一种整体式三通与弯头的连接管件及其加工方法
【专利摘要】本发明公开了一种整体式三通与弯头的连接管件，包括三通和设置在三通一侧的弯头，在所述的弯头内侧设置有与所述的三通相连通的通孔，所述的三通、所述的弯头及通孔通过锻压一体成型加工而成。本发明能够改善现有技术存在的问题，提供一种更合理的三通与弯头连接的管件。
【专利说明】
一种整体式三通与弯头的连接管件及其加工方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种整体式三通与弯头的连接管件及其加工方法。
【背景技术】
[0002]三通和弯头等管件广泛用于输送液体，气体等介质的管网中，主要用于对介质的分流和转向。目前，高温高压用三通和弯头一般采用热压工艺制作，管道连接中采用焊接的型式把两者焊成一体，然后通过热处理消除焊缝应力。其外形结构见图一，此结构虽能有效的保证管道的连接和介质的流通，但是焊接处强度不高，留有安全隐患。管道中三通的主管与支管过渡圆弧处(Rl)受到的冲击力较大，长期冲击可能导致变形，影响介质的输送。弯头是流通介质拐弯的地方，是整个管道的薄弱环节，弯头内弧侧为应力集中区，而外弧侧则为磨损区。在高压管道集气过程中，管道内部受介质的腐蚀，在流体动力学因素作用下，产生严重的冲刷破坏，对弯头外弧侧的磨损尤其严重，而现有弯头在成型过程中一般是外弧减薄的，且强度不高，在高压流体介质的冲刷破坏下最易发生穿孔、泄漏和开裂的事故，因此存在严重的安全隐患。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种整体式三通与弯头的连接管件及其加工方法，能够改善现有技术存在的问题，提供一种更合理的三通与弯头连接的管件。
[0004]本发明通过以下技术方案实现:
一种整体式三通与弯头的连接管件，包括三通和设置在三通一侧的弯头，在所述的弯头内侧设置有与所述的三通相连通的通孔，所述的三通、所述的弯头及通孔通过锻压一体成型加工而成。
[0005]进一步的，为更好地实现本发明，在所述的三通与所述的弯头的过渡圆弧的厚度大于所述的三通的侧壁的厚度。
[0006]进一步的，为更好地实现本发明，所述的三通的主管与其支管的连接部位呈圆弧形，所述的支管与所述的过渡圆弧相连接。
[0007]进一步的，为更好地实现本发明，所述的支管的厚度等于所述的过渡圆弧的厚度。
[0008]进一步的，为更好地实现本发明，所述的三通、所述的弯头为AISI4130合金结构钢。
[0009]进一步的，为更好地实现本发明，在所述的三通及所述的弯头远离所述的三通的一端分别设置有焊接头。
[0010]本发明还公开了一种整体式三通与弯头的连接管件的加工方法，包括以下步骤:
Si:将钢坯件按要求置于模锻设备进行锻造，形成三通、弯头、焊接头的毛坯件，使三通与弯头的过渡圆弧的连通三通的支管，使支管及过渡圆弧的厚度大于三通的主管的厚度； S2:对步骤SI产生的毛坯件进行热处理；
S3:对步骤S2产生的半成品件进行无损检测，检测其内部是否存在内部及表面缺陷，将符合要求的作为成品件；
S4:对步骤S3中的成品件进行精加工，加工成为需要的尺寸。
[0011 ]本发明与现有技术相比，具有以下有益效果:
本发明介质流通阻力小，从而加强了介质的流通性，而且也大大降低了对过渡区的冲击力，降低了安全隐患，延长其使用寿命。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0013]图1为现有三通管与弯头连接结构示意图；
图2为本发明本发明整体结构示意图；
图3为本发明内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细介绍，但本发明的实施方式不限于此。
[0015]如图1所示，现有的三通101与弯头102相互连接过程中，将三通的支管与弯头相互焊接，在焊接部位形成焊点108，由于焊接工艺本身的缺陷，使得焊接部位强度不高，留有安全隐患，在用于高压管液体输送时，弯头与三通过渡部位受到冲击力较大，容易出现穿孔、泄漏和开裂事故。
[0016]同时，由于现有的采用铸造工艺加工的三通和弯头，受到铸造工艺本身限制，其内部容易存在气泡、裂缝等缺陷，在用于高压液体输送时，在内部压力作用下，其内部缺陷容易扩大，造成局部损坏，严重影响其使用。
[0017]如图2、3所示，本发明一种整体式三通与弯头的连接管件，包括三通101和设置在三通101—侧的弯头102，在所述的弯头102内侧设置有与所述的三通101相连通的通孔103，所述的三通101、所述的弯头102及通孔103通过锻压一体成型加工而成。
[0018]本发明利用锻压一体成型的三通和弯头结构，可以改变金属组织，提高金属性能。铸锭经过热锻压后，原来的铸态疏松、孔隙、微裂等被压实或焊合;原来的枝状结晶被打碎，使晶粒变细；同时改变原来的碳化物偏析和不均匀分布，使组织均匀，从而获得内部密实、均匀、细微、综合性能好、使用可靠的锻件。锻件经热锻变形后，金属是纤维组织;经冷锻变形后，金属晶体呈有序性。
[0019]
【申请人】实验发现，利用锻压工艺形成整体结构，相比现有的采用焊接的方式，弯头与三通两连接更加可靠，用于高压管的液体输送，其抗冲击、看够磨损能力显著增强，整体结构的使用寿命能大大延长。
[0020]实施例1:
本实施例中，为了提高整体结构的抗冲击能力，优选地，在所述的三通101与所述的弯头102的过渡圆弧104的厚度大于所述的三通101的侧壁的厚度。
[0021]由于使用过程中，三通与弯头连接的过渡部位受到较大的冲击力，内部的流通介质对该部位的冲击力大于三通的主体结构部位，使得该部位形成一个应力集中区，而过渡区外侧形成一个磨损区，在用于海工钻井平台才有高压管使用时，外部机构收到海水腐蚀，内部结构受到内部高压介质的冲击，本实施例中，将该过渡圆弧的厚度增加，能够增强其抗冲击、抗磨损性能，明显有助于延长其使用寿命。
[0022]实施例2:
本实施例中，为了减小内部介质流动过程中对弯头和三通连接部位产生的冲击，优选地，所述的三通101的主管105与其支管106的连接部位呈圆弧形，所述的支管106与所述的过渡圆弧104相连接。
[0023]本实施例中，使主管与支管之间形成平滑的弧形过渡段，避免内部介质流动过程中，在支管与主管之间产生拐弯时造成应力过于集中，能够有效减少三通内部局部压力集中的问题，使其使用更加可靠。
[0024]为了提高支管部位的抗冲击效果，本实施例中，优选地，所述的支管106的厚度等于所述的过渡圆弧104的厚度。通过采用该设计，能够使支管与弯头连接和过渡更加平滑，使其结构更加可靠。
[0025]实施例3:
本实施例中，优选地，所述的三通101、所述的弯头102为AISI4130合金结构钢。本实施例中，利用AISI4130合金结构钢具有很高的淬硬性，能够有效提高整体结构的强度。
[0026]为了方便安装，本实施例中，优选地，在所述的三通101及所述的弯头102远离所述的三通1I的一端分别设置有焊接头107。
[0027]实施例4:
本发明还公开了一种整体式三通与弯头的连接管件的加工方法，包括以下步骤:
S1:将钢坯件按要求置于模锻设备进行锻造，形成三通101、弯头102、焊接头107的毛坯件，使三通101与弯头102的过渡圆弧104的连通三通101的支管106，使支管106及过渡圆弧104的厚度大于三通101的主管105的厚度；
S2:对步骤SI产生的毛坯件进行热处理；
S3:对步骤S2产生的半成品件进行无损检测，检测其内部是否存在内部及表面缺陷，将符合要求的作为成品件；
S4:对步骤S3中的成品件进行精加工，加工成为需要的尺寸。
[0028]本发明方法用于海工钻井平台采油高压管汇专用的特高压锻制管件加工，三通与弯头直接采用整体锻造方式加工而成，其外形结构见图3。三通与弯头整体锻造而成，在保证开口接管尺寸与厚度的情况下，增加了整体厚度，使得结构强度更高，且没有连接焊缝，三通的主管与支管及支管与过渡圆弧(R2)更大更平滑，介质流通阻力小，从而加强了介质的流通性，而且也大大降低了对过渡区的冲击力，降低了安全隐患，提高了使用寿命。由于弯头外弧受海水冲刷是磨损最严重的区域，因此在满足管道强度等级的基础上，弯头整体厚度的增加增强了弯头背部的耐磨性。
[0029]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种整体式三通与弯头的连接管件，其特征在于:包括三通和设置在三通一侧的弯头，在所述的弯头内侧设置有与所述的三通相连通的通孔，所述的三通、所述的弯头及通孔通过锻压一体成型加工而成。2.根据权利要求1所述的一种整体式三通与弯头的连接管件，其特征在于:在所述的三通与所述的弯头的过渡圆弧的厚度大于所述的三通的侧壁的厚度。3.根据权利要求2所述的一种整体式三通与弯头的连接管件，其特征在于:所述的三通的主管与其支管的连接部位呈圆弧形，所述的支管与所述的过渡圆弧相连接。4.根据权利要求3所述的一种整体式三通与弯头的连接管件，其特征在于:所述的支管的厚度等于所述的过渡圆弧的厚度。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种整体式三通与弯头的连接管件，其特征在于:所述的三通、所述的弯头为AISI4130合金结构钢。6.根据权利要求1-4任一项所述的一种整体式三通与弯头的连接管件，其特征在于:在所述的三通及所述的弯头远离所述的三通的一端分别设置有焊接头。7.—种整体式三通与弯头的连接管件的加工方法，其特征在于:包括以下步骤: S1:将钢坯件按要求置于模锻设备进行锻造，形成三通、弯头、焊接头的毛坯件，使三通与弯头的过渡圆弧的连通三通的支管，使支管及过渡圆弧的厚度大于三通的主管的厚度； S2:对步骤SI产生的毛坯件进行热处理； S3:对步骤S2产生的半成品件进行无损检测，检测其内部是否存在内部及表面缺陷，将符合要求的作为成品件； S4:对步骤S3中的成品件进行精加工，加工成为需要的尺寸。
【文档编号】B23P15/00GK105909902SQ201610459050
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】陈少忠, 黄顶峰
【申请人】江阴中南重工有限公司