一、大氣瓶的(de)制造工(gong)藝(yi)
大(da)(da)口徑氣瓶采用大(da)(da)直徑無(wu)縫鋼(gang)管兩端經鍛壓(ya)收(shou)底(di)、收(shou)口制成.其主要制造工藝(yi)如下:
A. 鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)檢(jian)查:由于直徑較大,長度較長的(de)(de)無縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)是軋制(zhi)或鍛(duan)制(zhi)產(chan)品,制(zhi)造過(guo)程中(zhong)不(bu)可避免會引起鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)內、外表(biao)面的(de)(de)缺陷。鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)質量(liang)(liang)是決定(ding)氣瓶質量(liang)(liang)的(de)(de)先決條件,因此(ci)在(zai)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)下料之(zhi)前(qian),通常采(cai)(cai)用超(chao)聲波(bo)沿鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)長度進行100%的(de)(de)探傷(shang),檢(jian)查軸向和環向缺陷。其缺陷深度不(bu)得超(chao)過(guo)壁厚的(de)(de)5%,與此(ci)同時(shi)采(cai)(cai)用超(chao)聲波(bo)進行壁厚測定(ding)。
B. 鋼(gang)管(guan)下料:采用機械方法或火焰切割將鋼(gang)管(guan)切割成所要求的尺寸。
C. 管(guan)端(duan)加(jia)(jia)熱(re)(re):采用(yong)火焰或電將(jiang)管(guan)端(duan)加(jia)(jia)熱(re)(re),以便將(jiang)管(guan)端(duan)加(jia)(jia)工(gong)成(cheng)型。
D. 端部成型:采(cai)用模鍛設備(bei),將加熱(re)好的管端鍛壓成所需要的形狀和尺寸。
E. 熱(re)處(chu)理(li)(li)(li):將成型后的(de)(de)(de)氣瓶(ping)進(jin)行(xing)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li),以獲得所需的(de)(de)(de)機(ji)械(xie)性能(neng)。熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)方法為淬(cui)火一回火。為檢驗氣瓶(ping)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)機(ji)。盤性能(neng)是否能(neng)夠滿(man)足規定的(de)(de)(de)要求,在對氣瓶(ping)進(jin)行(xing)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)同時,試樣所用的(de)(de)(de)鋼管也同一爐進(jin)行(xing)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)。
F. 噴(pen)砂(sha)除銹(xiu):將熱(re)處理后的(de)氣瓶噴(pen)砂(sha),除去表面的(de)氧化皮,以便進行磁粉探傷;
G. 磁粉探傷:檢查氣瓶有(you)無因(yin)淬火不當(dang)而產生的表(biao)面裂紋;
H. 瓶(ping)口螺紋加工:以(yi)裝配(pei)連接時所需(xu)的(de)附件;
I. 水壓試驗:采用水套法測定氣瓶的重量、容積(ji)和(he)容積(ji)殘余(yu)變形率;
J. 內(nei)(nei)表(biao)面清理(li):采用蒸汽吹掃后(hou)。再進行內(nei)(nei)表(biao)面噴砂,以獲得清潔、干燥、光滑的(de)內(nei)(nei)表(biao)面。
K. 瓶口插塞:以保護瓶口螺紋和(he)保持(chi)內表面(mian)清潔。
L. 外表面噴砂(sha)、打鋼印、噴漆。
二(er)、大口徑(jing)氣瓶管生產工藝(yi)介紹
在大(da)口徑(jing)氣(qi)瓶管(guan)(guan)國產化十年的(de)發展(zhan)過程中,其制(zhi)(zhi)造工(gong)(gong)藝經歷(li)了(le)連(lian)(lian)軋管(guan)(guan)+斜(xie)軋式熱(re)擴工(gong)(gong)藝、周期(qi)軋管(guan)(guan)(Φ508、720機組(zu))+拉拔(ba)式熱(re)擴工(gong)(gong)藝、連(lian)(lian)軋管(guan)(guan)+推制(zhi)(zhi)式熱(re)擴+冷拔(ba)工(gong)(gong)藝三個階段(duan)。
1. 連(lian)軋管+斜軋熱擴工藝(天津(jin)鋼(gang)管)
這(zhe)種生產工藝的主要流程如下:
a. 坯管準備(bei):管坯加(jia)熱→定(ding)心→穿(chuan)孔→連軋(ya)→定(ding)徑→冷卻→鋸切→矯直→探傷→檢驗。
b. Φ720mm斜軋(ya)擴管機(ji)組工藝流程見圖8-20所示。
斜(xie)軋(ya)(ya)熱擴(kuo)(kuo)的母(mu)管來自(zi)Φ460mm連軋(ya)(ya)管機(ji)組(zu),鋼管送入加熱爐中(zhong)(zhong)加熱1130~1200℃,由輥道送出,經高壓水進(jin)(jin)行外表面除(chu)鱗(lin)后,以螺旋(xuan)狀旋(xuan)轉(zhuan)的運動方(fang)式送入旋(xuan)擴(kuo)(kuo)軋(ya)(ya)管機(ji)進(jin)(jin)行擴(kuo)(kuo)管軋(ya)(ya)制。斜(xie)軋(ya)(ya)擴(kuo)(kuo)管機(ji)主(zhu)要是由兩個轉(zhuan)向相同的錐(zhui)形輥、一個錐(zhui)形頂頭(tou)和一個沿(yan)軋(ya)(ya)制中(zhong)(zhong)心(xin)線方(fang)向支撐(cheng)頂頭(tou)的頂桿組(zu)成,在軋(ya)(ya)制過(guo)程中(zhong)(zhong),管徑擴(kuo)(kuo)大(da),壁(bi)厚減薄,總延(yan)伸系數接近1。
2. 周期軋管+拉拔式熱(re)擴工藝
該工藝的(de)(de)(de)(de)熱軋(ya)母管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)來自周期軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)組(zu)(zu),由(you)(you)于周期軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)組(zu)(zu)不(bu)(bu)設(she)均整機(ji),對母管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)壁(bi)厚均勻(yun)性和表(biao)面(mian)質量(liang)(liang)有(you)較大(da)(da)(da)影(ying)響。拉拔式(shi)擴(kuo)(kuo)(kuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)組(zu)(zu)由(you)(you)擴(kuo)(kuo)(kuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)架、拔管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)架、托管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)升(sheng)降臺、擴(kuo)(kuo)(kuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)卡頭(tou)、拔管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)小車(che)、擴(kuo)(kuo)(kuo)徑頂(ding)頭(tou)(帶拉桿)和直流電機(ji)帶動(dong)的(de)(de)(de)(de)齒輪減速機(ji)構7大(da)(da)(da)部分組(zu)(zu)成(cheng)。進(jin)行(xing)拉拔熱擴(kuo)(kuo)(kuo)之前,先在坯(pi)料(liao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)端擴(kuo)(kuo)(kuo)出一個喇叭口(kou),便(bian)于熱擴(kuo)(kuo)(kuo)時用(yong)內外卡環(huan)卡住管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)端并進(jin)行(xing)水冷,然后由(you)(you)鏈條(tiao)牽引(yin)芯棒(bang)桿并帶動(dong)頂(ding)頭(tou)穿過(guo)坯(pi)料(liao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan),從而實現擴(kuo)(kuo)(kuo)徑減壁(bi)。該工藝的(de)(de)(de)(de)特點是機(ji)組(zu)(zu)設(she)備簡單,便(bian)于組(zu)(zu)織生產,產品規格靈活多樣(yang),可加工較長的(de)(de)(de)(de)成(cheng)品。但是,拉拔式(shi)熱擴(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)組(zu)(zu)成(cheng)材(cai)率低、工件(jian)費用(yong)高,并且產品的(de)(de)(de)(de)外徑精度低、外表(biao)面(mian)呈波浪形、表(biao)面(mian)不(bu)(bu)光滑、坡口(kou)質量(liang)(liang)差。現在國外許多國家已不(bu)(bu)再新(xin)上拉拔式(shi)擴(kuo)(kuo)(kuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)組(zu)(zu),國內也不(bu)(bu)再使用(yong)該工藝制造大(da)(da)(da)口(kou)徑氣瓶管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)。
3. 連軋(ya)管+推(tui)制(zhi)式(shi)熱(re)擴+冷拔(ba)工藝
推制式(shi)(shi)熱(re)(re)擴(kuo)徑(jing)工(gong)藝(yi)(yi)也(ye)稱中(zhong)頻熱(re)(re)擴(kuo)無縫鋼管(guan)工(gong)藝(yi)(yi)、頂推式(shi)(shi)熱(re)(re)擴(kuo)徑(jing)工(gong)藝(yi)(yi)、推進式(shi)(shi)熱(re)(re)擴(kuo)徑(jing)工(gong)藝(yi)(yi)。該工(gong)藝(yi)(yi)起源(yuan)于20世紀50年代的(de)德國,并在中(zhong)國得到快速發(fa)展、改進及(ji)完善。其工(gong)藝(yi)(yi)原理是將毛坯管(guan)置(zhi)于中(zhong)頻加(jia)熱(re)(re)環(huan)中(zhong)進行局(ju)部(bu)連(lian)續(xu)快速加(jia)熱(re)(re),依靠液壓(ya)缸(gang)活塞的(de)運(yun)動推動毛坯管(guan),使其逐步通過錐形的(de)內(nei)模芯棒從而實現擴(kuo)徑(jing)。
德新(xin)鋼(gang)管(guan)(中國)有限公司具(ju)有多年(nian)制(zhi)造大口徑(jing)無縫鋼(gang)管(guan)的(de)生產(chan)經(jing)驗(yan),通過不斷地進行技術創新(xin),促使推進式熱擴工藝和技術不斷完善發展,突出(chu)的(de)成就可歸納(na)為以下兩(liang)方面(mian):
在不斷完善推制式熱擴工(gong)(gong)藝的基礎上,德新鋼(gang)管于2014年(nian)成功地將該工(gong)(gong)藝與冷(leng)拔工(gong)(gong)藝結合用于制造(zao)大口(kou)徑氣瓶(ping)管。其基本流(liu)程見圖8-21所示。現在該工(gong)(gong)藝已(yi)經成為制造(zao)大口(kou)徑氣瓶(ping)管的主(zhu)流(liu)工(gong)(gong)藝。
三(san)、大口徑氣瓶管的發展趨勢(shi)
輕量(liang)化設計和(he)制(zhi)造是(shi)今后(hou)長管拖車(che)(che)的(de)(de)發展(zhan)趨勢,是(shi)響應國家(jia)節能(neng)減排戰(zhan)略的(de)(de)重要(yao)舉措。國家(jia)的(de)(de)“十(shi)三五”重點研發計劃“移動式承(cheng)壓類特(te)種(zhong)設備風(feng)險防控與治理關(guan)鍵技(ji)術(shu)研究”已經將“長管拖車(che)(che)用大容積氣瓶(ping)的(de)(de)設計方法(fa)、上裝與行(xing)走機構(gou)的(de)(de)輕量(liang)化設計方法(fa)等(deng)研究”列為一(yi)項重要(yao)的(de)(de)研究內(nei)容。依靠技(ji)術(shu)進步和(he)科技(ji)創新(xin)開(kai)發新(xin)材(cai)料、新(xin)方法(fa)和(he)新(xin)工藝(yi),促(cu)進大容積氣瓶(ping)的(de)(de)輕量(liang)化,保障氣瓶(ping)的(de)(de)安全性和(he)可(ke)靠性是(shi)今后(hou)大口徑(jing)氣瓶(ping)管的(de)(de)發展(zhan)趨勢。