一种热补装砂芯的大口径厚壁管热弯制成型技术的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热补装砂芯的大口径厚壁管热弯制成型技术，其特征是在冷态下向大口径厚壁管件内腔中填充体胀系数较小的砂芯作为填充物。当管件被加热后，由于管件尺寸发生变化，需再次添加冷态砂芯以填满热态砂芯沉降后出现的空隙，使得管壁在被弯制加工时能够获得足够的支撑，从而确保管件弯曲段在弯压过程中不会发生失真变形，提高大口径厚壁管件的弯制成功率。
【背景技术】
[0002]目前，大口径厚壁管在冷态下弯制时由于直径和壁厚的加大，需要克服的变形阻力也越来越大，从而导致弯制所需的压机吨位也随之增大。如需在冷态下弯制加工大口径厚壁管件，则意味着更大的投资，而且压机功率利用率低，会产生模具尺寸大，工艺成本高，作业安全隐患大等一系列问题。采用热弯制成型技术可降低管件的变形阻力，从而能够减小压机吨位要求，并大幅降低工艺成本。但是在热态下弯制管件时，由于管壁的变形阻力大幅减小，因此在弯制加工过程中极易出现被弯压管段管壁被压扁的现象，从而造成该管段管径椭圆度超差，造成损失。
【发明内容】
[0003]为了解决大口径厚壁管件在弯制加工时经常发生的管件失真变形问题，本发明提出了一种热补装砂芯的大口径厚壁管热弯制成型技术。该技术的核心思想是在冷态下向管件内腔中填充体胀系数小的砂芯，并在管件被加热到弯制温度后再次补装冷态砂芯以填充热态砂芯沉降后出现的管件内腔空隙，从而确保管件内腔的填充物能够为管壁在弯制加工过程中提供足够的支撑，使管件在弯制加工过程中不会发生失真变形。
[0004]本发明的目的是这样实现的:一种热补装砂芯的大口径厚壁管件热弯制成型技术，通过冷态填装和热态补装砂芯为管壁提供支撑，并为被弯制管件添加必要的辅助工装来确保实现砂芯的功用。该技术的整套工装结构包括待弯管，上封板，吊装法兰，吊耳环，上封板压板，下封板，砂芯以及竖式(井式)加热装置。详细的工艺技术方法如下:将冷态待弯管竖直放置并用下封板封住管件底口，再将体胀系数小的冷态砂芯填入管件内部空腔直至充满；把装满砂芯的冷态待弯管放入竖式或井式加热装置中加热至弯制温度；加热完成后，将初始装填的砂芯(此时为热态)捣实，并再次加填冷态砂芯将管件内部空腔填满；利用上封板和上封板压板将管件顶口封住，确保两次装填的砂芯被密实地封堵在管内空腔中，此时管内应完全被砂芯填满，管壁和砂芯之间没有大的空隙；将待弯管吊放到模具上，用压机开始进行弯压加工。由于被弯压管段的管件内腔中有足够多的内填充物，能够为该管段的管壁提供有效支撑，因此可以大大消除该管段的被压扁状态，确保该管段管径的椭圆度合格。
[0005]本发明相比现有技术具有如下优点:该技术适用于对大口径厚壁管件的热弯制成型加工；在热态下加工管件可以降低对模具尺寸和压机吨位的要求，从而有效降低工艺成本和作业风险；通过两次填装砂芯确保管件内腔有足够多的填充物，使管件被弯压管段可以得到有效支撑以确保该管段管径的椭圆度符合要求，从而大大提高了管件弯制的成功率。
【附图说明】
[0006]图1是本发明的管件弯制工装结构图。
[0007]图2是本发明的管件及弯制工装剖面图。
[0008]图3是本发明的管件加热工艺示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的说明。
[0010]参见图1、图2和图3，一种热补装砂芯的大口径厚壁管件热弯制成型技术，通过分别在冷态和热态两种环境下两次往管件内腔中装填足够多的填充物以支撑管壁的弯压变形。整套工装结构包括待弯管1，上封板2，吊装法兰3，吊耳环4，上封板压板5，下封板6，初始冷态砂芯7，竖式(井式)加热装置8，热态砂芯9以及热态补填冷态砂芯10。详细的操作流程如下:首先将待弯管1 一端设为底端，并在其上焊装吊装法兰3，吊耳环4和下封板6，利用下封板将待弯管1的底端管口封住，然后将待弯管1竖立在操作平台(或其他操作工装)的专用凹槽内，并将待弯管1的底端置于操作平台的下端。在待弯管1的顶部管口段装焊吊装法兰3和吊耳环4，并在顶部管口段管壁上切割出插板孔。其次在待弯管1保持竖直的情况下往管件内装填体胀系数较小的初始冷态砂芯7，直至管件内腔被砂芯完全填满。砂芯装填完毕后，将待弯管1竖直放入竖式(井式)加热装置8中进行加热，至设定好的弯制工艺温度后取出，在加热阶段应确保管件顶端吊装法兰3和吊耳环4以上的管段结构位于加热装置外并包敷保温毯，以确保这部分管段不会有过大的热胀变形。加热完成后，将保温毯撤除，并应用其他工具将热态砂芯9进行捣实，令其填充由于管壁的热胀变形而产生的缝隙。之后向管件内添加热态补填冷态砂芯10直至内腔被再次填满。完成填充后，向管内放入上封板压板5，之后将上封板2快速插入插板孔并将上封板压板5压紧。最后将处理完毕的待弯管1吊入弯制模具并送入压机进行弯制加工。
[0011]本发明非常适用于弯制大口径厚壁管件，工装结构简单，操作流程清晰。应用此技术不但可以降低管件弯制工艺的成本，降低作业风险，还可以有效地解决管件在弯压过程中常见的管件弯曲段失真变形(管壁被压扁或管径椭圆度超差)问题，能够显著提升管件弯制的成功率。
【主权项】
1.一种热补装砂芯的大口径厚壁管热弯制成型技术，其特征是:管件在弯制前冷态装满体胀系数小的砂芯，然后将其加热到热弯制温度，再向管子内补装这样的砂芯，使热态管件在充满砂芯的状态下被弯制。2.根据权利要求1所述的热补装砂芯的管件弯制技术，其特征是:在竖式或井式加热装置中把冷态时已装满砂芯的待弯管件加热到弯制温度，让砂芯上表面随管件受热膨胀而向下沉降，使管件上端呈现空间，用以补装砂芯。3.根据权利要求1所述的热补装砂芯的管件弯制技术，其特征是:在管件热态下补装常温态的砂芯直至将管件内腔再次填满，并用上封板装置将砂芯压实及封堵上管口。4.根据权利要求1所述的热补装砂芯的管件弯制技术，其特征是:管件上管口端设有插板孔和用于快速插板的上封板压板，方便操作人员在管件热态环境下进行作业。
【专利摘要】一种热补装砂芯的大口径厚壁管热弯制成型技术。在冷态条件下向管件内腔添加体胀系数小的砂芯作为填充物，当管件被加热至弯制温度时，管件内部的热态砂芯会随着管件的热胀变形而发生一定程度的沉降，此时再向管件内腔中补填冷态砂芯直至将其填满，使得被弯曲管段的管壁能够获得足够的支撑，从而确保管件在弯压过程中弯曲段不会发生失真变形，有效提升了管件弯制的成功率和成品质量。
【IPC分类】B21D9/15, B21D9/18
【公开号】CN105290177
【申请号】CN201410266721
【发明人】李诤, 陈杨
【申请人】李诤
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年6月16日