一種燃氣加熱熱推不銹鋼無縫彎頭的制造工藝方法
【專利摘要】一種燃氣加熱熱推不銹鋼無縫彎頭的制造工藝方法，其特征在于其工藝步驟是：下料根據彎頭成品的口徑一般按1.3/1的比例選擇小一規格的不銹鋼無縫鋼管做為推制彎頭的原材料；裝料，根據產品需要選擇模具和設備；預熱；管坯預熱；推制成型；固溶處理；外觀處理；機加工坡口；著色檢測；酸洗鈍化；成品檢測；性能檢測。
【專利說明】
一種燃氣加熱熱推不銹鋼無縫彎頭的制造工藝方法
技術領域
[0001]本發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，對套裝在牛角芯棒上的不銹鋼管坯進行加熱，利用傳統液壓推制技術完成常用標準不銹鋼彎頭的成型工藝。
【背景技術】
[0002]不銹鋼彎頭依其優越的材質特性被廣泛應用于石油煉化、化工等輸送腐蝕介質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生級行業領域。不銹鋼彎頭在以上行業中應用數量較大。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量較差后期整形工作量大，冷推制成型工藝對母材尺寸要求苛刻且胎模具投入成本高，同時以上兩種工藝的生產效率較低、生產成本高。傳統工藝限制了不銹鋼彎頭產業的正常發展。在此背景下總結研究普通無縫彎頭優越成型工藝經驗，革新用于不銹鋼產品制造的瓶頸難題，創新研發出一種技術先進，質量高超且效率快捷，成本低廉的不銹鋼無縫彎頭制造工藝是管件制造業的必要任務。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種燃氣加熱熱推不銹鋼無縫彎頭的制造工藝方法，其工藝步驟是:
[0004](I)下料
[0005]根據彎頭成品的口徑一般按1.3/1的比例選擇小一規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算出管坯的長度并加一定余量，用鋸床或車床切割出規定長度的管坯，保證管坯的兩端面齊平并與管坯軸向垂直；
[0006](2)裝料
[0007]根據產品規格選擇成型芯棒和仿形箱式燃氣爐。將專用的耐高溫推制羊角芯棒安置在液壓推制機上，同時將仿形箱式燃氣爐安放在推制機前端，推送芯棒的成型部位進入燃氣爐的仿形加熱室，并保證芯棒與加熱室內腔同心且圓周間隙均勻一致。鎖定芯棒前端，根據推制芯棒導桿的長度將適當數量的管段坯料依次套裝在推制芯棒導桿上，(套裝前管坯內壁均勻涂抹上耐高溫滑石粉)，啟動后置液壓卡板將導桿尾部鎖定，同時解除芯棒前端鎖緊裝置。
[0008](3)預熱
[0009]調整仿形芯棒加熱爐，開啟燃氣開關對成型芯棒進行火焰加熱，監視溫度測量儀表，待芯棒圓周溫度均達到100tC后完成預熱工作，將仿形加熱爐后移覆蓋到管坯預熱位置；
[0010](4)管坯預熱
[0011]啟動后置液壓推板快進開關將管坯推送至預熱工位，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部分達到推制溫度后，啟動后置液壓推板的慢進開關，使推板在200mm/min的勻速下開始連續推制成型，同時加大燃氣管道的送氣量保證連續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徑、彎曲、定徑、定形最終成型完畢，在下一個待成型管坯的推動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，裝入熱處理爐內進行快速加熱，達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一致；
[0018](8)機加工坡口
[0019]按照標準及圖紙的要求對彎頭端部進行機加工坡口；
[0020](9)著色檢測
[0021 ]對坡口合格的彎頭表面進行著色滲透檢測；
[0022](10)酸洗鈍化
[0023]將坡口完畢的不銹鋼推制彎頭批量轉至酸洗鈍化車間，逐件進行酸洗鈍化處理。酸洗鈍化完畢用中和液和純凈水對表面進行清洗并用高溫吹風機強制風干，最后用藍點檢測法對彎頭表面的鈍化膜質量進行檢測抽檢。
[0024](11)成品檢測
[0025]在平臺上按標準對彎頭進行尺寸及形位偏差的各項檢測；
[0026](12)性能檢測
[0027]按相關標準要求對同批次的彎頭抽樣進行性能檢測和晶間腐蝕試驗，以驗證成型工藝及熱處理工藝是否滿足不銹鋼產品的特性需求。
[0028]與現有技術相比本發明工藝設備方面的創新點
[0029]首先，該工藝將中頻感應加熱系統改為半封閉式可移動專用天然氣加熱爐，解決了由于奧氏體不銹鋼材料無磁導率致使中頻感應加熱系統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間內，根據爐內天然氣燃燒噴嘴的合理布置和爐壁導熱槽的科學設計結合爐子整體的縱向可調性，滿足了芯棒預熱、管坯前端預熱、和推制成型時管坯擴徑、彎曲、定型階段熱輸入量和加熱溫度的不同要求。加熱裝置的前端設計了快開式端蓋，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的基礎上減少了熱量的流失和提高了溫度的可控性。成品出口設計在爐子的下方實現成品自由脫模并在熱力流動學的基礎上也盡最大可能的保證了熱量的流失。
[0030]其次，對推制不銹鋼無縫彎頭的牛角形芯棒進行了科學的成分設計和鑄造。由于奧氏體不銹鋼材料鉻鎳等合金成分含量較高其再結晶溫度和臨界溫度點比一般低合金和低碳鋼材料高許多，相應的熱變形需要的溫度點較高，為了加熱芯棒能夠體現其在高溫下的持久強度和熱強性，研究選取了高鉻-鎳-鎢熱作模具鋼作為芯棒的材料按相應工藝進行鑄造和安裝。在芯棒的形狀上根據爐體加熱溫度較高的特點延長了芯棒的定型段，避免了彎頭成型后定型時間不足造成的尺寸精度的缺陷。
[0031]該工藝為直管長度補償在高溫下擴徑彎曲成型，成型過程管壁與模具只產生平行摩擦滑動，較彎頭熱壓成型工藝其外觀光滑口徑均勻一致。同時該工藝彎頭屬于連續加熱成型，在極大的提高了工作效率的基礎上其每件產品的加熱溫度和加熱時間皆相同，由此每批產品的成型后內部組織晶粒度均勻一致，對后期的固溶處理工藝的制定儲備了標準的組織狀態基礎，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。既提高了生產效率又保證了產品的內在質量。
[0032]彎頭推制過程中由于擴徑彎曲產生了與管坯推進方向相反的反作用應力，在此應力的作用下使管坯的厚度同步進行了補償，在良好的工藝參數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。
[0033]該工藝推制彎頭受管材規格限制的因素較小，只要鋼管與管件的口徑比例在允許的范圍內就可以根據需要任意制定鋼管推制彎頭的規格和所需推制彎頭鋼管的規格。由此提高了材料利用的靈活性同時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。
【具體實施方式】
[0034]下面對本發明作進一步的詳細說明。
[0035](I)下料
[0036]根據彎頭成品的口徑一般按1.3/1的比例選擇小一規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算出管坯的長度并加一定余量，用鋸床或車床切割出規定長度的管坯，保證管坯的兩端面齊平并與管坯軸向垂直；
[0037](2)裝料
[0038]根據產品規格選擇成型芯棒和仿形箱式燃氣爐。將專用的耐高溫推制羊角芯棒安置在液壓推制機上，同時將仿形箱式燃氣爐安放在推制機前端，推送芯棒的成型部位進入燃氣爐的仿形加熱室，并保證芯棒與加熱室內腔同心且圓周間隙均勻一致。鎖定芯棒前端，根據推制芯棒導桿的長度將適當數量的管段坯料依次套裝在推制芯棒導桿上，(套裝前管坯內壁均勻涂抹上耐高溫滑石粉)，啟動后置液壓卡板將導桿尾部鎖定，同時解除芯棒前端鎖緊裝置。
[0039](3)預熱
[0040]調整仿形芯棒加熱爐，開啟燃氣開關對成型芯棒進行火焰加熱，監視溫度測量儀表，待芯棒圓周溫度均達到100tC后完成預熱工作，將仿形加熱爐后移覆蓋到管坯預熱位置；
[0041](4)管還預熱
[0042]啟動后置液壓推板快進開關將管坯推送至預熱工位，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部分達到推制溫度后，啟動后置液壓推板的慢進開關，使推板在200mm/min的勻速下開始連續推制成型，同時加大燃氣管道的送氣量保證連續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徑、彎曲、定徑、定形最終成型完畢，在下一個待成型管坯的推動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，裝入熱處理爐內進行快速加熱，達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一致；
[0049](8)機加工坡口
[0050]按照標準及圖紙的要求對彎頭端部進行機加工坡口；
[0051 ] (9)著色檢測
[0052]對坡口合格的彎頭表面進行著色滲透檢測；
[0053](10)酸洗鈍化
[0054]將坡口完畢的不銹鋼推制彎頭批量轉至酸洗鈍化車間，逐件進行酸洗鈍化處理。酸洗鈍化完畢用中和液和純凈水對表面進行清洗并用高溫吹風機強制風干，最后用藍點檢測法對彎頭表面的鈍化膜質量進行檢測抽檢。
[0055](11)成品檢測
[0056]在平臺上按標準對彎頭進行尺寸及形位偏差的各項檢測；
[0057](12)性能檢測
[0058]按相關標準要求對同批次的彎頭抽樣進行性能檢測和晶間腐蝕試驗，以驗證成型工藝及熱處理工藝是否滿足不銹鋼產品的特性需求。
[0059]上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此領域技術的人士能夠了解本發明的內容并加以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍，凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，效果相似，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種燃氣加熱熱推不銹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 根據彎頭成品的口徑按的比例選擇小一規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算出管坯的長度并加一定余量，用鋸床或車床切割出規定長度的管坯，保證管坯的兩端面齊平并與管坯軸向垂直； (2)裝料 根據產品規格選擇成型芯棒和仿形箱式燃氣爐，將耐高溫推制羊角芯棒安置在液壓推制機上，同時將仿形箱式燃氣爐安放在推制機前端，推送芯棒的成型部位進入燃氣爐的仿形加熱室，并保證芯棒與加熱室內腔同心且圓周間隙均勻一致，鎖定芯棒前端，根據推制芯棒導桿的長度將適當數量的管段坯料依次套裝在推制芯棒導桿上，啟動后置液壓卡板將導桿尾部鎖定，同時解除芯棒前端鎖緊裝置； (3)預熱 調整仿形芯棒加熱爐，開啟燃氣開關對成型芯棒進行火焰加熱，監視溫度測量儀表，待芯棒圓周溫度均達到100tC后完成預熱工作，將仿形加熱爐后移覆蓋到管坯預熱位置； (4)管坯預熱 啟動后置液壓推板快進開關將管坯推送至預熱工位，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部分達到推制溫度后，啟動后置液壓推板的慢進開關，使推板在200mm/min的勻速下開始連續推制成型，同時加大燃氣管道的送氣量保證連續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徑、彎曲、定徑、定形最終成型完畢，在下一個待成型管坯的推動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，裝入熱處理爐內進行快速加熱，達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一致； (8)機加工坡口 按照標準及圖紙的要求對彎頭端部進行機加工坡口 ； (9)著色檢測 對坡口合格的彎頭內外表面進行著色滲透檢測； (10)酸洗鈍化 將坡口完畢的不銹鋼推制彎頭批量轉至酸洗鈍化車間，逐件進行酸洗鈍化處理，酸洗鈍化完畢用中和液和純凈水對表面進行清洗并用高溫吹風機強制風干，最后用藍點檢測法對彎頭表面的鈍化膜質量進行檢測抽檢， (11)成品檢測 在平臺上按標準對彎頭進行幾何尺寸及形位偏差的各項檢測； (12)性能檢測 按相關標準要求對同批次的彎頭抽樣進行性能檢測和晶間腐蝕試驗，以驗證成型工藝及熱處理工藝是否滿足不銹鋼產品的特性需求。2.根據權利要求1所述的一種燃氣加熱熱推不銹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的比例進行選擇。3.根據權利要求1所述的一種燃氣加熱熱推不銹鋼無縫彎頭的制造工藝方法，其特征在于，步驟(2)中套裝前管坯內壁均勻涂抹上耐高溫滑石粉。
【文檔編號】B21C37/28GK106077131SQ201610471980
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月24日
【發明人】祭立柱, 韓木杰
【申請人】河北宇鵬重工管道裝備制造有限公司