三通管件是石油、化工管道工程中一种重要而且用量较大的管道配件,目前,在我国管道工程中大多采用铸造三通管、锻制三通管、丁字焊接三通管和挤压三通管。由于铸造三通质量不易,在安装过程中常常需要大量的补焊工作,因而直接影响工程进度,并且铸造三通的缺陷不易检查,在工程投产后常发生泄漏事故,所以不宜在石油、化工管道上采用。锻造三通体型较大,在加工时要切削很多的材料,耗钢量较多且工艺复杂,加工成本高。丁字焊接三通是在母管上开马鞍形焊口后与支管段直接焊接而成,由于马鞍形焊口质量在焊接时较难控制,这种三通大的弱点是高应力区正处于焊缝位置上,为了满足强度的要求,要用焊条堆焊足够的承载断面,这样制作一个焊接三通所用的焊接材料较多,劳动强度大,而且焊缝的无损探伤也较困难,容易留下事故隐患。
挤压三通由于没有焊缝,整体强度好,与上述几种三通相比有很多优点,国外早已将挤压三通用于管道工程上,如70年代美国已制定了挤压三通的国家标准。
我国在80年代开始研制挤压三通,现在国内已有许多厂家可以生产,但这些厂家的生产规模一般不大,产品规格也不够,一般都采用热挤压成型工艺,即管坯要经过两次以上整体加热,在的设备中挤压成型,工艺水平相对于发达国家还较落后,特别是自动化程度低,工人劳动强度大。为此,我们研制了一种新型无缝三通成型工艺及设备,打破了传统的热挤工艺模式,采用天然气—氧气混合气体为燃料,利用瓦形气体火焰加热圈对管坯进行局部加热,然后进行推压、热拔一次成型。这种创新的无缝三通成型工艺及设备特别适合在有天然气源的施工企业和预制生产单位推广应用。
锻制管件-在管件制造业中,是指用管、板和锻件为原材料制造的,其制造方法包括几乎所有管件成形工序的内容。而涉及到具体品种(包括承插焊和螺纹管件的所有品种、支管座和其它需要锻造成形的管件,如厚壁的锻制三通等)的情况时,所谓“锻制”即指主要采用锻造方式成形的管件。这里所述的内容是指后一种锻制。
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。三通的液压胀形工艺可一次成形,生产效率较高;三通的主管及肩部壁厚均有增加。因无缝三通的液压胀形工艺所需的设备吨位较大,目前国内主要用于小于DN400的标准壁厚三通的制造。其适用的成形材料为冷作硬化倾向相对较低的低碳钢、低合金钢、不锈钢根据管件的不同品种和要求,锻制管件主要采用模锻、自由锻和切削加工成形工艺进行。通用的模锻方法带有较大飞边,耗费材料,为了降低材料消耗,一些管件制造厂开始采用无飞边的成形工艺制造,取得了较好的效果。本节主要介绍模锻、自由锻和切削加工成形制造管件的工艺情况。
无缝三通的的材质20是指含碳量,含碳量为0.2%,属于低碳钢。钢中可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。碳含量:低碳钢一般小于0.25%;中碳钢一般在0.25~0.60%之间;高碳钢一般大于0.60%。钢中除含有碳(C)元素和为脱氧而含有一定量硅(Si)(一般不超过0.40%),锰(Mn)(一般不超过0.80%,较高可到1.20%)合金元素外,不含其他合金元素(残余元素除外)。区分钢和铁:含碳量低于2.11%为钢,含碳量高于2.11%为铁;钢中含碳量越高其韧性越差,铁中含碳量越高其韧性越好。