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制管件制作的主要工艺流程

2020.01.16

钢制管件制造的主要工艺流程 

下料 成形(焊接) 热处理 表面处理 切削加工 无损检测 表面防护 标志

① 下料

管件所用材料主要为管子、板材和棒材,根据材料特性和产品所用坯料的形状选择下料方法。坯料的形状、尺寸和其它要求根据不同产品的工艺规定进行。

对于管子,常用的下料方法有带锯床或弓锯床切割、气割、等离子切割。

对于板材,常用的下料方法有气割、等离子切割、冲床冲切。

对于棒材,常用的下料方法有带锯床或弓锯床切割、冲剪切割。

② 成形(焊接)

对所有管件的制造工艺来说,成形是其不可缺少的工序。因不同产品的成形工艺不尽相同,需要的篇幅较长,将在第15.2.4节中另外予以描述。这里,对部分成形工序中所包括的加热及焊接作一概略介绍。

a.. 加热

对采用热成形方法制造管件而言,为满足成形工艺中对材料变形的要求,成形时需要对坯料进行加热。加热温度通常视材料和工艺需要确定。

热推弯头或热弯弯管成形时,通常采用中频或高频感应加热的方法,也有采用火焰加热的方法。这种加热方式是与弯头或弯管成形过程同步进行的连续加热,管坯在运动中被加热并完成成形过程。

热压弯头、热压三通或锻件成形时,通常采用反射炉加热的方法、火焰加热的方法、感应加热的方法或电炉加热的方法等。这种加热是先行将管坯加热到所需要的温度,再放入模具中压制或锻制成形。

b. 焊接

带焊缝的管件包括两种情况,一种是用焊管制造的管件,对管件制造厂来说,采用焊管的成形工艺与采用无缝管的成形工艺基本相同,管件成形过程不包括焊接工序;另一种是由管件制造厂完成管件成形所需要的焊接工序,如单片压制后再进行组装焊接成形的弯头、用钢板卷筒后焊接成管坯再进行压制的三通等。

管件的焊接方法常用的有手工电弧焊、气体保护焊以及自动焊等。

制造厂应编制焊接工艺规程用以指导焊接工作,并应按相应规范要求进行焊接工艺评定,以验证焊接工艺规程的正确性和评定焊工的施焊能力。

从事管件焊接作业的焊工应通过质量技术监督部门的考试并取得相应资质证书方可从事相关钢种的焊接工作(根据一些行业的规定,用于一些行业的焊接管件要取得行业规定的焊工考试和焊接工艺评定,如船用管件的焊接要取得相应船级社的焊工考试和焊接工艺评定)。

③ 热处理

热处理工序是管件制造的重要组成部分。通过加热、保温及冷却的热处理步骤,消除成形过程产生的加工硬化、残余应力、金属变形缺陷等,使成形后管件的金属组织、性能发生变化,恢复到变形加工前的状态或使其性能得到改善和提高。

常用的热处理装备为反射炉、电炉等;通常的控制方式为炉内的热电偶通过传感器连接到温度-时间自动记录仪的控制装置上进行。

不同的管件产品标准中对热处理的规定不尽相同。并非所有经过变形的管件均要进行热处理,通常,对于低碳钢材料的管件其最终成形温度不低于723℃(再结晶温度)时,可不用进行热处理,因在此温度条件下其最终的组织状态基本上是正火状态,低于这一温度或高于980℃时应进行热处理;合金钢或不锈钢材料的管件不论采用冷成形或热成形,均应进行热处理。

对热处理的常规检验一般通过硬度试验完成。

④ 表面处理

管件的表面处理通常采用喷砂、抛丸、打磨、酸洗等方法进行,以清除产品表面的锈蚀,划痕等,使产品达到光滑的表面,满足后续加工、检验的要求。

对采用抛丸进行表面处理的管件,其表面硬度会略有增加。

⑤ 切削加工

切削加工是完成管件的焊接端部、结构尺寸、形位公差加工的工序。对有的管件产品切削加工还包括内、外径的加工。切削加工主要通过专用机床或通用机床完成;对于尺寸过大的管件,当现有机床能力无法满足加工要求时,还可以用其它方法完成加工,例如大口径弯头采用的气割后打磨的方法。

管件的外观、尺寸检验通常在切削加工后进行。

⑥ 无损检测

无损检测是检验材料和管件加工过程可能出现的缺陷的重要工序。多数管件产品标准中对于无损检测的要求进行了规定,但要求不尽一致。除满足产品标准规定和订货要求进行无损检测外,一些对质量控制较为严格的制造厂还根据材料、加工工艺和内部质量控制规定制定无损检测要求,以保证出厂产品的质量。

实际工作中管件无损检测合格等级的判定应根据订货要求或标准的明确规定。因管件的表面基本上为原管、板或锻件状态,对管件表面质量的无损检测(MT、 PT)而言,如无明确等级要求可按Ⅱ级,但不论合格等级如何规定,对于夹层和裂纹这种不易判定深度的缺陷均应视为不合格。对管件内部质量的无损检测(RT、UT、)而言,如无明确等级要求射线检测应按Ⅱ级(例如焊缝的检测),超声波检测应按Ⅰ级。

为防止热处理过程中产品可能出现的缺陷的情况,管件最终的无损检测应在热处理之后进行。

我国管件制造厂无损检测通常使用的是JB/T 4730规范。从事无损检测工作的人员应按有关规定取得相应资格。

⑦ 表面防护

对碳钢、合金钢管件的表面防护通常采用涂漆的方法,对不锈钢采用酸洗后钝化的方法(对于全部表面切削加工的不锈钢管件,可不必钝化处理)。管件表面防护的主要目的是防腐,同时也达到产品外表美观的效果。通常,订货方对表面防护提出具体要求,制造厂按订货方的要求完成管件表面的防护。

⑧ 标志

标志是产品不可或缺的组成部分,是实现可追溯性要求的依据。通常,产品标准中对标志内容和方法进行了规定。管件的标志内容一般包括制造厂商标或名称、材料等级、规格以及订货要求的其它内容。标志的方法包括永久性标志,如钢印、雕刻、电蚀等;非永久性标志,如喷印、标签等。

⑨ 其它

除上述常规的制造工艺流程以外,为控制原材料质量,制造厂还应完成原辅材料的检验,确保所用材料的正确;为满足订货或材料的特殊要求,还应进行如金相组织、晶间腐蚀、铁素体等检验和试验,保证提供的产品满足顾客的使用要求。


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