異徑管-大小頭
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異徑管也叫大小頭，用來連接不同尺寸的管子，一般它分 為同心異徑管和偏心異徑管兩種，當異徑管立起來后兩端口的 投影是同心圓時，它就叫同心異徑管，而偏心異徑管的投影是 小圓內(nèi)切于外圓。同心異徑管的質(zhì)量應符合現(xiàn)行國家標準《鋼 制對焊無縫管件》GB/T12459 的規(guī)定，并應滿足下列要求：同 心異徑管的圓度不應大于相應端外徑的 1%，且允許偏差為 ±3mm，同心異徑管兩端中心線應重合，其偏心值允許偏差為 ±5mm.
隨著鍋爐容量增大、蒸汽參數(shù)提高，在管路系統(tǒng)閥門連接 處、大直徑加溫器與高溫低溫過熱器集箱連接處、鍋爐本體部 分為保證介質(zhì)流在不同壓力和溫度下均衡流速而廣泛采用異 徑管接口，其接口尺寸從 φ76 至 φ219 品種繁多，范圍十分廣 泛，對生產(chǎn)工藝提出了更高的要求。根據(jù)本公司無異徑管縮口 專用設備的實情，我們在普通壓力機上，采用模具，實現(xiàn)了異 徑管的縮口的工藝。
縮口是指在空心坯料或管狀坯料的端部使其徑向尺寸減小的 成形方法。縮口時，變形區(qū)內(nèi)金屬受切向壓力和軸向壓力的作用， 而使直徑縮小、壁厚和高度增加切向壓應力也使變形區(qū)材料易于 起失穩(wěn)起皺，同時在非變形區(qū)的筒壁，由于承受全部縮口壓力P， 也可能引失穩(wěn)變形。因此，防止失穩(wěn)是縮口工藝的主要問題，其 極限變形程度受到側(cè)壁的抗壓強度或穩(wěn)定性的限制。 縮口按工藝方法分為：模壓縮口，旋壓縮口和沖壓縮口。 按縮口時是否對工件加熱又可分為常溫縮口和加熱縮口。本公 司由于條件限制，多半采用常溫狀態(tài)下的模壓縮口。
縮口系數(shù)與模的結(jié)構(gòu)形式關系極大，還與材料的種類，先 對厚度有關。這是由于隨著材料相對厚度的增加了，縮口系數(shù) 可小些。相反材料厚度越小，縮口系數(shù)就要相應增大。由于本公司采用的較大口徑異徑管，材料厚度較厚，其縮口系數(shù)可相 對小些。本公司目前生產(chǎn)中應用的 φ133×10 縮口至 φ76×7.5 為例，其縮口系數(shù)為 0.57。實際縮口的成敗，還與潤滑情況， 毛坯邊緣的整齊程度、材料的機械性能及模具的表面情況等工 藝條件有關。
異徑管的成形，在本公司壓制初期，采用了不同壓制階段 不同縮口模錐角，以 φ133×13 縮口至 φ76×7.5 為例。根據(jù) 分析，由于在普通壓力機上采用模具，通過加壓實現(xiàn)異徑管縮 口，其變形區(qū)內(nèi)金屬同時受切向和軸向壓應力，且主要受切向 壓應力的作用，而使管徑縮小、壁厚和高度增加。根據(jù)鍋爐管 徑常用規(guī)格、模具的通用性和相關計算，我們將縮口系數(shù)初定 為 0.85，縮口次數(shù)定為 3 次，由于縮口時口部材料略有增厚， 需對其進行削薄處理，相應的工藝過程如表二所示。
實驗結(jié)果：在非變形區(qū)的筒壁，由于承受前部縮口壓力， 容易失穩(wěn)變形。由于操作工在第一道縮口時未按要求壓制到 位，導致在第二道工序時，其失穩(wěn)現(xiàn)象比較嚴重。另外即使完 全按上述工藝操作，成品中因失穩(wěn)造成的側(cè)壁變形嚴重影響了 質(zhì)量。為此，我們進行了分析和工藝改進。
根據(jù)分析：作用在管口表面的壓應力，是屬于集中載荷的 表現(xiàn)，這個表面力一開始就集中在整個管口，并漸次推向變形 區(qū)的整個內(nèi)部，其在管口端單位面積上的壓力過渡至異徑管截 面上，由于截面積減小了，其單位面積上的壓力增大了，從而 造成了變形，迫使變形區(qū)的幾何形狀完全吻合于縮口模具的型 腔為止。從受力的方向性分析，主要承受切向力，在厚度方向 的外區(qū)產(chǎn)生壓縮應變，變形金屬有向曲率中心移動的傾向，愈 靠近外表面的金屬，其切向拉伸應變愈大，移向曲率中心的傾 向也愈大。當側(cè)向壓力已經(jīng)產(chǎn)生并漸次增大時，金屬的晶間 變形將會被晶內(nèi)變形所代替，側(cè)向壓力增加會使晶間滑移更困 難，因而變形會向晶內(nèi)發(fā)展。為此，我們確定保持模錐角不 變，其金屬在初次壓縮時，在變形區(qū)產(chǎn)生塑變的金屬晶粒較 多，需要較大的壓力，在二次壓縮時，由于錐角不變，原先已 產(chǎn)生塑變的金屬晶?；静蛔?，而沿錐角方向產(chǎn)生塑變的金屬 晶粒較少，因而二次壓縮時所需的壓力較初次小得多，以次類 推，第三道工序縮口所需壓力依次減少，從而使加工金屬漸次 向模具行腔中流動，并達到要求。
實踐證明改進后的工藝十分可靠，在多道縮口時，其所需 壓力漸次減小，與理論上的推導吻合。在其它類似的異徑管的 縮口中采用這種工藝均取得成功。
在異徑管縮口中，防止失穩(wěn)現(xiàn)象是可以避免的，同時選用 合理的縮口系數(shù)和縮口次數(shù)，并對口部增厚采取工藝出路，均 可收到滿意的效果。 通過以上徑異徑管縮口工藝的分析、使用與研究，大量的 不同規(guī)格的徑異徑管縮口均可在普通壓力機上，通過模具完 成，提高了設備的利用率，對與中小型廠家值得借鑒。
