一、大氣瓶的制造工藝


 大口(kou)(kou)徑(jing)氣瓶采用大直(zhi)徑(jing)無縫鋼(gang)管兩端(duan)經鍛壓收底(di)、收口(kou)(kou)制成(cheng).其主(zhu)要制造工藝如(ru)下(xia):


  A. 鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)檢(jian)查:由于直徑(jing)較大,長度(du)較長的(de)無縫鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)是軋制(zhi)或鍛制(zhi)產(chan)品(pin),制(zhi)造過程(cheng)中不(bu)可避免會引起鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)內、外表面的(de)缺陷。鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)質(zhi)(zhi)量是決定氣瓶質(zhi)(zhi)量的(de)先決條件,因此(ci)在鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)下料之(zhi)前(qian),通常(chang)采用(yong)超(chao)(chao)聲(sheng)波沿鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)長度(du)進(jin)行(xing)100%的(de)探傷(shang),檢(jian)查軸向和(he)環向缺陷。其缺陷深度(du)不(bu)得超(chao)(chao)過壁厚(hou)的(de)5%,與(yu)此(ci)同時采用(yong)超(chao)(chao)聲(sheng)波進(jin)行(xing)壁厚(hou)測定。


  B. 鋼(gang)管(guan)下料:采用機械方法或火焰切割(ge)將鋼(gang)管(guan)切割(ge)成(cheng)所(suo)要求的尺寸。


  C. 管端(duan)(duan)加(jia)熱:采用火焰或(huo)電(dian)將管端(duan)(duan)加(jia)熱,以便將管端(duan)(duan)加(jia)工(gong)成型。


  D. 端(duan)部(bu)成型(xing):采用模(mo)鍛設備(bei),將加(jia)熱好的管端(duan)鍛壓成所需要的形(xing)狀和尺寸。


  E. 熱(re)(re)處(chu)理:將成(cheng)型(xing)后的(de)(de)氣瓶進行熱(re)(re)處(chu)理,以獲得(de)所需的(de)(de)機械性能(neng)。熱(re)(re)處(chu)理方(fang)法為(wei)淬火(huo)一(yi)回火(huo)。為(wei)檢驗氣瓶熱(re)(re)處(chu)理的(de)(de)機。盤性能(neng)是否能(neng)夠滿足規定的(de)(de)要(yao)求,在對氣瓶進行熱(re)(re)處(chu)理的(de)(de)同時,試樣所用的(de)(de)鋼(gang)管也同一(yi)爐進行熱(re)(re)處(chu)理。


  F. 噴(pen)砂除銹:將熱處理(li)后的氣瓶噴(pen)砂,除去表面(mian)的氧(yang)化(hua)皮,以(yi)便進行磁粉(fen)探傷;


  G. 磁粉探(tan)傷:檢(jian)查氣瓶(ping)有無因(yin)淬火不當而產生的表面裂紋;


  H. 瓶口螺紋加(jia)工(gong):以裝配連接(jie)時所需(xu)的(de)附件;


  I. 水(shui)壓試驗:采用水(shui)套(tao)法測定氣瓶的重量、容積(ji)和容積(ji)殘余變形(xing)率;


  J. 內表面(mian)清理:采用蒸汽(qi)吹(chui)掃后。再進行內表面(mian)噴砂,以獲得清潔、干(gan)燥、光滑的內表面(mian)。


  K. 瓶口(kou)插塞:以保(bao)護瓶口(kou)螺紋和保(bao)持(chi)內(nei)表面清潔。


  L. 外表面噴砂、打鋼(gang)印、噴漆。



二、大口徑氣瓶管生產(chan)工藝介紹(shao)


  在大口徑氣瓶管國產化十年的發展過程(cheng)中,其制(zhi)造工藝經歷了連軋管+斜軋式(shi)熱(re)擴工藝、周期軋管(Φ508、720機組(zu))+拉拔式(shi)熱(re)擴工藝、連軋管+推制(zhi)式(shi)熱(re)擴+冷拔工藝三個階(jie)段。


 1. 連(lian)軋管(guan)+斜軋熱擴工藝(天津鋼(gang)管(guan))


  這種生產工藝的主要流程如下:


     a. 坯(pi)管(guan)(guan)準備:管(guan)(guan)坯(pi)加熱→定心→穿孔→連軋(ya)→定徑→冷(leng)卻→鋸(ju)切→矯直→探傷→檢(jian)驗。


     b. Φ720mm斜(xie)軋擴管機(ji)組工藝(yi)流程(cheng)見圖8-20所示。


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  斜軋(ya)熱擴(kuo)的(de)(de)母管(guan)(guan)來(lai)自Φ460mm連(lian)軋(ya)管(guan)(guan)機組,鋼管(guan)(guan)送(song)(song)入加(jia)熱爐中加(jia)熱1130~1200℃,由輥(gun)道送(song)(song)出,經高壓水進行外表面除鱗后,以螺旋(xuan)狀旋(xuan)轉的(de)(de)運動方式送(song)(song)入旋(xuan)擴(kuo)軋(ya)管(guan)(guan)機進行擴(kuo)管(guan)(guan)軋(ya)制。斜軋(ya)擴(kuo)管(guan)(guan)機主(zhu)要是(shi)由兩個(ge)轉向相同的(de)(de)錐形輥(gun)、一個(ge)錐形頂頭和一個(ge)沿軋(ya)制中心線(xian)方向支(zhi)撐頂頭的(de)(de)頂桿組成,在(zai)軋(ya)制過程中,管(guan)(guan)徑擴(kuo)大,壁厚減薄,總延伸系數(shu)接(jie)近(jin)1。


2. 周期軋管+拉拔(ba)式熱擴工藝(yi)


  該工藝(yi)(yi)的(de)(de)熱(re)軋母管(guan)(guan)(guan)來自(zi)周期軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu),由于周期軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)不設均整機(ji)(ji),對母管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)壁厚均勻性和表(biao)面(mian)質量有較大(da)影響。拉(la)拔(ba)(ba)(ba)(ba)式擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)由擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)架、拔(ba)(ba)(ba)(ba)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)架、托管(guan)(guan)(guan)升降臺、擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)管(guan)(guan)(guan)卡頭(tou)、拔(ba)(ba)(ba)(ba)管(guan)(guan)(guan)小車(che)、擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)頂頭(tou)(帶拉(la)桿(gan))和直流電機(ji)(ji)帶動(dong)的(de)(de)齒輪減速機(ji)(ji)構7大(da)部分組(zu)(zu)(zu)成(cheng)。進行拉(la)拔(ba)(ba)(ba)(ba)熱(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)之前,先在坯(pi)料管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)出一個喇叭口,便于熱(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)時用內(nei)外(wai)卡環卡住管(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)并進行水冷,然后由鏈條牽引芯棒桿(gan)并帶動(dong)頂頭(tou)穿(chuan)過坯(pi)料管(guan)(guan)(guan),從而實現擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)減壁。該工藝(yi)(yi)的(de)(de)特點是機(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)設備簡單(dan),便于組(zu)(zu)(zu)織生產(chan),產(chan)品規格靈活多樣,可加工較長的(de)(de)成(cheng)品。但是,拉(la)拔(ba)(ba)(ba)(ba)式熱(re)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)機(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)成(cheng)材(cai)率低、工件費用高,并且產(chan)品的(de)(de)外(wai)徑(jing)精度低、外(wai)表(biao)面(mian)呈波浪形、表(biao)面(mian)不光滑、坡口質量差。現在國(guo)外(wai)許多國(guo)家(jia)已(yi)不再新上拉(la)拔(ba)(ba)(ba)(ba)式擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu),國(guo)內(nei)也不再使用該工藝(yi)(yi)制造(zao)大(da)口徑(jing)氣瓶(ping)管(guan)(guan)(guan)。


3. 連軋管+推制式熱(re)擴(kuo)+冷拔工藝


  推制式(shi)熱擴(kuo)徑工藝(yi)(yi)也稱中(zhong)頻(pin)熱擴(kuo)無縫鋼管(guan)工藝(yi)(yi)、頂推式(shi)熱擴(kuo)徑工藝(yi)(yi)、推進(jin)式(shi)熱擴(kuo)徑工藝(yi)(yi)。該工藝(yi)(yi)起(qi)源于(yu)20世紀(ji)50年代的(de)德國(guo),并在中(zhong)國(guo)得到快速(su)發展、改(gai)進(jin)及完善。其(qi)工藝(yi)(yi)原理是將毛(mao)坯管(guan)置于(yu)中(zhong)頻(pin)加(jia)熱環中(zhong)進(jin)行(xing)局(ju)部連(lian)續快速(su)加(jia)熱,依靠液(ye)壓缸活塞(sai)的(de)運動(dong)推動(dong)毛(mao)坯管(guan),使其(qi)逐步通(tong)過錐形的(de)內模芯棒從而實現擴(kuo)徑。


  德新(xin)鋼管(中國)有限公司具有多(duo)年制造大口徑(jing)無縫(feng)鋼管的(de)生產經驗,通過(guo)不斷(duan)地進行技術(shu)創新(xin),促使(shi)推(tui)進式熱(re)擴工藝和技術(shu)不斷(duan)完善發(fa)展,突出的(de)成就可歸納(na)為以下兩方(fang)面(mian):


  在不斷完善推制式熱擴工藝(yi)的(de)(de)基(ji)礎上,德新鋼管(guan)(guan)于2014年成功地將該工藝(yi)與冷拔(ba)工藝(yi)結合(he)用于制造大口徑(jing)氣(qi)瓶管(guan)(guan)。其基(ji)本流(liu)程見(jian)圖(tu)8-21所(suo)示。現在該工藝(yi)已經成為制造大口徑(jing)氣(qi)瓶管(guan)(guan)的(de)(de)主(zhu)流(liu)工藝(yi)。


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三、大口徑氣瓶(ping)管的發展趨勢(shi)


  輕量(liang)(liang)化設(she)計(ji)(ji)和制造(zao)是今(jin)后(hou)長(chang)管(guan)拖車(che)的(de)(de)(de)發展(zhan)趨(qu)勢,是響應國家(jia)節能減排戰(zhan)略的(de)(de)(de)重要舉措。國家(jia)的(de)(de)(de)“十三五”重點研(yan)發計(ji)(ji)劃“移動式承壓(ya)類特種設(she)備(bei)風險防(fang)控與治理關鍵(jian)技術(shu)研(yan)究(jiu)”已經將“長(chang)管(guan)拖車(che)用大(da)(da)容(rong)積(ji)氣瓶(ping)的(de)(de)(de)設(she)計(ji)(ji)方(fang)法(fa)、上裝(zhuang)與行(xing)走機構(gou)的(de)(de)(de)輕量(liang)(liang)化設(she)計(ji)(ji)方(fang)法(fa)等研(yan)究(jiu)”列為(wei)一(yi)項重要的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)內容(rong)。依靠(kao)技術(shu)進(jin)步(bu)和科技創新(xin)(xin)開(kai)發新(xin)(xin)材料、新(xin)(xin)方(fang)法(fa)和新(xin)(xin)工藝,促進(jin)大(da)(da)容(rong)積(ji)氣瓶(ping)的(de)(de)(de)輕量(liang)(liang)化,保(bao)障(zhang)氣瓶(ping)的(de)(de)(de)安全性(xing)和可靠(kao)性(xing)是今(jin)后(hou)大(da)(da)口(kou)徑(jing)氣瓶(ping)管(guan)的(de)(de)(de)發展(zhan)趨(qu)勢。


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