一、大氣瓶的制造工(gong)藝
大口徑(jing)(jing)氣瓶采用大直徑(jing)(jing)無縫鋼管兩端經(jing)鍛壓收(shou)底、收(shou)口制成.其(qi)主要(yao)制造工藝如下:
A. 鋼(gang)管檢查:由于直(zhi)徑(jing)較大,長度(du)較長的(de)無縫鋼(gang)管是軋制(zhi)(zhi)或鍛制(zhi)(zhi)產品,制(zhi)(zhi)造過程中不(bu)可避免會引起鋼(gang)管內、外表(biao)面的(de)缺陷。鋼(gang)管質(zhi)量是決(jue)定氣瓶質(zhi)量的(de)先(xian)決(jue)條件,因此在鋼(gang)管下(xia)料之前,通常采用超(chao)聲波沿鋼(gang)管長度(du)進(jin)行100%的(de)探傷,檢查軸向和(he)環(huan)向缺陷。其(qi)缺陷深(shen)度(du)不(bu)得超(chao)過壁厚(hou)的(de)5%,與此同時采用超(chao)聲波進(jin)行壁厚(hou)測(ce)定。
B. 鋼管下料:采用機械方法或火焰切(qie)割將鋼管切(qie)割成所要求的尺(chi)寸。
C. 管端加熱:采用火焰或電將管端加熱,以便將管端加工成型。
D. 端部(bu)成型:采用模鍛設備(bei),將(jiang)加(jia)熱(re)好(hao)的管端鍛壓成所需(xu)要(yao)的形狀和尺(chi)寸。
E. 熱(re)處(chu)理:將成型后的(de)氣(qi)瓶進(jin)行熱(re)處(chu)理,以獲得(de)所(suo)需的(de)機械(xie)性能(neng)。熱(re)處(chu)理方法(fa)為淬火(huo)一回火(huo)。為檢驗氣(qi)瓶熱(re)處(chu)理的(de)機。盤性能(neng)是否能(neng)夠(gou)滿(man)足規(gui)定的(de)要求(qiu),在對(dui)氣(qi)瓶進(jin)行熱(re)處(chu)理的(de)同時(shi),試樣所(suo)用的(de)鋼(gang)管也同一爐進(jin)行熱(re)處(chu)理。
F. 噴(pen)砂除銹:將熱處理后的(de)(de)氣瓶噴(pen)砂,除去表面的(de)(de)氧化皮(pi),以便進行磁粉探傷;
G. 磁粉(fen)探(tan)傷:檢查氣瓶(ping)有無因淬火不當而產生的表面裂紋(wen);
H. 瓶口螺(luo)紋加工:以(yi)裝配連(lian)接(jie)時所需的附件;
I. 水壓試(shi)驗:采(cai)用水套法(fa)測定氣瓶的重量、容(rong)積和容(rong)積殘余變(bian)形率(lv);
J. 內(nei)表面(mian)(mian)清理:采用蒸汽吹掃后。再進行內(nei)表面(mian)(mian)噴砂,以(yi)獲得清潔、干燥、光滑的內(nei)表面(mian)(mian)。
K. 瓶口插塞(sai):以保護瓶口螺紋和(he)保持內表面清潔。
L. 外表面(mian)噴砂(sha)、打鋼印、噴漆。
二、大口(kou)徑氣瓶管生產工藝(yi)介紹(shao)
在大口徑氣瓶管(guan)國產化十年的(de)發展過程中,其制造工(gong)藝(yi)經歷了連軋(ya)管(guan)+斜軋(ya)式(shi)(shi)熱擴(kuo)工(gong)藝(yi)、周期軋(ya)管(guan)(Φ508、720機組)+拉拔(ba)式(shi)(shi)熱擴(kuo)工(gong)藝(yi)、連軋(ya)管(guan)+推制式(shi)(shi)熱擴(kuo)+冷拔(ba)工(gong)藝(yi)三個階(jie)段。
1. 連軋管+斜軋熱擴工藝(天(tian)津鋼管)
這種(zhong)生產(chan)工藝的主要流程如(ru)下(xia):
a. 坯管準備:管坯加熱→定心→穿(chuan)孔→連軋→定徑(jing)→冷卻→鋸切→矯直→探傷→檢驗(yan)。
b. Φ720mm斜(xie)軋擴管機組工(gong)藝流程見圖8-20所示。
斜軋(ya)(ya)熱(re)擴的母管(guan)(guan)來自(zi)Φ460mm連軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)組,鋼管(guan)(guan)送(song)(song)入加熱(re)爐中(zhong)加熱(re)1130~1200℃,由輥道(dao)送(song)(song)出,經(jing)高壓水進行(xing)外表面除鱗后(hou),以螺旋(xuan)狀旋(xuan)轉的運動方式送(song)(song)入旋(xuan)擴軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)進行(xing)擴管(guan)(guan)軋(ya)(ya)制。斜軋(ya)(ya)擴管(guan)(guan)機(ji)主要(yao)是由兩(liang)個(ge)轉向相同的錐(zhui)形(xing)輥、一(yi)(yi)個(ge)錐(zhui)形(xing)頂(ding)(ding)頭和(he)一(yi)(yi)個(ge)沿(yan)軋(ya)(ya)制中(zhong)心線方向支(zhi)撐頂(ding)(ding)頭的頂(ding)(ding)桿組成,在軋(ya)(ya)制過程中(zhong),管(guan)(guan)徑擴大,壁厚減(jian)薄,總延伸(shen)系數接近1。
2. 周期軋管+拉(la)拔式熱(re)擴工(gong)藝
該工藝的(de)熱(re)軋母管(guan)(guan)(guan)(guan)來(lai)自(zi)周期(qi)軋管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu),由(you)于周期(qi)軋管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)不設(she)均整機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji),對(dui)母管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)壁厚均勻性和(he)(he)表面(mian)(mian)質(zhi)量有(you)較(jiao)(jiao)大影響。拉(la)拔(ba)(ba)(ba)式(shi)(shi)擴(kuo)(kuo)(kuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)由(you)擴(kuo)(kuo)(kuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架、拔(ba)(ba)(ba)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架、托管(guan)(guan)(guan)(guan)升降臺、擴(kuo)(kuo)(kuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)卡頭、拔(ba)(ba)(ba)管(guan)(guan)(guan)(guan)小車、擴(kuo)(kuo)(kuo)徑頂(ding)頭(帶(dai)拉(la)桿)和(he)(he)直流電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)帶(dai)動的(de)齒輪減速(su)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)構7大部(bu)分組(zu)(zu)(zu)(zu)成(cheng)。進(jin)行(xing)拉(la)拔(ba)(ba)(ba)熱(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)之前,先在(zai)坯料管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)端擴(kuo)(kuo)(kuo)出(chu)一個喇叭口,便(bian)于熱(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)時(shi)用內(nei)外(wai)卡環卡住管(guan)(guan)(guan)(guan)端并(bing)進(jin)行(xing)水冷,然后由(you)鏈條牽引芯棒桿并(bing)帶(dai)動頂(ding)頭穿過坯料管(guan)(guan)(guan)(guan),從(cong)而(er)實現擴(kuo)(kuo)(kuo)徑減壁。該工藝的(de)特點是機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)設(she)備簡(jian)單(dan),便(bian)于組(zu)(zu)(zu)(zu)織生產,產品規格靈活多(duo)(duo)樣,可加工較(jiao)(jiao)長的(de)成(cheng)品。但(dan)是,拉(la)拔(ba)(ba)(ba)式(shi)(shi)熱(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)成(cheng)材率(lv)低(di)、工件費(fei)用高,并(bing)且產品的(de)外(wai)徑精度低(di)、外(wai)表面(mian)(mian)呈(cheng)波(bo)浪形、表面(mian)(mian)不光(guang)滑、坡口質(zhi)量差(cha)。現在(zai)國外(wai)許多(duo)(duo)國家已不再新上拉(la)拔(ba)(ba)(ba)式(shi)(shi)擴(kuo)(kuo)(kuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu),國內(nei)也(ye)不再使用該工藝制造大口徑氣瓶管(guan)(guan)(guan)(guan)。
3. 連(lian)軋(ya)管+推制式熱擴+冷拔工藝
推(tui)制式熱(re)(re)擴(kuo)(kuo)徑(jing)工(gong)藝也稱中(zhong)頻(pin)熱(re)(re)擴(kuo)(kuo)無縫鋼管工(gong)藝、頂推(tui)式熱(re)(re)擴(kuo)(kuo)徑(jing)工(gong)藝、推(tui)進(jin)(jin)式熱(re)(re)擴(kuo)(kuo)徑(jing)工(gong)藝。該工(gong)藝起源于20世紀50年代的德(de)國,并在(zai)中(zhong)國得到快速(su)發展、改(gai)進(jin)(jin)及完善。其(qi)工(gong)藝原理是將毛(mao)坯(pi)管置于中(zhong)頻(pin)加熱(re)(re)環(huan)中(zhong)進(jin)(jin)行局部連續快速(su)加熱(re)(re),依(yi)靠液壓缸活塞的運動推(tui)動毛(mao)坯(pi)管,使其(qi)逐步(bu)通過錐形(xing)的內模芯棒從而實現擴(kuo)(kuo)徑(jing)。
德新鋼管(guan)(中國)有限公司具(ju)有多年制(zhi)造大口(kou)徑(jing)無(wu)縫鋼管(guan)的生產經(jing)驗,通(tong)過不斷地進(jin)行技術(shu)創新,促使推(tui)進(jin)式熱(re)擴工藝(yi)和技術(shu)不斷完善發展(zhan),突出的成就可歸納(na)為以下兩方面:
在不斷完善推制式(shi)熱擴工(gong)藝(yi)的(de)基礎上(shang),德新鋼管(guan)于2014年成(cheng)功(gong)地(di)將該工(gong)藝(yi)與冷拔工(gong)藝(yi)結合(he)用于制造大(da)口徑(jing)氣瓶管(guan)。其(qi)基本流程(cheng)見圖8-21所示。現在該工(gong)藝(yi)已經成(cheng)為制造大(da)口徑(jing)氣瓶管(guan)的(de)主流工(gong)藝(yi)。
三、大口(kou)徑氣瓶管的發展趨勢
輕量化設(she)計和(he)(he)制造是(shi)今后長(chang)管拖車(che)(che)的(de)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi),是(shi)響應國家節能(neng)減排戰(zhan)略的(de)重要(yao)舉措。國家的(de)“十三五”重點研發(fa)計劃(hua)“移動式承壓類特種設(she)備風險防控(kong)與治理關鍵技(ji)術研究”已經將“長(chang)管拖車(che)(che)用大(da)容積(ji)氣(qi)(qi)(qi)瓶的(de)設(she)計方法(fa)、上裝與行走機構的(de)輕量化設(she)計方法(fa)等研究”列為一項(xiang)重要(yao)的(de)研究內(nei)容。依靠技(ji)術進(jin)步(bu)和(he)(he)科技(ji)創新(xin)開發(fa)新(xin)材料、新(xin)方法(fa)和(he)(he)新(xin)工(gong)藝,促(cu)進(jin)大(da)容積(ji)氣(qi)(qi)(qi)瓶的(de)輕量化,保(bao)障(zhang)氣(qi)(qi)(qi)瓶的(de)安全性和(he)(he)可靠性是(shi)今后大(da)口徑(jing)氣(qi)(qi)(qi)瓶管的(de)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)。