一种管端焊接法兰及其加工工艺的制作方法

本发明涉及一种焊接法兰，具体涉及一种管端焊接法兰。同时，本发明还涉及一种管端焊接法兰的加工工艺。

背景技术：

法兰，又叫法兰凸缘盘或突缘。法兰是管子与管子之间相互连接的零件，用于管端之间的连接；也有用在设备进出口上的法兰，用于两个设备之间的连接，如减速机法兰。法兰连接就是把两个管道、管件或器材，先各自固定在一个法兰盘上，两个法兰盘之间，加上法兰垫，用螺栓紧固在一起，完成连接。有的管件和器材已经自带法兰盘，也是属于法兰连接。法兰连接是管道施工的重要连接方式法兰连接使用方便，能够承受较大的压力在工业管道中，法兰连接的使用十分广泛。按照连接方式法兰连接种类可分为:板式平焊法兰、带颈平焊法兰、带颈对焊法兰、承插焊法兰、螺纹法兰、法兰盖、带颈对焊环松套法兰、平焊环松套法兰、环槽面法兰及法兰盖、大直径平板法兰、大直径高颈法兰、八字盲板、对焊环松套法兰等。

但是，在管端焊接法兰的安装过程中，需要对管道和法兰精准对接，之后才能进行焊接，在焊接时，只有在连接处设有一圈焊位，没有纵向焊位，且传统喷漆法兰防腐处理效果不好，易受到腐蚀，降低使用期限，增加维护成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种管端焊接法兰及其加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种管端焊接法兰，包括安装盘和外衬，所述安装盘上均匀设置有安装孔，所述安装盘中心的两侧设有环形内衬，所述内衬外侧设有环形外衬，所述外衬上方均匀间断设有焊接块，所述外衬外侧均匀焊接固定有加强肋，所述安装盘下表面设有环形密封槽。

优选的，所述安装盘、焊接块、内衬和外衬为一体化结构。

优选的，所述焊接块顶部外侧边缘设有易于焊接的坡面。

优选的，所述内衬内壁设有用于减小流体冲击的倾斜切面。

优选的，所述安装孔两侧的安装盘和加强肋的底部焊接固定，且加强肋的背部同时焊接于焊接块和外衬外侧。

本发明还提供了一种管端焊接法兰的生产工艺，具体包括以下步骤：

S1、原料准备及处理：选圆钢或方钢为原料，对原料表面进行去锈和去污处理，将处理好的原料进行截断，得到法兰胚料，将胚料放入温度为1400℃的加热炉中进行加热，得到高温胚料，备用；

S2、锻造成型：将S1中得到的高温胚料取出，采取自由锻的方式，对高温胚料进行锻压，锻造始锻温度为1300-1350℃，终锻温度为700-800℃，并使高温胚料产生形变得到初具法兰雏形的锻件；

S3、热工艺处理：将S2中得到的锻件放入加热炉进行热工艺处理，热工艺处理为正火，正火温度为850-900℃，保温时间为150min，保温期间内，同时对锻件进行气体碳氮共渗处理，气体碳氮共渗处理时间为120min，出炉温度为830℃，取出后在自然条件下冷却至常温；

S4、车床加工：将S3处理后的常温锻件首先进行粗加工，去除锻件表面的氧化皮，之后对去除氧化皮的锻件进行精加工，车出安装孔、焊接块、内衬、外衬、密封槽和管道卡槽；

S5、表面工艺处理：将S4中精加工后的法兰进行毛刺打磨，得到光滑的法兰后，在法兰外圆柱表面添加钢印，之后通过电弧喷涂给法兰表面添加防腐涂层，厚度为0.25-0.40mm；

S6、入库：将S5中得到的法兰成品冷却后，用密封袋包装，放置仓库中储藏。

优选的，S5中电弧喷涂处理时采用的防腐材料为铝丝和锌丝，锌涂层附于法兰表面，铝涂层附于锌涂层表面。

优选的，所述锌涂层厚度为0.1-0.15mm，所述铝涂层厚度为0.15-0.25mm。

本发明提供的一种管端焊接法兰及其加工工艺，与现有技术相比，通过内衬和外衬的设计，使得内衬和外衬之间形成一条用于卡接管道的环形管道卡槽，有利于管道安装时准确定位，并对管道内外两侧提供支持，有利于稳固管道，外衬上方设有开出坡口的焊接块，可提供更多纵向和横向焊位；与传统的热工艺相比，在热工艺正火处理时，利用高温，对锻件同时进行碳氮共渗处理，可以明显提锻件的硬度，耐磨性和疲劳强度；采用电弧喷涂防腐处理，相比传统防腐措施，通过在法兰表面喷涂雾化的金属锌和铝，形成的复合涂层，其耐蚀性比喷锌或铝涂层两者单独耐蚀寿命值之和要高50-130％，法兰再投入使用后提高使用期限，减少更换，便于管道维护；该管端焊接法兰及其加工工艺，结构设计合理，便于管道安装和焊接，法兰的硬度、耐磨性和抗疲劳强度得到明显提高，同时能大幅度提高法兰的使用寿命，减少维护成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视图。

图中：1安装盘、2安装孔、3加强肋、4焊接块、5内衬、6外衬、7密封槽、8管道卡槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明提供了如图1-2所示的一种管端焊接法兰，包括安装盘1和外衬6，所述安装盘1上均匀设置有安装孔2，所述安装盘1中心的两侧设有环形内衬5，所述内衬5内壁设有用于减小流体冲击的倾斜切面，所述内衬5外侧设有环形外衬6，所述外衬6上方均匀间断设有焊接块4，所述焊接块4顶部外侧边缘设有易于焊接的坡面，所述外衬6外侧均匀焊接固定有加强肋3，所述安装孔2两侧的安装盘1和加强肋3的底部焊接固定，且加强肋3的背部同时焊接于焊接块4和外衬6外侧。

本发明还提供了一种管端焊接法兰的生产工艺，具体包括以下步骤：

S1、原料准备及处理：选选钢材，以圆钢或方钢为原料，对原料表面进行去锈和去污处理，将处理好的原料进行截断，得到法兰胚料，将胚料放入温度为1400℃的加热炉中进行加热，得到高温胚料，备用；

S2、锻造成型：将步骤S1中得到的高温胚料取出，采取自由锻的方式，对高温胚料进行锻压，锻造始锻温度为1300-1350℃，终锻温度为700-800℃，并使高温胚料产生形变得到初具法兰雏形的锻件；

S3、热工艺处理：将步骤S2中得到的锻件放入加热炉进行热工艺处理，热工艺处理为正火，正火温度为850-900℃，保温时间为150min，保温期间内，同时对锻件进行气体碳氮共渗处理，气体碳氮共渗处理时间为150min，出炉温度为830℃，取出后在自然条件下冷却至常温；

S4、车床加工：将步骤S3处理后的常温锻件首先进行粗加工，去除锻件表面的氧化皮，之后对去除氧化皮的锻件进行精加工，车出安装孔2、焊接块4、内衬5、外衬6、密封槽7和管道卡槽8；

S5、表面工艺处理：将步骤S4中精加工后的法兰进行毛刺打磨，得到光滑的法兰后，在法兰外圆柱表面添加钢印，之后通过电弧喷涂给法兰表面添加防腐涂层，厚度为0.25-0.40mm，电弧喷涂处理时采用的防腐材料为铝丝和锌丝，利用电弧熔化金属，用高速气流把熔化的金属雾化，并对雾化的金属粒子加速使它们喷向工件形成涂层，锌涂层附于法兰表面，铝涂层附于锌涂层表面，所述锌涂层厚度为0.1-0.15mm，所述铝涂层厚度为0.15-0.25mm；

S6、入库：将步骤S5中得到的法兰成品冷却后，用密封袋包装，放置仓库中储藏。

实施例2

本发明提供了如图1-2所示的一种管端焊接法兰，包括安装盘1和外衬6，所述安装盘1上均匀设置有安装孔2，所述安装盘1中心的两侧设有环形内衬5，所述内衬5内壁设有用于减小流体冲击的倾斜切面，所述内衬5外侧设有环形外衬6，所述外衬6上方均匀间断设有焊接块4，所述焊接块4顶部外侧边缘设有易于焊接的坡面，所述外衬6外侧均匀焊接固定有加强肋3，所述安装孔2两侧的安装盘1和加强肋3的底部焊接固定，且加强肋3的背部同时焊接于焊接块4和外衬6外侧。

本发明还提供了一种管端焊接法兰的生产工艺，具体包括以下步骤：

S1、原料准备及处理：选钢材，以圆钢或方钢为原料，对原料表面进行去锈和去污处理，将处理好的原料进行截断，得到法兰胚料，将胚料放入温度为1350℃的加热炉中进行加热，得到高温胚料，备用；

S2、锻造成型：将S1中得到的高温胚料取出，采取自由锻的方式，对高温胚料进行锻压，锻造始锻温度为1250-1300℃，终锻温度为650-750℃，并使高温胚料产生形变得到初具法兰雏形的锻件；

S3、热工艺处理：将S2中得到的锻件放入加热炉进行热工艺处理，热工艺处理为正火，正火温度为800-850℃，保温时间为180min，保温期间内，同时对锻件进行气体碳氮共渗处理，气体碳氮共渗处理时间为180min，出炉温度为800℃，取出后在自然条件下冷却至常温；

S4、车床加工：将S3处理后的常温锻件首先进行粗加工，去除锻件表面的氧化皮，之后对去除氧化皮的锻件进行精加工，车出安装孔2、焊接块4、内衬5、外衬6、密封槽7和管道卡槽8；

S5、表面工艺处理：将S4中精加工后的法兰进行毛刺打磨，得到光滑的法兰后，在法兰外圆柱表面添加钢印，之后通过电弧喷涂给法兰表面添加防腐涂层，厚度为0.25-0.40mm，电弧喷涂处理时采用的防腐材料为铝丝和锌丝，利用电弧熔化金属，用高速气流把熔化的金属雾化，并对雾化的金属粒子加速使它们喷向工件形成涂层，锌涂层附于法兰表面，铝涂层附于锌涂层表面，所述锌涂层厚度为0.1-0.15mm，所述铝涂层厚度为0.15-0.25mm；

S6、入库：将步骤S5中得到的法兰成品冷却后，用密封袋包装，放置仓库中储藏。

实施例3

本发明提供了如图1-2所示的一种管端焊接法兰，包括安装盘1和外衬6，所述安装盘1上均匀设置有安装孔2，所述安装盘1中心的两侧设有环形内衬5，所述内衬5内壁设有用于减小流体冲击的倾斜切面，所述内衬5外侧设有环形外衬6，所述外衬6上方均匀间断设有焊接块4，所述焊接块4顶部外侧边缘设有易于焊接的坡面，所述外衬6外侧均匀焊接固定有加强肋3，所述安装孔2两侧的安装盘1和加强肋3的底部焊接固定，且加强肋3的背部同时焊接于焊接块4和外衬6外侧。

本发明还提供了一种管端焊接法兰的生产工艺，具体包括以下步骤：

S1、原料准备及处理：选选钢材，以圆钢或方钢为原料，对原料表面进行去锈和去污处理，将处理好的原料进行截断，得到法兰胚料，将胚料放入温度为1450℃的加热炉中进行加热，得到高温胚料，备用；

S2、锻造成型：将S1中得到的高温胚料取出，采取自由锻的方式，对高温胚料进行锻压，锻造始锻温度为1350-1400℃，终锻温度为750-850℃，并使高温胚料产生形变得到初具法兰雏形的锻件；

S3、热工艺处理：将S2中得到的锻件放入加热炉进行热工艺处理，热工艺处理为正火，正火温度为900-950℃，保温时间为120min，保温期间内，同时对锻件进行气体碳氮共渗处理，气体碳氮共渗处理时间为120min，出炉温度为850℃，取出后在自然条件下冷却至常温；

S4、车床加工：将S3处理后的常温锻件首先进行粗加工，去除锻件表面的氧化皮，之后对去除氧化皮的锻件进行精加工，车出安装孔2、焊接块4、内衬5、外衬6、密封槽7和管道卡槽8；

S5、表面工艺处理：将S4中精加工后的法兰进行毛刺打磨，得到光滑的法兰后，在法兰外圆柱表面添加钢印，之后通过电弧喷涂给法兰表面添加防腐涂层，厚度为0.25-0.40mm，电弧喷涂处理时采用的防腐材料为铝丝和锌丝，利用电弧熔化金属，用高速气流把熔化的金属雾化，并对雾化的金属粒子加速使它们喷向工件形成涂层，锌涂层附于法兰表面，铝涂层附于锌涂层表面，所述锌涂层厚度为0.1-0.15mm，所述铝涂层厚度为0.15-0.25mm；

S6、入库：将S5中得到的法兰成品冷却后，用密封袋包装，放置仓库中储藏。

表1渗层深度与作用时间关系表

表2渗层深度与作用温度关系表

综上所述，与现有技术相比，本发明的优点是：通过内衬和外衬的设计，使得内衬和外衬之间形成一条用于卡接管道的环形管道卡槽，有利于管道安装时准确定位，并对管道内外两侧提供支持，有利于稳固管道，外衬上方设有开出坡口的焊接块，可提供更多纵向和横向焊位；与传统的热工艺相比，在热工艺正火处理时，利用高温，对锻件同时进行碳氮共渗处理，可以明显提锻件的硬度，耐磨性和疲劳强度；采用电弧喷涂防腐处理，相比传统防腐措施，通过在法兰表面喷涂雾化的金属锌和铝，形成的复合涂层，其耐蚀性比喷锌或铝涂层两者单独耐蚀寿命值之和要高出50～130％，法兰再投入使用后提高使用期限，减少更换，便于管道维护；该管端焊接法兰及其加工工艺，具有结构设计合理、便于管道安装和焊接，法兰的硬度、耐磨性和抗疲劳强度，得到明显提高，同时能大幅度提高法兰的使用寿命，减少维护成本。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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。