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单缝推制弯头工艺

18631758559(微信) 支吊架,管件 2021年09月16日
火电冷端系统以及核电ADG、ABP及抽气系统设 计的弯头多数都是哈夫弯头。哈夫弯头是以钢板为 原材料,利用放样方法。11下料为近似扇形坯料,坯料 在外力的作用下沿上下模具成型,成型后的半成品再 组焊成弯头,在内外弧中间位置形成两条焊缝,因此 又称为双缝弯头。哈夫弯头的特点是在内弧和外弧 的位置存在两条焊缝,而内弧是弯头结构中应力较大 的部分,该处存在焊缝,增加了系统运行风险;哈夫弯 头制造工艺为热成形,下料形状为扇形,会造成钢板 原材料的浪费,生产成本较高。 单缝推制弯头也是以钢板为原材料,先将钢板制 造成卷管,再利用卷管推制弯头,最终在弯头的外弧 或近外弧形成一条焊缝,因此称之为单缝推制弯头。 与哈夫弯头相比,这种弯头不仅节约原材料,更重要 的是减少了内弧的一条焊缝,降低了弯头内弧较高应 收稿日期:2014—04—08 收修改稿日期:2014一08—21 力所带来的风险,优化了弯头的结构设计。目前,有 缝弯头的制造多为压制成形,其成形工艺与无缝弯头 的压制工艺类似,也有相关文献报道口。J。 文中基于无缝管推制弯头工艺,搜集并分析了大 量的相关工艺数据,尝试用卷管来推制这种单缝弯 头,为单缝弯头的设计以及工程应用提供一定的 参考。

推制弯头规格选择为中559 mm×16 mm,弯曲半 径R=838 mm,直段A=50 mm.弯头材质为A691 1— 1/4 CR CL22。根据工艺数据积累以及生产实践,选 择壁厚为24 mm的钢板,卷管规格定为删.26 mm×24 HHn.

A6911—1/4 CR C勉的材质弯头一般选用焊材 R3Cr7,但考虑到焊缝经过推制700℃加热以及正火,其焊 缝的力学性能会有所下降,又选择了高一级别焊材R4cr7 做对比试验,2种不同的焊材选用情况见表l【4’5J。

有缝弯头比无缝弯头多了至少1条纵向焊缝,使得 弯头的受力状态更加复杂。文献[6—8]表明:弯头的 横截面中,切向拉应力的最高值位于中性区的内壁和内 弧区外壁,且纵向焊缝存在着焊接残余应力和抗变形能 力较差等缺陷,因此在弯头上尤其是内弧位置不宜存在 纵向焊缝。根据推制弯头变形规律实测结果及制造经 验,弯头在推制前后变形规律为:在推制过程中,内弧金 属沿轴向缩短,沿周向延长,外弧偏侧弧10。一15。左右 位置(根据推制芯棒设计的不同而略有变化)变形量最 小,几乎无变形,这与文献[9]的研究结果基本一致。 为了减小焊缝的变形,降低焊缝在推制过程中开裂或焊 接缺陷变形拉长的风险,将试验弯头的管子纵焊缝放置 于外弧偏向一侧约10。的位置,其推制工艺参数与无缝 弯头推制工艺参数保持一致。

拉伸性能试验结果,从表中可以看出,对于 室温拉伸性能,R307焊材的抗拉强度及屈服强度均明 显低于母材,其抗拉强度低于母材约13.6%,但高于 标准下限值,强度余量很小;而R407焊材的抗拉强度 及屈服强度则高于母材,其抗拉强度高于母材约 5.0%,也低于标准的上限值,说明经过热推制成形后 的弯头,2种焊材的室温强度指标均满足标准要求,但 R307的抗拉强度余量较小。对于425℃高温拉伸性 能,2种焊材焊缝的抗拉强度相比母材均有所下降,但 R307焊材下降的更显著,其抗拉强度相比R407焊材 低约7.8%,相比母材低约10.7%,而R407焊材比母 材抗拉强度下降约3.1%;R307焊材焊缝的屈服强度 比母材有所下降,但满足标准要求,而R407焊材的焊其屈服强度相比母材略高。

通过对R307和R407两种不同焊材的卷管进行 推制工艺试验,焊缝置于弯头外弧偏侧弧约10。的位 置较合理,能够满足推制工艺的要求,不会产生焊缝 缺陷。综合对比两种不同焊材焊缝的力学性能、弯曲 性能以及硬度等各个指标发现,2种不同焊材的焊缝 推制后其性能均满足相关标准的要求,但R407焊材强度和硬度指标优于R307焊材,而R307焊材的冲 击功则优于R407。 两种不同的焊材均能满足单缝弯头推制工艺的 要求,并能够获得性能合格的弯头产品。由此可见, 单缝推制弯头的制造工艺是可行的,可为单缝弯头的 设计以及工程应用提供一定的参考。
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