专利名称：一种尿素级不锈钢管的弯制设备及弯制方法
技术领域：
本发明涉及石化尿素装置316Lmod管线加工技术，特别指一种尿素级不锈钢管的弯制设备及弯制方法。
背景技术：
316Lmod尿素级超低碳不锈钢是316L改良型材料，常用做石化尿素装置高压管线材料。尿素装置具有高温、高压、易燃、易爆、易腐蚀等特点，最高工作压力达15 MPa，最高工作温度达385°C，其主要工作介质为甲胺、尿液、液氨等高腐蚀性物质。其中腐蚀性最强的介质为高温高压下的甲铵溶液，对不锈钢具有很强的晶间腐蚀能力。当含碳量低于0. 03%的超低碳不锈钢(3161mod)由于碳含量极低，使不锈钢在敏化状态时(奥氏体不锈钢敏化温度范围为450-850°C )在晶间析出的碳化铬Cr23C6明显减少，而具有良好的抗晶间腐蚀能力。此材料管道及管道组成件和焊接材料的奥氏体形成元素(Ni、C、N、Mn等)和铁素体形成元素(Cr、Mo、Si等)的平衡应使得在焊后能获得完全奥氏体组织，最大铁素体含量为0. 6%。我国尿素汽提装置中使用的316Lmod管线全部都是国外进口标准件、弯头及配件组成，成本非常高。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种尿素级不锈钢管的弯制设备及弯制方法。本发明的弯制设备包括设置在钢筋混凝土基础的钢板上的推进部分A、弯制部分B和拉动部分C，及成型弯管端部整形装置，其中
推进部分A包括固定在钢板上的油缸座，设置在油缸座上的油缸；弯制部分B包括底端固定在钢筋混凝土基础中的主轴，套装在主轴上并绕主轴旋转的转盘及弯管模，和设置在弯管模上方并通过盖板支撑柱固定在钢板上的上盖板，其中弯管模的一侧设置有限位装置，相对应的另一侧设置有前夹头和滑块座，被弯钢管插入滑块座的滑块中并伸入弯管模与前夹头之间；
拉动部分C包括固定设置在钢板上的卷扬机，和绕设在转盘上的钢丝绳，其中钢丝绳一端通过主钢丝绳与卷扬机连接，另一端通过副钢丝绳与卷扬机连接；
成型弯管端部整形装置包括压机工作台，设置在压机工作台上的下整形模，设置在下整形模上的上整形模，及设置在上整形模上的压机压头，其中弯制成型的弯管插入下整形模和上整形模形成的整形孔内进行端部整形；
所述的推进部分A的油缸顶在弯制部分B上插入的被弯钢管尾端，并推动被弯钢管向前运动；拉动部分C通过卷扬机控制钢丝绳拉动转盘及弯管模旋转，对夹置的被弯钢管进行弯制；且推进部分A和拉动部分C同步工作进行推拉式弯制操作，或者只启动拉动部分C进行纯拉式弯制操作。本发明的弯制方法包括以下步骤1)来料检验查看预加工管材被弯钢管上的标识是否为所需加工的型号，并测量管材长度、外径、壁厚等是否合格，核对、检测无误后进入下一步；
2)弯制前准备工作
a、对预加工被弯钢管材采用包隔离纤维布的方式与碳钢隔离，并按图纸所需尺寸对管材进行预制；
b、对需要利用延长管弯制的管材，需通过对焊将被弯钢管材与碳钢管焊接成一体，焊接时被弯钢管材制成弯管终弯点距焊缝距离至少为100mm，而且焊接过程中的飞溅物不得与被弯钢管材接触；
C、调整弯制设备选定弯管模并安装好，检查弯制设备各部件是否到位，确定弯制的方式为推拉式弯制，或者为纯拉式弯制；
3)管材弯制，可采用以下二种方式的任意一种
a、推拉式弯制将被弯钢管置于滑块及弯管模和前夹头之间，通过夹紧部分和前夹头将被弯钢管夹紧，并通过限位装置调整好弯制角度；将油缸顶在被弯钢管的尾端，开启油缸推动被弯钢管向前运动，同时开启卷扬机，钢丝绳带动转盘转动，弯管模与转盘连成一体并以同一角速度旋转，带动被弯钢管向前进行弯制，且工作过程中卷扬机拉的速度与油缸推的速度同步，即以推拉式完成被弯钢管管材的弯制；
b、纯拉式弯制将被弯钢管置于滑块及弯管模和前夹头之间，通过夹紧部分和前夹头将被弯钢管夹紧，并通过限位装置调整好弯制角度；开启卷扬机，钢丝绳带动转盘转动，弯管模与转盘连成一体并以同一角速度旋转，带动被弯钢管向前进行弯制，即以纯拉式完成被弯钢管管材的弯制；
4)出模检验，将通过上步弯制成型的弯管从弯制设备上取下，并检查弯制角度是否符合要求，弯管椭圆度< 6 %，弯管弯曲角度偏差控制在士0. 5°以内，背部减薄率最多为所提供管材壁厚的6.5%，弯管内侧波浪度彡洲，弯曲半径偏差彡士3mm，中心至端部尺寸偏差< 士2mm，管端部椭圆度控制在1%，对符合要求的弯管划线、下料以进行下一步操作，划线、下料时应留出加工余量；
5)弯管端部整形将经过上步制作的弯管端部放入弯管端部整形装置的整形孔内，启动压机，压机压头压紧上整形模和下整形模，使弯管端部的椭圆度达到要求；
6)弯管坡口机加工，利用镗床及不锈钢刀具等对弯管进行坡口加工，使坡口角度达到标准要求；
7)检验，包括
a、弯管椭圆度<6%，弯管弯曲角度偏差控制在士0.5°以内，背部减薄率最多为所提供管材壁厚的6.5%，弯管内侧波浪度彡2%，弯曲半径偏差彡士3mm，中心至端部尺寸偏差(士2mm，弯管端部椭圆度控制在1%内；
b、铁素体含量检验，所有位置铁素体含量不得超过0.6% ；
c、着色探伤检验；
d、检查弯管外表面不得有明显的压痕、褶皱、划痕等缺陷；
8)酸洗、钝化，对经过上步检验合格的弯管外表面进行酸洗、钝化处理；
9)最后对合格的弯管材质、规格、角度进行喷涂标记即形成合格的标准弯头，包装入库即可。
本发明的优点及有益效果
本发明用3161mod管线最基本的要求就是材料的抗晶间腐蚀能力、铁素体含量指标，铁素体含量用铁素体测量仪检测，需达到最大铁素体含量为0. 6%的标准，铁素体含量不合格的管道及管道组成件和焊接材料严禁投入使用。我国尿素汽提装置中使用的316Lmod管线全部都是国外进口标准件、弯头及配件组成，成本非常高，本发明制作的3161mod管线可替代国外进口，缩短采购周期，降低成本。
图1是本发明弯制方法工艺流程图。图2是本发明弯制设备俯视结构示意图。图3是本发明弯制设备的成型弯管端部整形装置结构示意图。图4是本发明弯制设备的弯制部分结构示意图。图5是图4A-A剖面结构示意图。
具体实施例方式本发明弯制设备包括设置在钢筋混凝土基础1的钢板17上的推进部分A、弯制部分B和拉动部分C，及成型弯管端部整形装置，其中
推进部分A包括固定在钢板17上的油缸座20，设置在油缸座20上的油缸21 ；弯制部分B包括底端固定在钢筋混凝土基础1中的主轴16，套装在主轴16上并绕主轴16旋转的转盘10及弯管模9，和设置在弯管模9上方并通过盖板支撑柱2固定在钢板17上的上盖板5，其中弯管模9的一侧设置有限位装置36，相对应的另一侧设置有前夹头28和滑块座6，被弯钢管22插入滑块座6的滑块19中并伸入弯管模9与前夹头观之间，所述滑块座6通过销30连接夹紧部分四，且通过夹紧部分四调整并夹紧弯管模9与前夹头观之间的被弯钢管22 ；
拉动部分C包括固定设置在钢板17上的卷扬机M，和绕设在转盘10上的钢丝绳11，其中钢丝绳11 一端通过主钢丝绳27与卷扬机M连接，另一端通过副钢丝绳23与卷扬机24连接；
成型弯管端部整形装置包括压机工作台31，设置在压机工作台31上的下整形模32，设置在下整形模32上的上整形模34，及设置在上整形模34上的压机压头35，其中弯制成型的弯管插入下整形模32和上整形模34形成的整形孔33内进行端部整形；
所述的推进部分A的油缸21顶在弯制部分B上插入的被弯钢管22尾端，并推动被弯钢管22向前运动；拉动部分C通过卷扬机M控制钢丝绳11拉动转盘10及弯管模9旋转，对夹置的被弯钢管22进行弯制；且推进部分A和拉动部分C同步工作进行推拉式弯制操作，或者只启动拉动部分C进行纯拉式弯制操作。本发明所述的主轴16的底端与钢筋混凝土基础1之间设置有主轴套15，主轴16的顶端与上盖板5连接处设置有主轴支撑套7，主轴16在主轴套15及主轴支撑套7内旋转运动。所述的转盘10内孔与主轴16之间设置有铜套14，转盘10底部的内侧和外侧还分别设置有支撑和减少摩擦力的转盘座13、托轮12。所述的弯管模9可更换的套设在主轴16上，并通过止动插销8与转盘10连接成一体。所述的滑块座6内端设置带半圆弧凹槽的滑块19，被弯钢管22插入凹槽内，且滑块19通过设置的滚柱18在滑块座6中滑动。所述的上盖板5与盖板支撑柱2通过盖板定位销4固定成一体。所述的钢丝绳11两端分别通过滑轮组沈与主钢丝绳27和副钢丝绳23连接，主钢丝绳27和副钢丝绳23的另一端通过锚桩25与卷扬机对连接。本发明弯制设备的结构原理
主轴套15固定在钢筋混凝土基础1中，主轴16与主轴套15动配合，转盘10内孔镶铜套14，减少摩擦力和转盘10内孔磨损，转盘10通过转盘座13和托轮12 (托轮起支撑和减少摩擦力作用，因托轮上有可转动的轴)与主轴间隙配合，钢丝绳11绕在转盘10上，弯管模9与主轴16间隔配合置于转盘10上，弯管模9通过止动销8与轮盘10连成一体并以同一角速度旋转，上盖板5通过盖板定位销4和六角头螺栓3与盖板支撑柱连接，主轴16与主轴支撑套7连接。滑块19通过滚柱18可以在滑块座6中滑动；油缸座20固定在钢板17上，油缸21置于油缸座20上，316Lmod管置于滑块18弯管模9和前夹头28之间，通过夹紧部分四和前夹头28夹紧；夹紧部分四与滑块座6通过销30连接，主钢丝绳27付钢丝绳23通过滑轮组沈与钢丝绳11连接，卷扬机M固定在钢筋混凝土 1和钢板17上。下整形模32置于压机工作台31上，316Lmod标准弯置于下整形模32和上整形模34之间，通过压机工作台的压力使316Lmod弯头端口椭圆度达到要求。本发明具体弯制步骤包括(其中被弯钢管为316Lmod管)一、来料检验
1、查看管材上的标识是否跟来料清单相符。2、测量管子长度、外径、壁厚(用超声波测厚仪)。二、制作
制作均采用冷弯，所有制作过程中采用有效手段与碳钢隔离(包隔离纤维布)，控制铁素体含量。如有管线轴侧图，按管道工厂化预制进行预制，即按管线轴侧图尺寸拆分成单个弯管，这样使管线的焊口焊点减少，安全隐患减少，原管加工破坏点少，外观美，强度高。(一)需要利用延长管弯制的管子或标准弯(美标)
1、两端机加工坡口(用50车床或镗床，不锈钢刀具)，坡口角度按ASMEB16.9—1993标
准；
2、对焊(316Lmod管与碳钢管，焊条用A022)；
3、弯管终弯点距焊缝距离至少为100mm;
4、焊接的飞溅物不得与316Lmod材料接触；(二)弯制
1、按所弯制的弯管选定模子(模子采用适当缩径)、推拉式冷弯管机(自制)
2、根据所弯制弯头的展开长度、前夹头、后夹头及加工余量计算出所需管子长度；选料；装夹在适当部位；
3、夹紧，按管子规格采用推拉式或纯拉式(速度采用低档)，按图纸要求弯到所需角度；
4、弯制原理被弯钢管22置于滑块19弯管模9和前夹头观之间，通过夹紧部分四和前夹头观夹紧；调整限位装置36保证需要弯制角度；油缸21顶在被弯钢管22尾端，滑块19通过滚柱18可以在滑块座6中滑动，开油缸21推动被弯钢管22运动；同时开卷扬机对，钢丝绳带动转盘10转动，弯管模9通过止动销8与转盘10连成一体并以同一角速度旋转，保证卷扬机M拉的速度与油缸21推的速度同步；通过调整限位装置36保证弯制角度。(三)检验(自检)
弯管椭圆度< 6% ；弯管弯曲角度偏差控制在士0. 5°以内，保证背部减薄率最多为所提供管材壁厚的6. 5% ；弯管内侧波浪度<2%，弯曲半径(见附表)偏差< 士3mm;中心至端部尺寸偏差< 士2mm ；管端部椭圆度控制在1%。(四)划线
按图纸尺寸划线(留机加工余量)。(五)下料
按加工点下料(留加工坡口余量，用弓锯床、不锈钢锯条)。如焊有延长管的，为去除渗碳部分应在适当位置下料。(六)整形
上专用夹具，用油压机整形其管端部的椭圆度至要求(七)机加工
按图纸尺寸加工坡口(用镗床，不锈钢刀具)，坡口角度按ASME B16. 9—1993标准要
求；
三、检验(专检)
1、弯管椭圆度< 6% ；弯管弯曲角度偏差控制在士0. 5°以内，保证背部减薄率最多为所提供管材壁厚的6. 5% ；弯管内侧波浪度彡洲，弯曲半径(见附表)偏差彡士3mm;中心至端部尺寸偏差< 士2mm ；管端部椭圆度控制在1%内。2、铁素体含量检验。所有位置铁素体含量不得超过0. 6%3、着色探伤检验。4、弯管外表面不得有明显的压痕、褶皱、划痕等缺陷。四、酸洗、钝化
所有弯管外表面需进行酸洗、钝化处理。五、标记
所有弯管进行喷涂标记(包括材质、规格、角度)。六、包装
按要求进行包装。(用彩条进行单个包好，再装入包箱内，在箱外标识)附表弯曲半径
权利要求
1.一种尿素级不锈钢管的弯制设备，其特征在于包括设置在钢筋混凝土基础(1)的钢板(17)上的推进部分(A)、弯制部分(B)和拉动部分(C)，及成型弯管端部整形装置，其中推进部分(A)包括固定在钢板(17)上的油缸座(20)，设置在油缸座(20)上的油缸(21)；弯制部分(B)包括底端固定在钢筋混凝土基础(1)中的主轴(16)，套装在主轴(16)上并绕主轴(16 )旋转的转盘(10 )及弯管模(9 )，和设置在弯管模(9 )上方并通过盖板支撑柱(2)固定在钢板(17)上的上盖板(5)，其中弯管模(9)的一侧设置有限位装置(36)，相对应的另一侧设置有前夹头(28)和滑块座(6)，被弯钢管(22)插入滑块座(6)的滑块(19)中并伸入弯管模(9)与前夹头(28)之间；拉动部分(C)包括固定设置在钢板(17)上的卷扬机(24)，和绕设在转盘(10)上的钢丝绳(11)，其中钢丝绳(11)一端通过主钢丝绳(27)与卷扬机(24)连接，另一端通过副钢丝绳(23)与卷扬机(24)连接；成型弯管端部整形装置包括压机工作台(31)，设置在压机工作台(31)上的下整形模(32)，设置在下整形模(32)上的上整形模(34)，及设置在上整形模(34)上的压机压头(35)，其中弯制成型的弯管插入下整形模(32)和上整形模(34)形成的整形孔(33)内进行端部整形；所述的推进部分(A)的油缸(21)顶在弯制部分(B)上插入的被弯钢管(22)尾端，并推动被弯钢管(22)向前运动；拉动部分(C)通过卷扬机(24)控制钢丝绳(11)拉动转盘(10)及弯管模(9)旋转，对夹置的被弯钢管(22)进行弯制；且推进部分(A)和拉动部分(C)同步工作进行推拉式弯制操作，或者只启动拉动部分(C)进行纯拉式弯制操作。
2.根据权利要求1所述的尿素级不锈钢管的弯制设备，其特征在于所述的主轴(16)的底端与钢筋混凝土基础(1)之间设置有主轴套(15)，主轴(16)的顶端与上盖板(5)连接处设置有主轴支撑套(7 )，主轴(16 )在主轴套(15 )及主轴支撑套(7 )内旋转运动。
3.根据权利要求1所述的尿素级不锈钢管的弯制设备，其特征在于所述的转盘(10)内孔与主轴(16)之间设置有铜套(14)，转盘(10)底部的内侧和外侧还分别设置有支撑和减少摩擦力的转盘座(13)、托轮(12)。
4.根据权利要求1所述的尿素级不锈钢管的弯制设备，其特征在于所述的弯管模(9)可更换的套设在主轴(16 )上，并通过止动插销(8 )与转盘(10 )连接成一体。
5.根据权利要求1所述的尿素级不锈钢管的弯制设备，其特征在于所述的滑块座(6)内端设置带半圆弧凹槽的滑块(19)，被弯钢管(22)插入凹槽内，且滑块(19)通过设置的滚柱(18)在滑块座(6)中滑动。
6.根据权利要求1所述的尿素级不锈钢管的弯制设备，其特征在于所述的上盖板(5)与盖板支撑柱(2)通过盖板定位销(4)固定成一体。
7.根据权利要求1所述的尿素级不锈钢管的弯制设备，其特征在于所述的钢丝绳(11)两端分别通过滑轮组(26)与主钢丝绳(27)和副钢丝绳(23)连接，主钢丝绳(27)和副钢丝绳(23 )的另一端通过锚桩(25 )与卷扬机(24 )连接。
8.一种尿素级不锈钢管的弯制方法，其特征在于包括以下步骤1)来料检验查看预加工管材被弯钢管上的标识是否为所需加工的型号，并测量管材长度、外径、壁厚等是否合格，核对、检测无误后进入下一步；2)弯制前准备工作a、对预加工被弯钢管材采用包隔离纤维布的方式与碳钢隔离，并按图纸所需尺寸对管材进行预制；b、对需要利用延长管弯制的管材，需通过对焊将被弯钢管材与碳钢管焊接成一体，焊接时被弯钢管材制成弯管终弯点距焊缝距离至少为100mm，而且焊接过程中的飞溅物不得与被弯钢管材接触；C、调整弯制设备选定弯管模并安装好，检查弯制设备各部件是否到位，确定弯制的方式为推拉式弯制，或者为纯拉式弯制；3)管材弯制，可采用以下二种方式的任意一种，均为冷弯a、推拉式弯制将被弯钢管(22)置于滑块(19)及弯管模(9)和前夹头(28)之间，通过夹紧部分(29 )和前夹头(28 )将被弯钢管(22 )夹紧，并通过限位装置(36 )调整好弯制角度；将油缸(21)顶在被弯钢管(22)的尾端，开启油缸(21)推动被弯钢管(22)向前运动，同时开启卷扬机(24)，钢丝绳(11)带动转盘(10)转动，弯管模(9)与转盘(10)连成一体并以同一角速度旋转，带动被弯钢管(22)向前进行弯制，且工作过程中卷扬机(24)拉的速度与油缸(21)推的速度同步，即以推拉式完成被弯钢管(22)管材的弯制；b、纯拉式弯制将被弯钢管(22)置于滑块(19)及弯管模(9)和前夹头(28)之间，通过夹紧部分(29)和前夹头(28)将被弯钢管(22)夹紧，并通过限位装置(36)调整好弯制角度；开启卷扬机(24 )，钢丝绳(11)带动转盘(10 )转动，弯管模(9 )与转盘(10 )连成一体并以同一角速度旋转，带动被弯钢管(22)向前进行弯制，即以纯拉式完成被弯钢管(22)管材的弯制；4)出模检验，将通过上步弯制成型的弯管从弯制设备上取下，并检查弯制角度是否符合要求，弯管椭圆度<6%，弯管弯曲角度偏差控制在士0.5°以内，背部减薄率最多为所提供管材壁厚的6.5%，弯管内侧波浪度彡洲，弯曲半径偏差彡士3mm，中心至端部尺寸偏差< 士2mm，管端部椭圆度控制在1%，对符合要求的弯管划线、下料以进行下一步操作，划线、下料时应留出加工余量；5)弯管端部整形将经过上步制作的弯管端部放入弯管端部整形装置的整形孔(33)内，启动压机，压机压头(35)压紧上整形模(34)和下整形模(32)，使弯管端部的椭圆度达到要求；6)弯管坡口机加工，利用镗床及不锈钢刀具等对弯管进行坡口加工，使坡口角度达到标准要求；7)检验，包括a、弯管椭圆度<6%，弯管弯曲角度偏差控制在士0.5°以内，背部减薄率最多为所提供管材壁厚的6.5%，弯管内侧波浪度彡2%，弯曲半径偏差彡士3mm，中心至端部尺寸偏差(士2mm，弯管端部椭圆度控制在1%内；b、铁素体含量检验，所有位置铁素体含量不得超过0.6% ；c、着色探伤检验；d、检查弯管外表面不得有明显的压痕、褶皱、划痕等缺陷；8)酸洗、钝化，对经过上步检验合格的弯管外表面进行酸洗、钝化处理；9)最后对合格的弯管材质、规格、角度进行喷涂标记即形成合格的标准弯头，包装入库即可。
全文摘要
本发明涉及一种尿素级不锈钢管的弯制设备及弯制方法，其弯制设备包括设置在钢筋混凝土基础的钢板上的推进部分A、弯制部分B和拉动部分C，及成型弯管端部整形装置，其中推进部分A的油缸顶在弯制部分B上插入的被弯钢管尾端，并推动被弯钢管向前运动；拉动部分C通过卷扬机控制钢丝绳拉动转盘及弯管模旋转，对夹置的被弯钢管进行弯制；且推进部分A和拉动部分C同步工作进行推拉式弯制操作，或者只启动拉动部分C进行纯拉式弯制操作。本发明的弯制方法包括1)来料检验；2)弯制前准备工作；3)管材弯制；4)出模检验；5)弯管端部整形；6)弯管坡口机加工；7)检验；8)酸洗、钝化；9)包装入库即可。本发明可替代国外进口，缩短采购周期，降低成本。
文档编号B21D7/08GK102380529SQ20111028382
公开日2012年3月21日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者刘松柏, 刘珲, 宋尧, 熊光辉, 陈冬连, 陈定波 申请人:湖南四化建高压阀门管件有限公司