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浅谈异径管的缩径技术和参数设计工作

发布时间:2018-11-13
根据异径管变径的大小,分为一次压制成形或多次压制成形。扩径成形是采用小于异径管大端直径的管坯,用内冲模沿管坯内径扩径成形。..

根据异径管变径的大小,分为一次压制成形或多次压制成形。扩径成形是采用小于异径管大端直径的管坯,用内冲模沿管坯内径扩径成形。扩径工艺主要解决变径偏大的异径管不易通过缩径成形的情况,有时根据材料和产品成形需要,将扩径与缩径的方法合并使用。在缩径或扩径变形压制过程中,根据不同材料和变径情况,确定采用冷压或热压。尽量采用冷压,但对多次变径而引起严重的加工硬化的情况、壁厚偏厚的情况或合金钢的材料宜采用热压。除使用钢管为原料生产异径管外,对部分规格的异径管还可用钢板采用冲压成形工艺进行生产。

异径管缩口,将大口径的管的一端加热到红热状态,用锤砸,使其口径缩小,成为一头大一头小的管件,俗称"大小头",或"变径"。有时两端口径差异太大,就把大口径的管的一端先割去几条弧面三角形片,然后再加热到红热状态,用锤砸,使其割去的缺口再靠到一起形成接缝处,并将形成的小端口整圆,然后将接缝焊好。

异径管是用于管道变径处的一种管件。通常采用的成形工艺为缩径压制、扩径压制或缩径加扩径压制,对某些规格的大小头也可采用冲压成形。异径管特点是强度显著高于相同碳量的碳素钢,具有较好的韧性和塑性以及良好的焊接性和性等。异径管的缩径成形工艺是将与异径管大端直径相等的管坯放入成形模中,通过沿管坯轴向方向的压制,使金属沿模腔运动并收缩成形。异径管参数设计的主要工作有:

1、提出了同心异径管、偏心异径管和异径弯管的有限元模型建模法。

总结出应力分布或变形的特征:

(1)内压作用下同心异径管大小端的面积压力差产生的弯矩引起大端相对张开、小端相对收缩的现象;

(2)内压作用下偏心异径管偏心侧大端内表面及偏心侧中部外表面的环向应力较大。

2、上述理论成果经过了有限元数值分析和实验验证。实验还表明,内压作用下环壳的弯曲半径和管截面半径均增大,而管壁厚变化很小。

3、推导了内压作用下异径弯管的环向应力公式和经向应力公式。在相应的结构参数条件下,异径弯管的环向应力公式可以转化为同心异径管、偏心异径管、或等径弯管的环向应力公式。在此基础上推导了异径管的限度压力式。异径管的限度内压由其大端截面控制。异径管两端管口圆周内切,一般用于水平的液体管道。异径管也叫异径管,两端管口直径不同,用于连接不同直径的管子或法兰进行变径。同心异径管的两端管口,圆心在同一轴线上,变径的时候,以轴线计算管子位置的话,管子的位置不变,一般用于气体或垂直的液体管道变径。

4、推导了异径管的限度弯矩公式,异径管的限度弯矩由其小端截面控制。同心异径管、偏心异径管限度弯矩均相当于与小端口截面尺寸相同的直管的限度弯矩。异径弯管限度弯矩由与小端面尺寸相同的同心异径管、偏心异径管的限度弯矩作为基础项,再乘以弯矩系数。根据异径弯管弯曲系数的大小分为四个区间,弯矩系数分别按相应区间的回归式计算。

5、推导了异径管的限度扭限公式,异径管的限度扭矩均由其小端截面控制,相当于与小端口截面尺寸相同的直管的限度扭矩公式作为基础项,再乘以系数。同心异径管限度扭矩相对要比偏心异径管的限度扭矩略大一点,异径弯管大端面截面承受扭矩时的限度扭矩相对要比小端面截面承受扭矩时的限度扭矩小。在异径弯管承受端面扭矩作用上,还提出了一端的扭矩无法全部传递到另一端的概念,扭矩在传递中会逐渐转化为弯矩。90°弯管一个端面的弯矩既可由另一个端面的扭矩转化而来。


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