[发明专利]一种GLCC分离器专用斜切三通锻件的制造方法

摘要

本发明公开了一种GLCC分离器专用斜切三通锻件的制造方法，特点是包括设计GLCC分离器工艺尺寸大小的步骤；创建GLCC分离器的三维模型，在ANSYS有限元分析软件中进行单元类型选择及设置、材料相关参数的设置，然后进行有限元网格划分，再对三维模型的端面压力进行求解，根据三维模型整体受到的压力计算获得等效应力并对其进行评定，直至垂直管和斜切管的壁厚满足要求的步骤；然后采用预先制作的模具整体锻造斜切三通锻件，最后按照图纸采用数控加工制成所需斜切三通锻件的步骤，优点是确保斜切管中心线与垂直管成63°夹角，两者内部相切且整体锻造，同时减小了该三通处结构的应力分布、应力值，不存在腔室积液和间隙腐蚀。

主权项

一种GLCC分离器专用斜切三通锻件的制造方法，其特征在于包括以下步骤：（1）设计GLCC分离器工艺尺寸大小，包括斜切管的孔径、垂直管的孔径，并预设斜接管及垂直管的壁厚t，斜接管及垂直管的壁厚设置为相同；（2）建模与分析a.利用三维建模软件创建步骤（1）设计的GLCC分离器的三维模型，然后将三维模型导入ANSYS有限元分析软件中，或者直接在ANSYS有限元分析软件中创建步骤（1）设计的GLCC分离器的三维模型；b. 在ANSYS有限元分析软件中进行单元类型选择及设置，单元类型选择带有中间节点六面体单元； c. 在ANSYS有限元分析软件中进行材料相关参数的设置，设置的主要参数有GLCC分离器的材质的弹性模量及材料的泊松比；d. 利用ANSYS有限元分析软件进行有限元网格划分，即根据三维模型的大小及求解精度的要求，在ANSYS有限元分析软件中进行网格大小的设置，设置完成以后，三维模型自动进行网格划分；e. 利用ANSYS有限元分析软件对三维模型的端面压力进行求解，求解过程具体为：对三维模型进行施加压力及约束，约束为将三维模型下端面设置为固定，根据公式T=p*d/(4*t)，计算获得施加在垂直管或斜切管的端面压力，其中p为施加压力，t为垂直管或斜切管的壁厚，若d为垂直管孔径，则T相应为垂直管的端面压力，若d为斜切管孔径，则T相应为斜切管的端面压力，从而获得垂直管整体受到的压力，即垂直管的端面压力T和施加压力p之和,以及斜切管整体受到的压力，即斜切管的端面压力T和施加压力p之和；f. 根据上述步骤获得的垂直管整体受到的压力和斜切管整体受到的压力，利用ANSYS有限元分析软件中的结构静力学模块进行应力分析，计算获得三维模型的等效应力的分析结果，采用钢制压力容器‑分析设计标准对三维模型等效应力进行评定，若三维模型的垂直管和斜切管的等效应力均小于或等于标准所规定的应力值，则垂直管和斜切管的壁厚为所满足相应压力下的壁厚，若三维模型的垂直管的等效应力值大于标准所规定的应力值则增加三维模型的垂直管的壁厚，或者/和斜切管的等效应力值大于标准所规定的应力值则增加三维模型的斜切管的壁厚，重新按照a‑e步骤进行分析计算，直至三维模型的垂直管和斜切管的等效应力值均小于或等于标准所规定的应力值，即分析完成，最后垂直管和斜切管的壁厚为所满足相应压力下的所需壁厚；（3）根据步骤（2）分析得到的三维模型的垂直管和斜切管的壁厚及三维模型的材质，进行斜切三通的图纸设计及锻造磨具的设计；锻造磨具制造完成后，锻件厂家根据斜切三通的图纸并利用锻造磨具进行斜切三通的锻造，获得的斜切三通锻件，将斜切三通锻件根据锻件相关标准进行检测，选取检测合格的斜切三通锻件，其中斜切三通的图纸设计中包括在斜切管内部设计一块斜挡板，斜挡板与斜切管作为整体锻造； (4) 将检测合格的斜切三通锻件在数控中心进行数控加工，数控编程技术人员根据斜切三通的图纸进行相应编程及调试后，对斜切三通锻件进行定位，然后数控机床根据所编的程序对斜切三通锻件进行内外表面加工，然后根据斜切三通图纸对加工完成后的斜切三通锻件进行外形尺寸及角度检测，选取各项尺寸及角度检测结果都在公差允许范围之内的成品，即获得合格的GLCC分离器专用斜切三通锻件。