常見問題
單縫推制彎頭工藝
更新時(shí)間??2021-11-03 07:13 閱讀
火電冷端系統(tǒng)以及核電ADG、ABP及抽氣系統(tǒng)設(shè) 計(jì)的彎頭多數(shù)都是哈夫彎頭。哈夫彎頭是以鋼板為 原材料，利用放樣方法。11下料為近似扇形坯料，坯料 在外力的作用下沿上下模具成型，成型后的半成品再 組焊成彎頭，在內(nèi)外弧中間位置形成兩條焊縫，因此 又稱為雙縫彎頭。哈夫彎頭的特點(diǎn)是在內(nèi)弧和外弧 的位置存在兩條焊縫，而內(nèi)弧是彎頭結(jié)構(gòu)中應(yīng)力較大 的部分，該處存在焊縫，增加了系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)；哈夫彎 頭制造工藝為熱成形，下料形狀為扇形，會(huì)造成鋼板 原材料的浪費(fèi)，生產(chǎn)成本較高。 單縫推制彎頭也是以鋼板為原材料，先將鋼板制 造成卷管，再利用卷管推制彎頭，最終在彎頭的外弧 或近外弧形成一條焊縫，因此稱之為單縫推制彎頭。 與哈夫彎頭相比，這種彎頭不僅節(jié)約原材料，更重要 的是減少了內(nèi)弧的一條焊縫，降低了彎頭內(nèi)弧較高應(yīng) 收稿日期：2014—04—08 收修改稿日期：2014一08—21 力所帶來的風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化了彎頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。目前，有 縫彎頭的制造多為壓制成形，其成形工藝與無縫彎頭 的壓制工藝類似，也有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道口。J。 文中基于無縫管推制彎頭工藝，搜集并分析了大 量的相關(guān)工藝數(shù)據(jù)，嘗試用卷管來推制這種單縫彎 頭，為單縫彎頭的設(shè)計(jì)以及工程應(yīng)用提供一定的 參考。
推制彎頭規(guī)格選擇為中559 mm×16 mm，彎曲半 徑R=838 mm，直段A=50 mm．彎頭材質(zhì)為A691 1— 1／4 CR CL22。根據(jù)工藝數(shù)據(jù)積累以及生產(chǎn)實(shí)踐，選 擇壁厚為24 mm的鋼板，卷管規(guī)格定為刪．26 mm×24 HHn．
A6911—1／4 CR C勉的材質(zhì)彎頭一般選用焊材 R3Cr7，但考慮到焊縫經(jīng)過推制700℃加熱以及正火，其焊 縫的力學(xué)性能會(huì)有所下降，又選擇了高一級(jí)別焊材R4cr7 做對(duì)比試驗(yàn)，2種不同的焊材選用情況見表l【4’5J。
有縫彎頭比無縫彎頭多了至少1條縱向焊縫，使得 彎頭的受力狀態(tài)更加復(fù)雜。文獻(xiàn)[6—8]表明：彎頭的 橫截面中，切向拉應(yīng)力的最高值位于中性區(qū)的內(nèi)壁和內(nèi) 弧區(qū)外壁，且縱向焊縫存在著焊接殘余應(yīng)力和抗變形能 力較差等缺陷，因此在彎頭上尤其是內(nèi)弧位置不宜存在 縱向焊縫。根據(jù)推制彎頭變形規(guī)律實(shí)測結(jié)果及制造經(jīng) 驗(yàn)，彎頭在推制前后變形規(guī)律為：在推制過程中，內(nèi)弧金 屬沿軸向縮短，沿周向延長，外弧偏側(cè)弧10。一15。左右 位置(根據(jù)推制芯棒設(shè)計(jì)的不同而略有變化)變形量最 小，幾乎無變形，這與文獻(xiàn)[9]的研究結(jié)果基本一致。 為了減小焊縫的變形，降低焊縫在推制過程中開裂或焊 接缺陷變形拉長的風(fēng)險(xiǎn)，將試驗(yàn)彎頭的管子縱焊縫放置 于外弧偏向一側(cè)約10。的位置，其推制工藝參數(shù)與無縫 彎頭推制工藝參數(shù)保持一致。
拉伸性能試驗(yàn)結(jié)果，從表中可以看出，對(duì)于 室溫拉伸性能，R307焊材的抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度均明 顯低于母材，其抗拉強(qiáng)度低于母材約13．6％，但高于 標(biāo)準(zhǔn)下限值，強(qiáng)度余量很小；而R407焊材的抗拉強(qiáng)度 及屈服強(qiáng)度則高于母材，其抗拉強(qiáng)度高于母材約 5．0％，也低于標(biāo)準(zhǔn)的上限值，說明經(jīng)過熱推制成形后 的彎頭，2種焊材的室溫強(qiáng)度指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，但 R307的抗拉強(qiáng)度余量較小。對(duì)于425℃高溫拉伸性 能，2種焊材焊縫的抗拉強(qiáng)度相比母材均有所下降，但 R307焊材下降的更顯著，其抗拉強(qiáng)度相比R407焊材 低約7．8％，相比母材低約10．7％，而R407焊材比母 材抗拉強(qiáng)度下降約3．1％；R307焊材焊縫的屈服強(qiáng)度 比母材有所下降，但滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，而R407焊材的焊其屈服強(qiáng)度相比母材略高。
通過對(duì)R307和R407兩種不同焊材的卷管進(jìn)行 推制工藝試驗(yàn)，焊縫置于彎頭外弧偏側(cè)弧約10。的位 置較合理，能夠滿足推制工藝的要求，不會(huì)產(chǎn)生焊縫 缺陷。綜合對(duì)比兩種不同焊材焊縫的力學(xué)性能、彎曲 性能以及硬度等各個(gè)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，2種不同焊材的焊縫 推制后其性能均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，但R407焊材強(qiáng)度和硬度指標(biāo)優(yōu)于R307焊材，而R307焊材的沖 擊功則優(yōu)于R407。 兩種不同的焊材均能滿足單縫彎頭推制工藝的 要求，并能夠獲得性能合格的彎頭產(chǎn)品。由此可見， 單縫推制彎頭的制造工藝是可行的，可為單縫彎頭的 設(shè)計(jì)以及工程應(yīng)用提供一定的參考。
推制彎頭規(guī)格選擇為中559 mm×16 mm，彎曲半 徑R=838 mm，直段A=50 mm．彎頭材質(zhì)為A691 1— 1／4 CR CL22。根據(jù)工藝數(shù)據(jù)積累以及生產(chǎn)實(shí)踐，選 擇壁厚為24 mm的鋼板，卷管規(guī)格定為刪．26 mm×24 HHn．
A6911—1／4 CR C勉的材質(zhì)彎頭一般選用焊材 R3Cr7，但考慮到焊縫經(jīng)過推制700℃加熱以及正火，其焊 縫的力學(xué)性能會(huì)有所下降，又選擇了高一級(jí)別焊材R4cr7 做對(duì)比試驗(yàn)，2種不同的焊材選用情況見表l【4’5J。
有縫彎頭比無縫彎頭多了至少1條縱向焊縫，使得 彎頭的受力狀態(tài)更加復(fù)雜。文獻(xiàn)[6—8]表明：彎頭的 橫截面中，切向拉應(yīng)力的最高值位于中性區(qū)的內(nèi)壁和內(nèi) 弧區(qū)外壁，且縱向焊縫存在著焊接殘余應(yīng)力和抗變形能 力較差等缺陷，因此在彎頭上尤其是內(nèi)弧位置不宜存在 縱向焊縫。根據(jù)推制彎頭變形規(guī)律實(shí)測結(jié)果及制造經(jīng) 驗(yàn)，彎頭在推制前后變形規(guī)律為：在推制過程中，內(nèi)弧金 屬沿軸向縮短，沿周向延長，外弧偏側(cè)弧10。一15。左右 位置(根據(jù)推制芯棒設(shè)計(jì)的不同而略有變化)變形量最 小，幾乎無變形，這與文獻(xiàn)[9]的研究結(jié)果基本一致。 為了減小焊縫的變形，降低焊縫在推制過程中開裂或焊 接缺陷變形拉長的風(fēng)險(xiǎn)，將試驗(yàn)彎頭的管子縱焊縫放置 于外弧偏向一側(cè)約10。的位置，其推制工藝參數(shù)與無縫 彎頭推制工藝參數(shù)保持一致。
拉伸性能試驗(yàn)結(jié)果，從表中可以看出，對(duì)于 室溫拉伸性能，R307焊材的抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度均明 顯低于母材，其抗拉強(qiáng)度低于母材約13．6％，但高于 標(biāo)準(zhǔn)下限值，強(qiáng)度余量很小；而R407焊材的抗拉強(qiáng)度 及屈服強(qiáng)度則高于母材，其抗拉強(qiáng)度高于母材約 5．0％，也低于標(biāo)準(zhǔn)的上限值，說明經(jīng)過熱推制成形后 的彎頭，2種焊材的室溫強(qiáng)度指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，但 R307的抗拉強(qiáng)度余量較小。對(duì)于425℃高溫拉伸性 能，2種焊材焊縫的抗拉強(qiáng)度相比母材均有所下降，但 R307焊材下降的更顯著，其抗拉強(qiáng)度相比R407焊材 低約7．8％，相比母材低約10．7％，而R407焊材比母 材抗拉強(qiáng)度下降約3．1％；R307焊材焊縫的屈服強(qiáng)度 比母材有所下降，但滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，而R407焊材的焊其屈服強(qiáng)度相比母材略高。
通過對(duì)R307和R407兩種不同焊材的卷管進(jìn)行 推制工藝試驗(yàn)，焊縫置于彎頭外弧偏側(cè)弧約10。的位 置較合理，能夠滿足推制工藝的要求，不會(huì)產(chǎn)生焊縫 缺陷。綜合對(duì)比兩種不同焊材焊縫的力學(xué)性能、彎曲 性能以及硬度等各個(gè)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，2種不同焊材的焊縫 推制后其性能均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，但R407焊材強(qiáng)度和硬度指標(biāo)優(yōu)于R307焊材，而R307焊材的沖 擊功則優(yōu)于R407。 兩種不同的焊材均能滿足單縫彎頭推制工藝的 要求，并能夠獲得性能合格的彎頭產(chǎn)品。由此可見， 單縫推制彎頭的制造工藝是可行的，可為單縫彎頭的 設(shè)計(jì)以及工程應(yīng)用提供一定的參考。
