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碳钢国标三通内高压工艺与分级翻边扩孔成形工艺的特点

2017-12-05 IP属地 火星 8
一、内高压工艺的特点
碳钢国标三通内高压工艺可以一次成形出沿着构件的轴线节面不同的复杂零件,这是内高压工艺的主要优点。另外,与传统的冲压焊接工艺相比,内高压工艺主要优点如下
1)减轻重量,节约材料:对空心轴类零件可以减轻40%^50%,有些件可达75%。
与冲压焊接的组合件相比,汽车内高压成形的空心结构件可减轻20%^30%。
2)减少零件和模具数量,降低模具费用:内高压件通常仅需要一套模具,而冲压件大多需要多套模具。
3)可减少后续机械加工和组装焊接量:以散热器支架为例,散热面积增加43%,焊点由174个减少到20个,装备工序由13道减少到6道,生产率提高66%。
4)提高强度与刚度,尤其疲劳强度:仍以散热器支架为例,垂直方向提高39%水平方向提高50%。
5)降低生产成本:根据德国某公司对已应用零件统计分析,内高压件比冲压件平均降低成本15%~20%,模具费用降低20%~30%。
6)成形零件的精度高:成形零件的尺寸精度从原来的IT14提高到IT10.
国标碳钢三通同时由于液体压力传递均匀,故利用内高压成形工艺可以方便地控制工艺参数,对工艺过程可以进行实时控制,用来成形传统工艺无法成形的复杂零件。但是内高压成形碳钢三通管有局限性,国内目前国标无缝三通采用胀形方法的成形力较低,内压与轴向进给的控制也不严格,但国外内高压工艺的成形压力较大,不能高温成形,且壁厚不能太大,因此内高
压工艺能成形较大口径薄壁管件。
二、分级翻边扩孔成形工艺的特点
分级翻边扩孔成形工艺的最大优点就是工艺简单,成形过程比较容易控制。这种方法是成形大口径无缝管件的有效方法,它是在高温下成形大口径无缝管件,适合成形厚壁管件,因为这种方法每次翻边扩孔后都得对管件进行加热,所以能耗大,生产成本较高,对环境热污染严重。
三通的合理性设计
国标三通是管道系统中重要的元件,其合理性设计和完整性评估是保证管道系统安全运行必不可少的内容,但近几年来国内外工程界对含缺陷压力管道安全评估技术的研究仅限于直管段和含裂纹缺陷的国标无缝三通,没有涉及到含局部减薄的三通,而且即使是对无缺陷三通的研究也很不完善。由于管道三通的破坏常表现为塑性失效,因此系统地分析无缺陷和含缺陷三通的极限载荷并建立相应的工程计算方法就成为其完整性评定技术的关键。本文内容作为国家“十五”科技攻关项目的一部分,以数值计算、理论分析为手段开展了无缺陷和含局部减薄缺陷焊制三通的塑性极限载荷研究,主要研究内容和结论如下:
1、建立了内压作用下无缺陷和含缺陷三通的三维有限元模型,分别找到了无缺陷和含缺陷三通的最佳网格密度。
2、建立了无缺陷和含缺陷国标碳钢三通的塑性极限内压数据库,从而为无缺陷和含缺陷三通工程估算式的提出提供了基础数据。
3、简化了无缺陷和含缺陷三通塑性极限内压的影响因素,研究探讨了局部减薄尺寸对含缺陷碳钢三通塑性极限内压的影响规律。
4、提出了无缺陷和含缺陷国标碳钢三通塑性极限内压的工程估算式。
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