[发明专利]大口径厚壁钢管端部扩口工艺方法

说明书

本发明涉及大口径厚壁钢管端部扩口工艺方法。

采用钢管套接喇叭口结构，具安装方便、流通介质通畅的优点。通常钢管扩口的制作方法为冷态机械膨胀，最常用的冷态制作方法是采用上下模具挤压扩张管口和滚模挤压管端扩口。前一种方法除必须配备大吨位的油压机外，模具的制作成本高，且不适用于较大口径厚壁钢管的端部扩口；后一种方法则只适用于较小口径薄壁钢管的端部扩口。

本发明的目的是针对上述问题，提出一种大口径厚壁钢管端部扩口工艺方法，其能精确控制厚壁钢管端部扩口的直径、长度以及过渡段长度，且费用低、制作简便。

本发明首先将钢管的端部利用中频感应加热，加热温度控制在850度～900度，然后采用专用扩管装置进行扩制。

本发明扩管时，采用工件旋转，滚模压头对工件滚压，形成端口扩张。

本发明采用中频加热滚压工艺，设备、模具要求不高，单一模具可用于钢管直径1米至5米、厚度小于等于65毫米的各种厚薄钢管的端部扩口；对于直径大于5米、厚度大于65毫米的钢制管道端部扩口同样适用。本发明大大降低了生产成本，且制作简便、安装方便。

现对本发明做进一步详述：

本发明的主要技术要求：

·中频(1000KW或500KW)感应加热；

·远红外线温度控制，控制温度为850℃～900℃；

·动力车床驱动工件慢速(1～1.5r/min)旋转；

·滚压模头(与钢管端部接触)下压并随工件同方向旋转；

·液压进给；

·到位限位控制；

·空冷

下面实施例是对φ2032～φ3870供水管制作的详述：

1.主要技术参数：工作量：21320t；

                最小管厚：12.5mm；

                最大管厚：42mm；

其扩口要求如附图1所示，3为工件(钢管)；

2.主要生产设备：

(1)落地车床C6031A

C6031A车床放在专用支架平台上，使之满足最大管件旋转和承受工件最大扭矩的需要；配备专用卡盘，方便装夹和各种不同管径的工件，并连接固定。

本车床的作用是装夹管件，并驱动工件旋转，与工件连接的部件是专用卡盘。

(2)1000KW中频加热电源

试验阶段使用500KW中频作为加热电源，升温较慢，费时效率低；经测算工作量，重新订制了1000KW中频电源，效率提高了，质量也得到了保证。

如附图3所示，中频电源电压为380V，输出母线与加热感应圈7连接，感应圈7离工件3距离约30mm，感应圈7与输出母线通水(压力为0.15Mpa)冷却。

中频电源的作用是对加热感应圈提供能量来源。

(3)感应加热圈

感应加热圈7连接中频电源，对工件3喇叭口滚压处加热，但绝不能与旋转工件接触；冷却方式与电源输出母线相同。

(4)专用扩张装置

由滚模压头、12MPa液压系统、可调整支撑滚轮和限位装置组成，如喇叭滚压原理图如附图4所示，1为动力车床，2为卡盘，4为滚压油缸，5为进位油缸，6为滚轮，8为限位装置，9为支撑轮。

滚模压头6是根据端口加热扩张的特点和BS534的要求设计的，直接与工件3接触并不断向下滚压，形成端口扩张；设计推进模具水平进给和垂直进给两个液压系统，采用电磁阀控制，方便操作和保证安全，水平进给控制滚模压头定位，垂直进给机构带动滚模压头与工件的接触程度，强迫端口扩张；支撑滚轮9托起工件3并抵消大部分滚模压头下压受力：可通过调节支撑滚轮9与端口之间的距离，控制喇叭口与直管段过渡段长度；限位装置8可直观地观察到端口的形成过程和到位提示或自动停止垂直进给，保证管端喇叭口扩张滚压到位限位，符合BS534标准或业主的要求。

(5)起吊设备

起吊工件、工模具。

3.端口扩张工艺过程

(1)扩张前准备工作

  ·钢管卷制；

  ·单节钢管纵向焊缝焊接；

  ·需扩张端口250mm内纵向焊缝磨平；

  ·钢管两端350mm处用撑管加固、校园；

  ·焊接安装连接板；

  ·装夹工件；

  ·调整支撑滚轮9位置(视过渡段长度确定，如附图2)；

  ·检查输出线各接头是否松动，并检查其绝缘情况；

  ·顶压油泵压力为12MPa，检查油路是否畅通(然后关闭)；

  ·设置警戒区域；