沧州禹拓管道装备有限公司 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保证，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，产品规格也不够齐全，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，在专门的设备中挤压成型，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。
2 无缝三通成型工艺过程
2.1 工艺设备
无缝三通成型工艺设备由三通成型装置和瓦形气体火焰加热圈组成。三通成型装置的结构如图1所示。
1.推力油缸；2.内模柱；3.内模座；4.瓦形气体火焰加热圈；5.拔块；6.外模座；
7.管坯；8.拉杆；9.拉力油缸；10.机架；11.机座
在机座两侧各装一个推力油缸，推力油缸的活塞与内模柱相连，内模柱可以在内模座内滑动，另外还有拔块、外模座、拉杆、拉力油缸及机架等部件。
瓦形气体火焰加热圈结构如图2所示，其形状象三通的上半部分，两端成椭圆形斜口状，加热圈内弧上开有气体喷孔，燃料为天然气—氧气混合气体，也可以用氧—乙炔混合气体。天然气和氧气按一定比例进入混合室，由喷孔处燃烧的火焰对管坯加热。壳体上有天然气进口接头和氧气进口接头，可以根据三通口径大小做成各种规格的加热圈。
2.2 工艺过程
(1)下料：将无缝钢管按所需生产的无缝三通规格切割成短节，并将钢管短节两端切割成椭圆形斜口。
(2)开孔：在短节中央开一圆孔，使拉杆可以插入孔内。
(3)装模：将两端有椭圆形斜口的管坯放在外模座上，将拔块放进管坯中，然后把管坯中的拔块和拉杆相连，同时将瓦形气体火焰加热圈放置在管坯开孔上。
(4)拉拔：整个准备工作就绪后，就可以将瓦形气体火焰加热圈点火加热，当管坯加热到800～900℃时，同时启动两侧推力油缸和拉力油缸，这时，两侧推力油缸将管坯进行轴向推压，使管坯两端椭圆形斜口部分的金属流动到开孔处。拉力油缸将拔块向上拉拔，使开孔处的金属被拉拔成三通的支管，整个无缝三通就形成了。只要更换内模柱头和拔块就可以拔出各种规格的无缝三通。
(5)热处理：为消除残余应力，根据管坯的材料确定热处理参数并进行热处理。
(6)坡口加工：将经过热处理的三通进行机械加工坡口，坡口一般为35°，并清除管口毛刺。
(7)除锈喷漆：彻底除锈后喷防锈漆。
3 工艺特点
(1)该工艺只是对管坯进行局部加热一次热拔成型，不象热挤压工艺要进行多次加热才能成型，这样减少了工序，工人劳动强度小，生产效率大大提高。
(2)如果配有管坯自动送料装置，其工艺过程完全能实现自动化操作。
(3)设备制作简单，可以用普通的液压机改装而成，所以很容易推广。
(4)由于加热所用燃料为天然气，该工艺很适合有天然气资源的石油单位在生产中采用，可以降低成本。在电力资源丰富的地方也可以用高频加热圈代替瓦形气体火焰加热圈，其效果是一样的。也就是说应用该工艺不受燃料种类限制。
(5)采用该工艺与热挤压工艺成型三通具有同样的质量效果，特点是：在推压、热拔变形过程中，管坯金属保持连续流畅状态，形成支管的金属由管坯开口周围金属和管坯椭圆斜口部分金属组成，由于热拔和推压力与管坯的纤维方向垂直，在形成支管时，金属材料纤维组织只弯曲而不被剪断，所以三通的整体强度高。爆破试验证明，三通肩部和腹部的强度均高于直管的强度，解决了人们普遍关心的三通肩部和腹部峰值应力高而影响强度的难题。