[发明专利]厚壁双金属三通管冷压成型工艺

说明书

技术领域

本发明属于管件生产制造技术领域，特别涉及一种厚壁双金属三通管冷压成型工艺。

背景技术

三个开口的管接头称为三通管（pipe tee （T）、three-way tube、three-way pipe）。三通管广泛用于输送液体、气体的管网中。因输送介质不同，三通管的材质分为：铸铁、铸钢、铸铜、铸铝、塑料、玻璃等。

三通管有一个进口，两个出口；或两个进口，一个出口。三通管的整体形状有T形与Y形，有等径管口，也有异径管口，用于三条相同或不同管路汇集处。其主要的作用是改变流体方向的。可用于输水管路、输油管路及各种液体化工材料输送管路。主要用于水利（节水灌溉、给水排水）、能源（石油、天然气、核工业）、建筑等工程领域。

近些年来，随着市场的发展，全国各地输油、输气管道的铺设越来越多，管件产品的市场需求日益增大，经常会为了增加分流运用三通管连接其它管件，现有的三通管大多为单一材质，或用管线钢、碳钢，或用不锈钢。碳钢三通管承压强，价格便宜但不耐腐蚀，不锈钢三通管耐腐蚀但承压能力差，价格昂贵。然而随着石油天然气，化工，船舶开发的迅速发展，管道腐蚀环境对输送管道提出了更高，更为苛刻的耐腐蚀要求，而作为用于管道分流的三通管，运用普通的碳钢或不锈钢，其耐腐蚀性，承压力，韧性以及强度都较差，已满足不了管道的高度要求。

三通是用于管道分支处的一种管件。对于采用无缝管制造三通来讲，目前通常所采用的工艺有液压胀形和热压成形两种。

a.液压胀形

三通的液压胀形是通过金属材料的轴向补偿胀出支管的一种成形工艺。其过程是采用专用液压机，将与三通直径相等的管坯内注入液体，通过液压机的两个水平侧缸同步对中运动挤压管坯，管坯受挤压后体积变小，管坯内的液体随管坯体积变小而压力升高，当达到三通支管胀出所需要的压力时，金属材料在侧缸和管坯内液体压力的双重作用下沿模具内腔流动而胀出支管。

b.热压成形

三通热压成形是将大于三通直径的管坯，压扁约至三通直径的尺寸，在拉伸支管的部位开一个孔；管坯经加热，放入成形模中，并在管坯内装入拉伸支管的冲模；在压力的作用下管坯被径向压缩，在径向压缩的过程中金属向支管方向流动并在冲模的拉伸下形成支管。整个过程是通过管坯的径向压缩和支管部位的拉伸过程而成形。与液压胀形三通不同的是，热压三通支管的金属是由管坯的径向运动进行补偿的，所以也称为径向补偿工艺。

目前，市场上也出现了双金属复合三通管，三通管本体由高强度管线钢制成，三通管本体内壁冶金或钎焊有不锈钢耐腐蚀层。但针对厚壁双金属复合三通管，如果用热压或上述液压的方式，在加热的情况下，里面的不锈钢层很容易起褶皱，内径几何尺寸保证不了，也很容易破坏双金属不锈钢成分，导致无法焊接，并且成型出来的三通管厚壁不均匀、外观粗糙、几何尺寸不理想，在管道和三通管焊接时经常出现这样那样的问题，导致焊缝不牢靠，影响输油、输气管道的正常运行。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种不需要加热、精度高、致使不锈钢层和管线钢层过度均匀的厚壁双金属三通管冷压成型工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：厚壁双金属三通管冷压成型工艺，包括以下步骤，

（1）、设备布置：在压力机的平台上设置两个半圆筒，两个半圆筒合围成一个垂直放置到平台上的内圆筒，其中一个半圆筒上沿径向开设有圆孔，压力机的压头上通过绳索吊挂有外圆筒，在压头下表面设置中心线垂直设置的圆柱体，圆柱体圆周面下部沿周向设有一圈密封环，外圆筒套在内圆筒外部，在内圆筒底部设置放置在平台上的堵板；

（2）、将直管坯料放置到内圆筒内，直管坯料外径与内圆筒的内径相等，圆柱体外径与直管坯料内径相等，直管坯料上端面与内圆筒上端面高度相等，在直管坯料内注入泥巴状的承压介质；

（3）、操控压力机，使压力机的压头带动圆柱体向下移动，圆柱体缓慢进入到直管坯料内压制承压介质，随着圆柱体的缓慢运行，直管坯料内表面承受承压介质的压力逐渐增大，在直管坯料与半圆筒上圆孔对应处的承压能力最为薄弱，这样就可逐渐将直管坯料向圆孔内凸出，根据直管坯料的厚度，压力机达到规定压力后即可停止，直管坯料被压制成型为三通管；

（4）、压力机的压头向上移动，通过绳索将外圆筒向上拉，使外圆筒脱离内圆筒，打开两个半圆筒，即可将压制成型的三通管取出；

（5）、将三通管的支管部分的封堵端头沿径向方向切除，使支管内外通透。

所述外圆筒内壁和内圆筒外壁均为上小下大的圆锥形结构。