專利名稱：一種內(nèi)襯耐腐蝕合金復(fù)合蝦米彎頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及金屬管復(fù)合技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)襯耐腐蝕合金復(fù)合蝦米彎頭。
背景技術(shù)：
目前，隨著內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管制造技術(shù)的日益成熟，復(fù)合鋼管在各行各業(yè)的使用量逐年攀升。與之配套的螺紋連接和溝槽連接復(fù)合管件經(jīng)過(guò)幾代人努力開(kāi)發(fā)，應(yīng)用在較小口徑的低壓流體管道系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟了 ；然而，作為管件系列中重要組成部分的大口徑復(fù)合蝦米彎頭卻處于市場(chǎng)空白。究其原因在于 國(guó)內(nèi)個(gè)別廠家采用整體內(nèi)覆(冶金結(jié)合)方法生產(chǎn)復(fù)合蝦米彎頭雖然獲得成功，但受到裝備水平以及制造成本所限，產(chǎn)品價(jià)格太高、不具備推廣價(jià)值。如復(fù)合蝦米彎頭采用機(jī)械方法進(jìn)行整體復(fù)合，則困難如下首先，無(wú)法解決內(nèi)、外層裝配的難題由于外層基體部分是彎曲的，要想將內(nèi)襯層穿套進(jìn)去就必須要求內(nèi)襯管也是彎曲的，而且彎曲的形狀要與外層相一致；解決這個(gè)問(wèn)題無(wú)外乎兩個(gè)途徑—、采用直管冷彎(或熱彎)；由于內(nèi)襯管的直徑通常都比較大(一般> DN200)、壁厚比較薄(一般< 2. 0mm)，如果采用傳統(tǒng)方法對(duì)直管進(jìn)行冷彎或熱彎，勢(shì)必會(huì)造成內(nèi)襯管局部斷裂(或破裂)。況且，如采用熱彎，則熱處理工藝十分復(fù)雜，很容易造成不銹鋼發(fā)生相的改變，致使耐腐蝕性能下降。因此，市場(chǎng)上無(wú)法購(gòu)買(mǎi)到合適的內(nèi)襯彎管。二、將內(nèi)襯的彎管拆分為兩部分，分布制作，每一部分采用不銹鋼板沖壓成型，最后在將兩個(gè)部分對(duì)接焊成整體。這也是很多業(yè)內(nèi)人士率先想到的方法。但由于現(xiàn)有的裝備技術(shù)要求不銹鋼板材的厚度必須> 3. Omm才可能實(shí)現(xiàn)沖壓成型，這樣坐下來(lái)的內(nèi)襯彎管成本很高，即使撇除其他因素也不具備推廣價(jià)值。其次，傳統(tǒng)方法無(wú)法解決內(nèi)外層復(fù)合的難題即使可以得到合適的內(nèi)襯彎管，內(nèi)、外層裝配以后采用傳統(tǒng)的復(fù)合方法(如冷拔、旋壓)也無(wú)法對(duì)彎曲部分施加擴(kuò)張壓力，從而達(dá)到內(nèi)外層緊密貼合的目的。如采用爆炸法或爆燃法進(jìn)行整體復(fù)合，則必須對(duì)每一個(gè)單體彎頭進(jìn)行獨(dú)立密封、然后引爆，這種方法難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，生產(chǎn)效率低下，成本十分高昂。還有一種貌似可行的方法；即采用復(fù)合鋼管直接進(jìn)行相貫線切割，然后拼接成蝦米彎頭。然而，這種方法也是不可行的，其原因在于，無(wú)論是采用相貫線切割機(jī)還是高壓水刀進(jìn)行相貫線切割，都難以避免在切割的過(guò)程中造成內(nèi)外層分離，而且即使切割的過(guò)程是成功的，切割以后也無(wú)法對(duì)切口部位進(jìn)行封焊處理，因此也就難以保證各個(gè)分體之間對(duì)接焊縫的可靠性，尤其是內(nèi)襯的不銹鋼層焊縫的可靠性。綜上所述，采用整體復(fù)合方法制作機(jī)械結(jié)合的復(fù)合彎頭，難以實(shí)現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容[0012]本實(shí)用新型目的是提供一種內(nèi)襯耐腐蝕合金復(fù)合蝦米彎頭及其制造方法，本實(shí)用新型不僅解決長(zhǎng)期以來(lái)沒(méi)有與雙金屬?gòu)?fù)合管相配套的復(fù)合蝦米彎頭問(wèn)題，而且解決了直接采用復(fù)合鋼管拼焊蝦米彎頭時(shí)，無(wú)法保證焊縫質(zhì)量的問(wèn)題。本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種內(nèi)襯耐腐蝕合金復(fù)合蝦米彎頭，包括蝦米彎頭本體已經(jīng)組成蝦米彎頭本體的多個(gè)分體，所述組成蝦米彎頭的各分體均為復(fù)合分體，所述復(fù)合分體包括基體鋼管層、內(nèi)襯耐腐蝕合金層，復(fù)合分體的內(nèi)襯耐腐蝕合金層通過(guò)靜水壓擴(kuò)徑復(fù)合工藝與基體鋼管層復(fù)合連接。本實(shí)用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述相鄰復(fù)合分體的連接端內(nèi)襯耐腐蝕合金層出露于基體鋼管層，并形成臺(tái)階， 臺(tái)階處通過(guò)焊接形成焊接坡口，焊接坡口堆高大于基體鋼管層壁厚的3/5 ;所述相鄰復(fù)合分體的基體鋼管端壁、焊接坡口形成“U”型填焊槽，“U”型填焊槽內(nèi)填充焊料。本實(shí)用新型通過(guò)以下制造方法實(shí)現(xiàn)所述上述復(fù)合蝦米彎頭制造方法包括如下步驟一、選擇制造復(fù)合蝦米彎頭所需的基體鋼管；二、根據(jù)步驟一中選擇的基體鋼管內(nèi)徑尺寸，按公式計(jì)算復(fù)合蝦米彎頭所需的內(nèi)襯耐腐蝕合金管外徑尺寸；三、根據(jù)所需制造復(fù)合蝦米彎頭的直徑、彎曲角度，對(duì)步驟一中基體鋼管進(jìn)行相貫線切割成多個(gè)分體；四、將步驟三中切割好的基體鋼管若干分體，按順序裝配在步驟二的內(nèi)襯耐腐蝕合金管外壁上，各分體之間均留有間隙；五、將步驟四中內(nèi)襯耐腐蝕合金管兩端采用半球形封頭進(jìn)行對(duì)接，并進(jìn)行點(diǎn)焊定位，采用雙金屬?gòu)?fù)合管靜水壓擴(kuò)徑復(fù)合工藝使基體鋼管多個(gè)分體與內(nèi)襯耐腐蝕合金管復(fù)合；六、采用鎢級(jí)氬弧焊沿著基體鋼管各分體的相貫線邊緣與內(nèi)襯耐腐蝕合金管的夾角進(jìn)行封焊；七、步驟六封焊完成，沿相鄰兩條相貫線之間間隙的中心線對(duì)內(nèi)襯耐腐蝕合金管進(jìn)行切割分離成多個(gè)復(fù)合分體，對(duì)切割后的復(fù)合分體出露于基體鋼管部分的內(nèi)襯耐腐蝕合金管進(jìn)行切除；八、將步驟七中的復(fù)合分體按照順序拼接成需要的彎曲角度，并進(jìn)行電焊定位，同時(shí)采用鎢級(jí)氬弧焊沿相貫線方向進(jìn)行打底焊接，然后采用適合異種鋼焊接的填充焊絲進(jìn)行過(guò)渡焊，最后根據(jù)基體鋼管的壁厚采用電弧焊、分層焊蓋面。本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)方案是所述步驟二中計(jì)算復(fù)合蝦米彎頭所需的內(nèi)襯耐腐蝕合金管外徑尺寸公式為D2=D1*0. 985，式中D2為內(nèi)襯管外徑，Dl為基體鋼管的內(nèi)徑；所述步驟四中基體鋼管各分體之間的間隙范圍在I. 5厘米 2. 5厘米之間；所述步驟六中鎢級(jí)氬弧焊焊絲合金等級(jí)高于內(nèi)襯耐腐蝕合金母材，且需適合異種鋼焊接，同時(shí)焊絲的直徑根據(jù)內(nèi)襯耐腐蝕合金管壁厚來(lái)選擇；所述步驟六中封焊坡口堆高應(yīng)大于基體鋼管壁厚的3/5 ；[0032]對(duì)步驟七中各個(gè)復(fù)合分體的邊緣沿封焊坡口進(jìn)行修磨，鈍邊厚度保留范圍I毫米 I. 5毫米。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)I、本實(shí)用新型解決了長(zhǎng)期以來(lái)雙金屬?gòu)?fù)合鋼管制造領(lǐng)域沒(méi)有相配套的內(nèi)襯耐腐蝕合金復(fù)合蝦米彎頭；2、本實(shí)用新型內(nèi)襯耐腐蝕合金復(fù)合蝦米彎頭特別是大口徑的復(fù)合蝦米彎頭，與現(xiàn)有的連接管件相比成本優(yōu)勢(shì)非常明顯，為復(fù)合蝦米彎頭在工業(yè)制造領(lǐng)域的大規(guī)模使用起到了強(qiáng)有力的推動(dòng)作用。3、本實(shí)用新型采用分體復(fù)合技術(shù)制造復(fù)合蝦米彎頭，相鄰復(fù)合分體連接端的內(nèi)襯 耐腐蝕合金層出露于基體鋼管層，并形成臺(tái)階，臺(tái)階處通過(guò)焊接形成焊接坡口，而且相鄰復(fù)合分體的基體鋼管端壁、焊接坡口形成“U”型填焊槽，提高了各復(fù)合分體之間的焊接強(qiáng)度和焊接質(zhì)量，解決了直接采用復(fù)合鋼管切割、拼焊蝦米彎頭時(shí)，無(wú)法保證焊縫質(zhì)量的難題。

圖I為本實(shí)用新型內(nèi)襯耐腐蝕合金復(fù)合蝦米彎頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的A向局部放大示意圖；圖3為本實(shí)用新型內(nèi)襯耐腐蝕合金復(fù)合蝦米彎頭制造流程示意圖一；圖4為本實(shí)用新型內(nèi)襯耐腐蝕合金復(fù)合蝦米彎頭制造流程示意圖二。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型包括蝦米彎頭本體I已經(jīng)組成蝦米彎頭本體的多個(gè)分體，組成蝦米彎頭的各分體均為復(fù)合分體2 ;如圖2所示，復(fù)合分體2包括基體鋼管層21、內(nèi)襯耐腐蝕合金層22，復(fù)合分體2的內(nèi)襯耐腐蝕合金層22通過(guò)靜水壓擴(kuò)徑復(fù)合工藝與基體鋼管層21復(fù)合連接，仍如圖2所示，相鄰復(fù)合分體2連接端的內(nèi)襯耐腐蝕合金層22出露于基體鋼管層21，并形成臺(tái)階，臺(tái)階處通過(guò)焊接形成焊接坡口 3，焊接坡口 3堆高大于基體鋼管層21壁厚的3/5，相鄰復(fù)合分體2的基體鋼管21端壁、焊接坡口 3形成“U”型填焊槽4，“U”型填焊槽4內(nèi)填充焊料5。如圖3、4所示，本實(shí)用新型制造上述內(nèi)襯耐腐蝕合金復(fù)合蝦米彎頭制造方法如下首先選擇制造復(fù)合蝦米彎頭所需的基體鋼管，根據(jù)選擇的基體鋼管內(nèi)徑尺寸，按公式D2=D1*0. 985計(jì)算復(fù)合蝦米彎頭所需的內(nèi)襯耐腐蝕合金管外徑尺寸，式中D2為內(nèi)襯管外徑，Dl為基體鋼管的內(nèi)徑；根據(jù)所需制造復(fù)合蝦米彎頭的直徑、彎曲角度，對(duì)基體鋼管用相貫線切割機(jī)進(jìn)行相貫線切割成多個(gè)分體，同時(shí)將多個(gè)分體按順序裝配在內(nèi)襯耐腐蝕合金管外壁上，各分體之間均留有間隙，間隙范圍在I. 5厘米 2. 5厘米之間；將內(nèi)襯耐腐蝕合金管兩端采用半球形封頭進(jìn)行對(duì)接，并進(jìn)行點(diǎn)焊定位，同時(shí)采用雙金屬?gòu)?fù)合管靜水壓擴(kuò)徑復(fù)合工藝使基體鋼管的多個(gè)分體均與內(nèi)襯耐腐蝕合金管復(fù)合；然后采用鎢級(jí)氬弧焊沿著基體鋼管各分體的相貫線邊緣與內(nèi)襯耐腐蝕合金管的夾角進(jìn)行封焊，鎢級(jí)氬弧焊焊絲合金等級(jí)高于內(nèi)襯耐腐蝕合金母材，且需適合異種鋼焊接，同時(shí)焊絲的直徑根據(jù)內(nèi)襯耐腐蝕合金管壁厚來(lái)選擇，封焊坡口堆高應(yīng)大于基體鋼管壁厚的3/5，封焊完成，沿相鄰兩條相貫線之間間隙的中心線對(duì)內(nèi)襯耐腐蝕合金管進(jìn)行切割分離成多個(gè)復(fù)合分體，對(duì)切割后的復(fù)合分體出露于基體鋼管部分的內(nèi)襯耐腐蝕合金管進(jìn)行切除，同時(shí)對(duì)各個(gè)復(fù)合分體的邊緣沿封焊坡口進(jìn)行修磨，鈍邊厚度保留范圍I毫米 I. 5毫米；最后將復(fù)合分體按照順序拼接成需要的彎曲角度，并進(jìn)行電焊定位，同時(shí)采用鎢級(jí)氬弧焊沿相貫線方向進(jìn)行打底焊接，然后采用適合異種鋼焊接的填充焊絲進(jìn)行過(guò)渡焊，最后根據(jù)基體鋼管的壁厚采用電弧焊、分層焊蓋面。本實(shí)用新型中所采用的雙金屬?gòu)?fù)合管靜水壓擴(kuò)徑復(fù)合工藝步驟如下基體鋼管的多個(gè)分體按順序與內(nèi)襯耐腐蝕合金管裝配完成后，內(nèi)襯耐腐蝕合金管兩端采用半球形封頭進(jìn)行對(duì)接，并進(jìn)行點(diǎn)焊定位，為保證焊縫的強(qiáng)度，半球形封頭的材質(zhì)應(yīng)與內(nèi)襯耐腐蝕合金管的材料相一致，半球形封頭的壁厚應(yīng)大于內(nèi)襯耐腐蝕合金管壁厚的兩倍；采用鎢級(jí)氬弧焊對(duì)半球形封頭和內(nèi)襯耐腐蝕合金管進(jìn)行環(huán)焊縫焊接，焊接過(guò)程中同時(shí)做好氣體保護(hù)；然后根據(jù)基體鋼管的壁厚、直徑、材質(zhì)，由公式P2=2*( S /f)*E*T/D-t計(jì)算 得出基體鋼管的最大許用應(yīng)力，上述公式P2表示基體鋼管I管內(nèi)許用壓力，8表示屈服強(qiáng)度，E表示質(zhì)量系數(shù)，F(xiàn)表示安全系數(shù)，D表示基體鋼管I外徑，t表示基體鋼管I壁厚,質(zhì)量系數(shù)E取值范圍為0. 8 I. 0，安全系數(shù)F取值為I. 5 ;根據(jù)上述公式計(jì)算得出基體鋼管的最大許用應(yīng)力，來(lái)確定靜水壓擴(kuò)徑復(fù)合的壓力，為保證雙金屬?gòu)?fù)合管的結(jié)合強(qiáng)度，靜水壓擴(kuò)徑復(fù)合的壓力應(yīng)達(dá)到或接近基體鋼管最大許用應(yīng)力的90% ;根據(jù)確定的靜水壓擴(kuò)徑復(fù)合的壓力，通過(guò)數(shù)控水壓機(jī)對(duì)半球形封頭上設(shè)有的注水閥向內(nèi)襯耐蝕合金管內(nèi)加注水壓，同時(shí)控制升壓的速度，壓力達(dá)到設(shè)定值后，并作保壓處理，升壓速度一般控制在小于0. IMpa/min，保壓時(shí)間不低于十分鐘；內(nèi)襯耐蝕合金管內(nèi)的水壓通過(guò)半球形封頭上設(shè)有的排氣閥進(jìn)行泄壓，泄壓完成后通過(guò)切割使兩端半球形封頭和內(nèi)襯耐蝕合金管分離，最終基體鋼管的多個(gè)分體與內(nèi)襯耐腐蝕合金管完成復(fù)合。本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)襯耐腐蝕合金復(fù)合蝦米彎頭，包括蝦米彎頭本體已經(jīng)組成蝦米彎頭本體的多個(gè)分體，其特征在于所述組成蝦米彎頭的各分體均為復(fù)合分體，所述復(fù)合分體包括基體鋼管層、內(nèi)襯耐腐蝕合金層，復(fù)合分體內(nèi)襯耐腐蝕合金層通過(guò)靜水壓擴(kuò)徑復(fù)合工藝與基體鋼管層復(fù)合連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種內(nèi)襯耐腐蝕合金復(fù)合蝦米彎頭，其特征在于所述相鄰復(fù)合分體連接端的內(nèi)襯耐腐蝕合金層出露于基體鋼管層，并形成臺(tái)階，臺(tái)階處通過(guò)焊接形成焊接坡口，焊接坡口堆高大于基體鋼管層壁厚的3/5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)襯耐腐蝕合金復(fù)合蝦米彎頭，其特征在于所述相鄰復(fù)合分體的基體鋼管端壁、焊接坡口形成“U”型填焊槽，“U”型填焊槽內(nèi)填充焊料。
專利摘要本實(shí)用新型一種內(nèi)襯耐腐蝕合金復(fù)合蝦米彎頭，包括蝦米彎頭本體已經(jīng)組成蝦米彎頭本體的多個(gè)分體，其特征在于所述組成蝦米彎頭的各分體均為復(fù)合分體，所述復(fù)合分體包括基體鋼管層、內(nèi)襯耐腐蝕合金層，復(fù)合分體內(nèi)襯耐腐蝕合金層通過(guò)靜水壓擴(kuò)徑復(fù)合工藝與基體鋼管層復(fù)合連接。本實(shí)用新型不僅解決長(zhǎng)期以來(lái)沒(méi)有與雙金屬?gòu)?fù)合管相配套的復(fù)合蝦米彎頭問(wèn)題，而且解決了直接采用復(fù)合鋼管拼焊蝦米彎頭時(shí)，無(wú)法保證焊縫質(zhì)量的問(wèn)題。
文檔編號(hào)F16L58/08GK202501146SQ20122009512
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者沈達(dá)香, 陳偉 申請(qǐng)人:江蘇三匯聯(lián)發(fā)管業(yè)有限公司