一种无缝管件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种无缝管件，包括一体成型的筒体，所述筒体的内壁上设有多个环形加强筋，所述环形加强筋与所述筒体呈一体结构；还涉及上述无缝管件的制备方法，包括如下步骤：步骤1、制备坯料；步骤2、反挤压制粗管坯；步骤3、精锻拔管，形成精锻管坯；步骤4、对精锻管坯进行热处理；步骤5、旋压制备管件本体，通过减薄旋压设备将精锻管坯减薄至所需厚度，形成管件本体；步骤6、在管件本体内壁制备环形加强筋，将管件本体放入加强筋旋压设备内，进行旋压，形成内壁带环形加强筋的管件；形成无缝管件的内壁上有一体成型的环形加强筋，增加了管件的承压能力，且管件外部美观，易安装，且节约材料，成本低。

A seamless tube and its preparation method

The invention relates to a seamless tube, including an integrated tube body. The inner wall of the cylinder is provided with a plurality of ring stiffeners, and the ring stiffeners are integrated with the cylinder body, and the preparation method of the seamless tube is also involved, including steps 1, preparing the blank, step 2, pressing the rough pipe blank by step 2; Step 3, precision forging and drawing pipe to form a precision forging pipe billet; step 4, heat treatment of the pipe blank for precision forging; step 5 and spinning to prepare the pipe body. Through thinning spinning equipment, the pipe blank is thinned to the required thickness to form the tube body. Step 6, the ring stiffener is prepared on the inner wall of the pipe parts, and the pipe body is put into the reinforcing bar. The inner wall of the seamless pipe is formed on the inner wall of the seamless pipe, which increases the pressure bearing capacity of the pipe fittings, and the pipe fittings are beautiful and easy to install, and the material is saved and the cost is low.

【技术实现步骤摘要】
一种无缝管件及其制备方法
本专利技术涉及一种管件及其制备方法，特别涉及一种无缝管件及其制备方法。
技术介绍
钛及钛合金因其具有低密度、高比强、耐高温、耐腐蚀、无磁性、生物相容性好等优异的综合性能，在航空、航天、航海、石油、化工、医疗等领域得到广泛的应用。以往潜艇用高压气瓶为钢制，随着科技的进步，钛合金因其特殊的优势开始进入潜艇用气瓶领域，新一代潜艇用钛合金气瓶在性能和容量上提出了更高的要求，要求达到40MPa级甚至以上的承压设计要求，且容量达到400L以上，因此对钛合金材料的制造工艺及设备能力提出了更高的要求。现有的无缝钛合金管一般采用热轧或冷拔的方式生产，采用热轧的方式制备无缝钛管，尤其是制备直径大于200mm的无缝钛管，壁厚不均、成材率低，且因内外表面渗气层的存在导致内外表面质量差、缺陷多，尤其是内表面缺陷难以去除；冷拔钛管工序复杂、成本高、产量低。无论是冷拔还是热轧，生产出的管件都无内筋，在能够达到一定承压能力的前提，势必导致管件壁厚较大，而现有技术中，又无制备带内筋管件的方法；容易想到的有如下两种方法制备带内筋的无缝管件：一是直接将内筋焊接在管件的内壁上，但是焊接易导致材料的变形，影响材料的承压能力,焊接工艺复杂，对设备要求较高，投入成本较大；二是采用机加工，将管件内壁多余的材料铣掉，形成内筋，该方法材料浪费严重，成本较高，且对于直径较大的管件，机加工设备难以实现。在现有技术中，有管件外壁带环形加强筋的设计，一般是采用机加工的方法，形成外部的环形加强筋，该方法制成的环形加强筋虽然也能够起到加强管件承压能力的效果，但是会影响管件的美观及安装要求，且机加工去除多余材料形成外部环形加强筋，浪费材料，即使切除的材料能够回收利用，回收利用也需要浪费很多的成本。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术存在的不足，提供一种带环形加强筋的无缝管件。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种无缝管件，包括一体成型的筒体，所述筒体的内壁上设有多个环形加强筋。本专利技术中无缝管件的有益效果是：无缝管件的内壁上设有环形加强筋，一是保证了管件外部的美观、易安装等特点，二是增加了管件的承压能力。进一步，所述环形加强筋与所述筒体呈一体结构。采用上述进一步技术方案的有益效果是：在同样壁厚的情况下，一体结构的承压能力较大，管壁不会因为焊接而变形，不会降低其自身材料的承压能力。进一步，相邻两个所述环形加强筋的间距在50～1000mm之间。本专利技术还涉及一种上述无缝管件的制备方法，包括如下步骤：步骤1、制备圆柱形坯料；步骤2、反挤压制粗管坯，利用反挤压原理，制备粗管坯，所述粗管坯的内径200～500mm之间，壁厚在70～100mm之间，长度在1000～2500mm之间；步骤3、精锻拔管，将反挤压制得的粗管坯进行精锻，形成精锻管坯，所述精锻管坯的长度在3000～9000mm之间，壁厚在40～80mm之间，首先，将粗管坯放入加热炉内进行加热，1000℃～1050℃并保温热透，然后，取出粗管坯，判断其内壁表面质量是否满足精锻要求，不满足时，先镗内孔，再进行后续步骤，满足时，直接进行后续的步骤，后续的步骤包括：内孔除磷、串芯棒及径向锻造；在整个精锻的过程中保持温度在1000℃～800℃，后期温度下降时进行感应补温，保证近等温锻造；步骤4、对精锻管坯进行热处理；步骤5、旋压制备管件本体，通过减薄旋压设备将精锻管坯减薄至所需厚度，形成管件本体，壁厚在2～35mm之间，长度在500～12000mm之间；其中，所述减薄旋压设备是指通过旋压能够对管件的管壁进行减薄的设备。步骤6、在管件本体内壁制备环形加强筋，形成管件；将管件本体放入加强筋旋压设备内，所述加强筋旋压设备包括第一主轴箱、内旋筒、侧床体和移动支撑设备，所述第一主轴箱带动所述内旋筒转动，所述侧床体包括侧床本体和旋轮伸臂，所述侧床本体能够带动所述旋轮伸臂沿所述管件本体的轴向和径向运动，所述旋轮伸臂包括竖直臂和水平臂，所述竖直臂的一端连接在所述侧床本体上，另一端连接所述水平臂的一端，所述水平臂的另一端设有内旋轮，所述内旋轮与所述水平臂可转动连接，所述水平臂可伸入所述内旋筒内，且所述水平臂的长度不小于所述内旋筒的长度；所述内旋轮的内径在50～125mm之间，与所述管件本体的内径之比在0.1～0.5之间；所述内旋筒的长度大于所述管件本体的长度；所述移动支撑设备包括移动机构、支撑臂和外旋轮，所述外旋轮可转动的设置在所述支撑臂一端，所述支撑臂连接在所述移动机构上，所述移动机构能够带动所述支撑臂沿所述管件本体的轴向及径向移动；所述外旋轮和所述内旋轮的尺寸一致，且所述外旋轮和所述内旋轮分别压靠在所述内旋筒的外壁上和管件本体的内壁上，所述管件本体固定在所述内旋筒内，所述内旋筒的内径与所述管件本体的外径相适配；具体步骤如下：步骤6.1、将管件本体放入内旋筒内，将外旋轮与内旋轮调节到管件本体的一端，调节第一主轴箱的转速，即第一主轴箱输出轴的转速，所述第一主轴箱的输出轴转速控制在30～400rpm之间，同时调节侧床体的轴向移动速度及内旋轮的旋压深度，侧床体的轴向移动速度控制在20～150mm/min之间，内旋轮的旋压深度控制在2～5mm之间，并使移动支撑设备上的外旋轮，使所述外旋轮与所述内旋轮始终对齐；步骤6.2、首先，启动第一主轴箱、侧床体及移动支撑设备，并按如下步骤加工：1)内旋轮及外旋轮沿所述管件本体的轴向运动，移动一段距离L0，2)使内旋轮退出并越过一个环形加强筋的宽度L1后，L1一般取5～50mm，再使内旋轮先径向移动达到旋压深度，然后使内旋轮和外旋轮继续沿轴向移动旋压，并旋压移动距离L2，L2为相邻两个环形加强筋之间的间距，L2一般取50～1000mm；3)重复上述步骤2)，直到旋压到所述管件本体的另一端，完成第一道次旋压；其中L2不小于L0；步骤6.3、调整内旋轮的高度，每道次旋压开始之前都要调整内旋轮的高度，使内旋轮升高一个旋压深度的距离，即每道次的旋压深度一致，重复步骤1)—步骤3)，进行多道次旋压，直至管件本体内的环形加强筋的厚度达到要求为止，完成管件的制备。本专利技术中制备方法的有益效果是：采用该方法能够制备出与管件一体成型的内部环形加强筋，制成的管件承压能力较大，且避免了焊接产生的变形；另外，不需要机加工，不用去除材料，在同样壁厚的情况下，更加节约材料，外表更加美观，更易安装。进一步，所述无缝管件为钛合金无缝管件。进一步，步骤1中制备圆柱形坯料的具体方法如下：首先制备初始坯料，采用VAR熔炼(真空自耗电极电弧熔炼)技术，将各合金元素按照配比进行熔炼，并保证形成的初始坯料化学成分(以重量百分比计)满足：合金元素：Al5.5％～6.5％、Zr1.5％～2.5％、Nb2.5％～3.5％、Mo0.6％～1.5％，杂质元素Fe≤0.25％、Si≤0.15％、C≤0.1％、N≤0.05％、H≤0.015％、O≤0.2％，其他单一元素≤0.1％、其他元素总和≤0.3％，剩余元素为Ti；对初始坯料表面进行机加工，去除表面连皮和皮下缺陷，并打磨清理过渡剧变的凹陷区，使之平滑过渡；然后，制备圆柱形坯料，采用自由锻造或径向锻造方法对坯料进行开坯，形成圆柱形坯料，锻造1火次，所述火次是指在锻造过程中，入炉加热的次数，锻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无缝管件，其特征在于，包括一体成型的筒体，所述筒体的内壁上设有多个环形加强筋。

【技术特征摘要】
1.一种无缝管件，其特征在于，包括一体成型的筒体，所述筒体的内壁上设有多个环形加强筋。2.根据权利要求1所述的无缝管件，其特征在于，所述环形加强筋与所述筒体呈一体结构。3.根据权利要求1或2所述的无缝管件，其特征在于，相邻两个所述环形加强筋的间距在50～1000mm之间。4.权利要求1-3任一项所述的无缝管件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、制备圆柱形坯料；步骤2、反挤压制粗管坯，利用反挤压原理，制备粗管坯；步骤3、精锻拔管，将反挤压制得的粗管坯进行精锻，形成精锻管坯，精锻过程中温度保持在1000℃～800℃；步骤4、对精锻管坯进行热处理；步骤5、旋压制备管件本体，通过减薄旋压设备将精锻管坯减薄至所需厚度，形成管件本体；步骤6、在管件本体内壁制备环形加强筋，形成管件；将管件本体放入加强筋旋压设备内，所述加强筋旋压设备包括第一主轴箱、内旋筒、侧床体和移动支撑设备，所述第一主轴箱带动所述内旋筒转动，所述侧床体包括侧床本体和旋轮伸臂，所述侧床本体能够带动所述旋轮伸臂沿所述管件本体的轴向和径向运动，所述旋轮伸臂包括竖直臂和水平臂，所述水平臂可伸入所述内旋筒内，且所述水平臂的长度不小于所述内旋筒的长度，所述水平臂的一端设有内旋轮；所述移动支撑设备包括移动机构、支撑臂和外旋轮，所述外旋轮可转动的设置在所述支撑臂一端，所述支撑臂连接在所述移动机构上，所述移动机构能够带动所述支撑臂沿所述管件本体的轴向及径向移动；所述外旋轮和所述内旋轮分别压靠在所述内旋筒的外壁上和管件本体的内壁上，所述管件本体固定在所述内旋筒内，所述内旋筒的内径与所述管件本体的外径相适配；具体步骤如下：步骤6.1、将管件本体放入内旋筒内，将外旋轮与内旋轮调节到管件本体的一端，再调节第一主轴箱的转速，同时调节侧床体的轴向移动速度及内旋轮的旋压深度，并使移动支撑设备上的外旋轮，使所述外旋轮与所述内旋轮始终对齐；步骤6.2、首先，启动第一主轴箱、侧床体及移动支撑设备，并按如下步骤加工：1)内旋轮及外旋轮沿所述管件本体的轴向运动，移动一段距离L0，2)使内旋轮退出并越过一个环形加强筋的宽度L1后，再使内旋轮先径向移动达到旋压深度，然后使内旋轮和外旋轮继续沿轴向移动旋压，并旋压移动距离L2，L2为相邻两个环形加强筋之间的间距；3)重复上述步骤2)，直到旋压到所述管件本体的另一端，完成第一道次旋压；步骤6.3、调整内旋轮的高度，重复步骤1)至步骤3)，进行多道次旋压；直至管件本体内的环形加强筋的厚度达到要求为止。5.根据权利要求4所述的无缝管件的制备方法，其特征在于，所述无缝管件为钛合金无缝管件。6.根据权利要求5所述的无缝管件的制备方法，其特征在于，步骤1中制备初始坯料的具体方法如下：首先制备初始坯料，采用VAR熔炼技术，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晏龙，陈忠粮，马明，王座，李剋蒙，张翔，陈少航，
申请(专利权)人：烟台台海材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37