1、一種新型無縫三通成型工藝技術2010-8-13 7:45:12 國際工程機械網 1前言 三通管件是石油、化工管道工程中一種重要而且用量較大的管道配件，目前，在我國管道工程中大多采用鑄造三通管、鍛制三通管、丁字焊接三通管和擠壓三通管。由于鑄造三通質量不易保證，在安裝過程中常常需要大量的補焊工作，因而直接影響工程進度，并且鑄造三通的缺陷不易檢查，在工程投產后常發生泄漏事故，所以不宜在石油、化工管道上采用。鍛造三通體型較大，在加工時要切削很多的材料，耗鋼量較多且工藝復雜，加工成本高。丁字焊接三通是在母管上開馬鞍形焊口后與支管段直接焊接而成，由于馬鞍形焊口質量在焊接時較難控制，這種三通最大的弱點是高應

2、力區正處于焊縫位置上，為了滿足強度的要求，要用焊條堆焊足夠的承載斷面，這樣制作一個焊接三通所用的焊接材料較多，勞動強度大，而且焊縫的無損探傷也較困難，容易留下事故隱患。 擠壓三通由于沒有焊縫，整體強度好，與上述幾種三通相比有很多優點，國外早已將擠壓三通用于管道工程上，如70年代美國已制定了擠壓三通的國家標準。 我國在80年代開始研制擠壓三通，現在國內已有許多廠家可以生產，但這些廠家的生產規模一般不大，產品規格也不夠齊全，一般都采用熱擠壓成型工藝，即管坯要經過兩次以上整體加熱，在專門的設備中擠壓成型，工藝水平相對于發達國家還較落后，特別是自動化程度低，工人勞動強度大。為此，我

3、們研制了一種新型無縫三通成型工藝及設備，打破了傳統的熱擠工藝模式，采用天然氣氧氣混合氣體為燃料，利用瓦形氣體火焰加熱圈對管坯進行局部加熱，然后進行推壓、熱拔一次成型。這種創新的無縫三通成型工藝及設備特別適合在有天然氣源的施工企業和預制生產單位推廣應用。 2無縫三通成型工藝過程 2.1工藝設備 無縫三通成型工藝設備由三通成型裝置和瓦形氣體火焰加熱圈組成。三通成型裝置的結構如圖1所示。 1.推力油缸；2.內模柱；3.內模座；4.瓦形氣體火焰加熱圈；5.拔塊；6.外模座； 7.管坯；8.拉桿；9.拉力油缸；10.機架；11.機座 在機座兩側各裝一個推力油缸，推力油缸的活

4、塞與內模柱相連，內模柱可以在內模座內滑動，另外還有拔塊、外模座、拉桿、拉力油缸及機架等部件。瓦形氣體火焰加熱圈結構如圖2所示，其形狀象三通的上半部分，兩端成橢圓形斜口狀，加熱圈內弧上開有氣體噴孔，燃料為天然氣氧氣混合氣體，也可以用氧乙炔混合氣體。天然氣和氧氣按一定比例進入混合室，由噴孔處燃燒的火焰對管坯加熱。殼體上有天然氣進口接頭和氧氣進口接頭，可以根據三通口徑大小做成各種規格的加熱圈。 2.2工藝過程 (1)下料：將無縫鋼管按所需生產的無縫三通規格切割成短節，并將鋼管短節兩端切割成橢圓形斜口。 (2)開孔：在短節中央開一圓孔，使拉桿可以插入孔內。 (3)裝模：將兩端有橢圓形斜口的管

5、坯放在外模座上，將拔塊放進管坯中，然后把管坯中的拔塊和拉桿相連，同時將瓦形氣體火焰加熱圈放置在管坯開孔上。 (4)拉拔：整個準備工作就緒后，就可以將瓦形氣體火焰加熱圈點火加熱，當管坯加熱到800900時，同時啟動兩側推力油缸和拉力油缸，這時，兩側推力油缸將管坯進行軸向推壓，使管坯兩端橢圓形斜口部分的金屬流動到開孔處。拉力油缸將拔塊向上拉拔，使開孔處的金屬被拉拔成三通的支管，整個無縫三通就形成了。只要更換內模柱頭和拔塊就可以拔出各種規格的無縫三通。 (5)熱處理：為消除殘余應力，根據管坯的材料確定熱處理參數并進行熱處理。 (6)坡口加工：將經過熱處理的三通進行機械加工坡口，坡口一般為35

6、6;，并清除管口毛刺。 (7)除銹噴漆：徹底除銹后噴防銹漆。 3工藝特點 (1)該工藝只是對管坯進行局部加熱一次熱拔成型，不象熱擠壓工藝要進行多次加熱才能成型，這樣減少了工序，工人勞動強度小，生產效率大大提高。 (2)如果配有管坯自動送料裝置，其工藝過程完全能實現自動化操作。 (3)設備制作簡單，可以用普通的液壓機改裝而成，所以很容易推廣。 (4)由于加熱所用燃料為天然氣，該工藝很適合有天然氣資源的石油單位在生產中采用，可以降低成本。在電力資源豐富的地方也可以用高頻加熱圈代替瓦形氣體火焰加熱圈，其效果是一樣的。也就是說應用該工藝不受燃料種類限制。 (5)采用該工藝與熱擠壓工藝成型三通具有同樣的質量效果，特點是：在推壓、熱拔變形過程中，管坯金屬保持連續流暢狀態，形成支管的金屬由管坯開口周圍金屬和管坯橢圓斜口部分金屬組成，由于熱拔和推壓力與管坯的纖