十一个步骤，从而使得生产出的三通与管线具有相同的高屈服值、高承压的特性。本发明还具有以下优点： 

第一：不需要对三通进行加厚，降低产品重量，节约材料，降低生产成本； 

第二：不需要额外增加生产设备和模具，生产方便； 

第三：不需要另外选用其它高屈服值的材料，消除异种钢焊接衍生出来的问题； 

第四：无需进行异种钢间焊接的工艺评定，大大降低投资成本。 

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。 

实施例 

本发明为一种高屈服值管线过球三通的生产方法，包括以下步骤： 

第一步：计算 

提供管线三通φ355.6×14.3的材质、等级、外径、壁厚、工作压力、设计压力、工作温度、材料成分等参数。用有限元分析出整个三通的承压情况，找出承压薄弱点——三通肩部，并确认肩部的内外R值。 

第二步：设计 

用有限元分析出的数据设计出三通的肩部尺寸，端部的接口壁厚与配管相同。其它尺寸一定要与管件标准ASME B16.9-2007一致，并形成产品图纸和加工图纸。 

第三步：选材 

选用和管线钢相同等级的高屈服值、同材质、口径提高一个规格的原料钢管。钢管的生产标准是API 5L X70 PSL2。 

第四步：成型 

将φ406×16mm的原料管截取留有40mm以上余量的长度，在油压机上先压成短径325mm-350mm的椭圆形钢管，将椭圆钢管弧度较小的两边中的一边进行局部加热，温度780℃-900℃(目测加热表面为通红)，再将加热好的钢管放入已经安装调试好的模具中用进行压制，钢管颜色变暗后停止。经过这样反复压制3次，直至上下模具重合，这样支管端已经出现。经过切帽、扩口、整口等工序后，成型结束。 

第五步：整形 

在油压机和模具中，整形工序使三通具有合格的外形尺寸。在车床上去除三通内壁堆积增厚的材料，并粗车平整三通的三端，保留水压试验和进一步加工的余量。 

第六步：修磨 

用手动砂轮机磨削去除三通内外表面的氧化皮、拉伤、夹伤、等磕碰伤痕，使三通具有良好的外观。 

第七步：焊接挡条 

依照图纸、焊接工艺评定和焊接工艺指导书的要求将预先加工好的挡条材料 进行适配焊接。 

第八步：热处理 

依照热处理工艺卡对三通进行整体调质热处理，先是不低于920℃进行正火。不低于920℃进行淬火，不低于540℃进行回火，对测同炉试环进行各项性能的测试。对三通进行对比硬度测试，证明三通具有设计要求的高屈服值等机械性能。 

第九步：表面喷砂(抛丸)处理 

在抛丸机或喷砂机中对三通进行抛丸或喷砂处理30分钟，使三通管件表面形成约0.3mm的冷作硬化层，这时的三通具有良好的表面粗糙度和各个表面间的圆滑过渡。 

第十步：机加工 

在水压试验和磁粉探伤合格后，依照图纸和ASME B16.9-2007的要求对三通进行最后的机加工，加工出焊接坡口，该坡口符合ASME B16.25要求。 

第十一步：表面防腐处理 

依照要求对三通外表面进行相关的(如刷漆、喷涂、FBE等)防腐处理，涂层厚度按照防腐要求设计。 

将本实施例制得的三通按下列各表中的相应的标准测试其性能，结果如下： 

工艺试验检测结果： 

从以上各项数据证实，依照本发明的高屈服值管线过球三通，完全满足技术规范的各项要求。本发明所得的高屈服值管线过球三通，能与管线管自然焊接，外观自然美观，节省50％的原材料，降低产品重量，无需进行异种钢间焊接的工艺评定，大大降低投资成本。 

以φ355.6×14.3的高屈服值过球三通为例。如果采用原先的增大壁厚至39.5mm，造价约为6000元以上。如果采用同口径同壁厚的X70的高屈服值过球三通，造价为3600元，这样就节省了2400元，同时还保证了产品的各项性能指标。 

Claims (4)

1.一种高屈服值管线过球三通的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：用有限元分析出整个三通的承压情况，找出承压薄弱点，得出数据；

步骤二：用有限元分析出的数据设计出三通的尺寸，其壁厚与管线管的壁厚相同，并形成图纸；

步骤三：选用和管线钢相同等级的高屈服值、同材质的原料钢管；

步骤四：在普通模具上，采用不低于780℃热挤压成型的工艺，将原料钢管挤压成型为三通；

步骤五：对成型的三通进行整形，使其具有合格的外形尺寸；

步骤六：去除三通表面的氧化皮、拉伤、磕碰伤痕；

步骤七：依照图纸、焊接工艺评定和焊接工艺指导书进行挡条的焊接；

步骤八：依照热处理工艺卡对三通进行整体调质热处理；

步骤九：对三通表面进行喷砂或抛丸处理；

步骤十：依照图纸进行机加工，加工出焊接坡口；

步骤十一：对三通外表面进行防腐处理。

2.如权利要求1所述的一种高屈服值管线过球三通的生产方法，其特征在于，所述步骤四中的热挤压成型是将原料钢管先截取留有40mm以上余量的长度，在油压机上将其压成短径325mm-350mm的椭圆形钢管，再将椭圆形钢管弧度较小的两边中的一边进行局部加热，其温度为780℃-900℃，再将加热好的钢管放入已经安装调试好的模具中用进行压制。

3.如权利要求1所述的一种高屈服值管线过球三通的生产方法，其特征在于，所述步骤七中的热处理为对三通进行先是不低于920℃进行正火，再不低于920℃进行淬火，最后不低于540℃进行回火，使三通具有设计要求的高屈服值等机械性能。

4.如权利要求1所述的一种高屈服值管线过球三通的生产方法，其特征在于，所述步骤九中的对三通表面进行喷砂或抛丸处理的时间为30分钟，使三通管件表面形成约0.3mm的冷作硬化层。