CN208628220U - 一种厚壁高波高膨胀节成型装置 - Google Patents

Abstract

一种厚壁高波高膨胀节成型装置，它包括冷推机和成型模具，所述的冷推机连接有能同时相向施加同等推力左推头（1）和右推头（2），左推头（1）和右推头（2）分别与原材料管（3）的左、右两端相抵；所述的成型模具由上模（4）和下模（5）组成，上模（4）和下模（5）设有用于形成膨胀节的连续半环形凹槽（6），在左推头（1）和右推头（2）的中心设有用于向原材料管中注入压力介质的中心通孔（7）；压力介质迫使半环形凹槽（6）处的原材料管壁向环形凹槽中膨胀，同时左推头（1）和右推头（2）将两端的原材料向环形凹槽处补充以防止壁厚变薄。本实用新型结构简单，生产效率高，产品质量稳定可靠。

Description

一种厚壁高波高膨胀节成型装置

技术领域

本实用新型涉及一种厚壁高波高膨胀节的成型技术，该膨胀节具有很高的完好性、安全性和可靠性，使产品的性能满足产品的使用要求，以保证关键设备的可靠性水平达到规定的可靠性定性和定量的技术要求。这类产品广泛应用于核电、石油化工等领域。具体地说是一种厚壁高波高膨胀节成型装置。

背景技术

目前，膨胀节作为一种隔振、降噪和承压的弹性补偿装置，在操作过程中，除产生位移 (变形)外，往往还要承受一定的工作压力。此大型波形膨胀节采用U型单式轴向型设计，对于U型波形膨胀节的制造常用的制造工艺有：机械胀型、液压成型、滚压成型及焊接成型，各种成型方法各有利弊，但对于大口径、厚壁、高波高的U型波形膨胀节，除焊接成型外的传统制造工艺还不能有效解决成型开裂问题。但是焊接成型的波形膨胀节由于焊缝的存在，焊接接头与波形膨胀节母材存在着力学性能不连续、结构型状不连续、微观组织不连续，同时焊接缺陷也是不可避免的，这些严重影响了产品的安全可靠的运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的膨胀节成型工艺复杂，性能难以保障的问题，设计一种成型简单方便、质量稳定可靠的厚壁高波高膨胀节成型装置。

本实用新型的技术方案是：

一种厚壁高波高膨胀节成型装置，它包括冷推机和成型模具，所述的冷推机连接有能同时相向施加同等推力左推头1和右推头2，左推头1和右推头2分别与原材料管3的左、右两端相抵；所述的成型模具由上模4和下模5组成，上模4和下模5设有用于形成膨胀节的连续半环形凹槽6，在左推头1和右推头2的中心设有用于向原材料管中注入压力介质的中心通孔7；压力介质迫使半环形凹槽6处的原材料管壁向环形凹槽中膨胀，同时左推头1和右推头2将两端的原材料向环形凹槽处补充以防止壁厚变薄。

所述的压力介质为水。

所述的中心通孔7的数量为二个，其中一个中心通孔连接有单向阀，另一个中心通孔连接有泄压阀。

本实用新型的有益效果：

本实用新型填补了国内空白，为大型钠冷快堆蒸发器国产化奠定基础。

本实用新型有效的解决了成型开裂的问题，以及焊接成型造成焊接接头与波形膨胀节母材存在着力学性能不连续、结构形状不连续、微观组织不连续及其他焊接缺陷的问题，创新了传统工艺，在制造工序中合理实施创新点。大大增加了产品生产的可靠性和提高了产品的生产效益。

本实用新型结构简单，生产效率高，产品质量稳定可靠。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的制造流程示意图。

图3是本实用新型的成型步骤分解图。

图4为本实用新型的成型过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1-4所示。

一种厚壁高波高膨胀节成型装置，它包括冷推机和成型模具，所述的冷推机连接有能同时相向施加同等推力左推头1和右推头2，左推头1和右推头2分别与原材料管3的左、右两端相抵，如图1所示；所述的成型模具由上模4和下模5组成，上模4和下模5设有用于形成膨胀节的连续半环形凹槽6，在左推头1和右推头2的中心设有用于向原材料管中注入压力介质（水）的中心通孔7，中心通孔7的数量为二个，其中一个中心通孔连接有单向阀，另一个中心通孔连接有泄压阀。；压力介质迫使半环形凹槽6处的原材料管壁向环形凹槽中膨胀，同时左推头1和右推头2将两端的原材料向环形凹槽处补充以防止壁厚变薄。

通过本实用新型的成型装置一方面把传统的单纯液胀成型技术改为一边液胀一边推料补偿成型减薄，使成型时不再减薄或减薄量大幅降低，由于推制的补偿作用可以有效的解决延伸率不够导致的开裂问题；另一方面在多步成型中间可配以去形变强化热处理，以防止形变强化导致的开裂。

本实用新型的整个制造过程如图2所示，图4最右侧为波纹膨胀节样件产品图。如图3，先在冷推机上调整模具，然后将原材料管放入模具内；在冷推机推头接触管件的时候通过单向阀冲入介质水达到规定压力，若压力过大，则可通过泄压阀泄压；在推头推制的时候，水的压力使管件发生形变的同时，推料对减薄部分进行补偿；如图4，在管件形变50%左右对半成品进行热处理后再继续推制，直至波纹膨胀节成型。

如图4所示原材料管的材料为P22，管段外径114mm，波高60mm，形变率超过105%，远远高于一般膨胀节的形变率，其成型难度远远高于蒸发器的波形膨胀节。当材料拉伸形变达到屈服后就会有缩颈现象，对于这种大口径高波高无缝波纹膨胀节成型，通常有以下难点：

A.工件在拉伸变形状态下，当变形率超过该工件材料的延伸率时就会被拉断；

B.材料变形会产生变形强化（加工硬化）。不同的材料变形强化效果不一样，当变形强化超过一定程度的时候，继续施加作用力时就会发生开裂，甚至脆断。

因此，在推挤成型的过程中应按图3的程序进行多段热处理：

如图3示，为防止在制造过程中出现开裂等现象，应在成型工序采取推制-热处理-推制的工艺。从EJMA标准来说，在波纹膨胀节的制造方法明确膨胀节的成型可以根据波纹管的波形，分成几个阶段，采用中间热处理逐步成型。P22材料，属于低合金钢，其AC3约为862℃，AC1约为781℃，标准规定的热处理方法有三种：完全退火、等温退火及正火+回火。

根据申请人进行的大量试验研究得出的对形变率、中间热处理次序、温度对最终产品热处理后的产品性能的影响规律，总结以下热处理要点：

A.先进行归一化热处理.

组织决定性能，这是对相同成分的材料而言的，因此通过合适的加热工艺使得膨胀节各处的组织一致、晶粒度一致（所谓一致是指在一定合理范围内）。

B、再实施经过试验验证的正火+回火热处理工艺。

在产品成型后进行下列检试验项目：

--依据图纸进行外观、尺寸检验；

-依据ASTM A335及ASME Ⅲ NH分卷对产品的化学成分、力学性能（常温性能、高温性能）、金相检验、冲击试验；

--依据ASME Ⅷ-1 附录26、ASME Ⅲ ND-5700、EJMA要求对产品进行压力试验；

经上述检试验表明，本实用新型成型的波形膨胀节完全满足客户及标准要求，实现了核电、石油石化用蒸发器大口径、厚壁、高波高波形膨胀节的无缝设计及制造。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种厚壁高波高膨胀节成型装置，它包括冷推机和成型模具，所述的冷推机连接有能同时相向施加同等推力左推头（1）和右推头（2），左推头（1）和右推头（2）分别与原材料管（3）的左、右两端相抵；所述的成型模具由上模（4）和下模（5）组成，上模（4）和下模（5）设有用于形成膨胀节的连续半环形凹槽（6），在左推头（1）和右推头（2）的中心设有用于向原材料管中注入压力介质的中心通孔（7）；压力介质迫使半环形凹槽（6）处的原材料管壁向环形凹槽中膨胀，同时左推头（1）和右推头（2）将两端的原材料向环形凹槽处补充以防止壁厚变薄。

2.根据权利要求1所述的厚壁高波高膨胀节成型装置，其特征是所述的压力介质为水。

3.根据权利要求1所述的厚壁高波高膨胀节成型装置，其特征是所述的中心通孔（7）的数量为二个，其中一个中心通孔连接有单向阀，另一个中心通孔连接有泄压阀。