一种带夹层的异型管的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种带夹层的异型管的制造方法，包括以下步骤：将内管整体冷弯成型，形成弯曲段；在内管一端套入第一法兰直段，随后在内管一端端部焊接端盖；将端盖和内管一端端部焊接完成后，将第一法兰直段一端和端盖焊接；随后在内管另一端依次套入若干弯头，使靠近第一法兰直段的弯头和第一法兰直段另一端焊接，其余相邻若干弯头之间依次焊接；若干弯头均套设在弯曲段上；在内管另一端套入第二法兰直段，随后将第二法兰直段和靠近第二法兰直段的弯头进行焊接，完成异型管的制造。本发明专利技术通过合理的分段和装配顺序，采用手工氩弧焊的方法，设计合理的间隙控制工装，成功实现了带夹层的异形管的制造。层的异形管的制造。层的异形管的制造。

【技术实现步骤摘要】
一种带夹层的异型管的制造方法


[0001]本专利技术涉及管道制造
，具体涉及一种带夹层的异型管的制造方法。

技术介绍

[0002]国际热核实验反应堆（ITER）是用来验证聚变能源科学技术可行性的一个国际合作研究计划项目。ITER的一个重要功能就是测试中国固态产氚包层实验模块，其主要目标就是为了实验验证和获取氚增殖的相关技术，这对将来发展聚变试验示范堆非常重要。国际上包括欧盟、日本、韩国以及印度在内的各个国家都在积极发展各自的ITER固态产氚包层实验模块。而我国经过科学的技术筛选后决定发展中国固态产氚包层实验模块（TBM）作为ITER项目的一个测试模块。
[0003]中国固态产氚包层实验模块与多组带夹层的异形管相连，异形管（图1）由带法兰的内外管组成，夹层为真空层，起到保温隔热作用，内管为冷却介质和提氚介质的通道。异形管长期在高温高压流动气体环境中运行，所承受温度梯度大，内管变形大，为了确保夹层的保温绝热效果，内管在运行环境中大变形作用下决不能与外壁接触，且多组异形管通过法兰连接于方形屏蔽容器中，对异形管端头定位尺寸和夹层尺寸精度提出了较高要求；但目前，市面上还没有该异形管制造的成熟经验。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是目前市面上还没有该异形管制造的成熟经验，目的在于提供一种带夹层的异型管的制造方法，通过合理的分段和装配顺序，采用手工氩弧焊的方法，设计合理的间隙控制工装，成功实现了带夹层的异形管的制造。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：一种带夹层的异型管的制造方法，包括以下步骤：S1：将内管在弯管机上整体冷弯成型，形成弯曲段；S2：在所述内管一端套入第一法兰直段，所述第一法兰直段位于所述内管在弯曲段一端的直管段上，随后在所述内管一端端部焊接端盖；S3：将端盖和内管一端端部焊接完成后，将所述第一法兰直段一端和所述端盖焊接；S4：随后在所述内管另一端依次套入若干弯头，使靠近所述第一法兰直段的弯头和所述第一法兰直段另一端焊接，其余相邻若干弯头之间依次焊接；若干所述弯头均套设在弯曲段上；S5：在所述内管另一端套入第二法兰直段，所述第二法兰直段位于所述内管在弯曲段另一端的直管段上，随后将所述第二法兰直段和靠近所述第二法兰直段的弯头进行焊接，完成异型管的制造。
[0006]相对于现有技术中，目前市面上还没有该异形管制造的成熟经验的问题，本专利技术提供了一种带夹层的异型管的制造方法，通过合理的分段和装配顺序，采用手工氩弧焊的
方法，设计合理的间隙控制工装，成功实现了带夹层的异形管的制造。具体方案中，由于内管承受8MPa高温高压氦气，对安全要求高，应尽量减少焊接结构，故整体冷弯成形，通过模具保证内管冷弯成形精度；而由于外管承受4Mpa、60℃水压，安全要求相对较低，因此本专利技术采用分段套焊的方式实现外管的制造；其中外管又分为法兰直段和带直段的弯头，弯头需采用带芯棒的冷推模具，保证弯头减薄量低于10%；在具体分段套焊过程中，由于第一法兰直段无法过弯，不能从内管左端进入，因此在内管和端盖焊接之前必须将第一法兰直段从内管右端套入，在端盖和内管焊接后，将右端第一法兰直段和端盖焊接，随后从内管另一端依次套入若干弯头，并每套入一个弯头，便将此弯头和前一个弯头焊接，使若干弯头依次焊接并套入在弯曲段上，弯曲段上的弯头全部焊接完成后，在内管右端的直管段上套入第二法兰直段，并将第二法兰直段和第一弯头焊接，从而完成异型管的制造。其中焊接采用手工氩弧焊，焊接电流＜100A,焊接电压＜12V, 每套焊一段需在弯头端口置入间隙尺寸定位工装，保证间隙尺寸，每套焊一段管段需根据前段焊接收缩情况配作后段弯头。上述方案，有效实现了一种带夹层的异形管的制造，其工艺方法简单，成本低，带夹层的异形管精度高，能满足内管高温高压、夹层真空保温隔热的运行环境要求。
[0007]进一步的，为便于端盖和内管焊接，设置为：所述端盖靠近所述内管的一侧带有内部坡口端面和外部坡口端面，所述内部坡口端面和所述内管焊接，所述外部坡口端部和所述第一法兰直段焊接，所述内部坡口端面和外部坡口端面相互错开；本方案中，端盖右侧也带有内层和外层，在内层带有内部坡口端面，外层带有外部坡口端面，在焊接前需保证端盖内部坡口端面和外部坡口端面相互错开，即不在同一竖直面上，便于端盖和内管及第一法兰直段的分段焊接。
[0008]进一步的，在所述步骤S1之前，还需采用铣床加工第一法兰直段和第二法兰直段，使所述第一法兰直段和第二法兰直段的坡口端尺寸预留3
‑
5mm。
[0009]进一步的，所述步骤S1中，在将内管冷弯成型时，弯曲角度需增加＜5
°
；用于在回弹后能保证设定的弯曲角度。
[0010]进一步的，若干所述弯头均通过带芯棒的模具冷推成型；本方案中，推杆推动弯头管坯在上模与下模的型腔内运动，通过推杆对弯头管坯施加压应力作用，成型弯头的外弧的压应力部分增加，拉应力减少，成型弯头的壁厚减薄量降低，有效控制在10%以内。内置芯棒，不仅避免成型弯头在推制过程中产生起皱现象，还能避免成型弯头截面畸变现象，芯棒起支撑作用，合理控制推制过程中的间隙、摩擦等工艺参数，使弯头具有整体壁厚均匀，外形美观等特性。弯头推制过程中采用石墨润滑管坯内外表面，保证材料均匀塑性变形。
[0011]进一步的，在所述第一法兰直段、第二法兰直段和若干弯头的坡口面先预留3
‑
5mm，待一一装配时根据前段焊接收缩情况配作加工。
[0012]进一步的，所述步骤S3中，在将所述第一法兰直段一端和所述端盖焊接之前，需在所述第一法兰直段另一端均布若干楔块，若干所述楔块均匀垫在所述内管和所述第一法兰直段之间的环向空隙中；在所述步骤S4中，在将靠近所述第一法兰直段的弯头和所述第一法兰直段另一端焊接之前，通过破坏性的方式清理若干所述楔块；本方案通过若干楔块，能保证夹层间隙尺寸。
[0013]进一步的，在依次焊接若干弯头和第二法兰直段时，重复垫入若干楔块以及通过破坏性的方式清理若干所述楔块的步骤。
[0014]进一步的，所述楔块采用木制楔块或树脂楔块；便于采用破坏性的方式清理楔块。
[0015]进一步的，在完成异型管的制造后，需采用双臂单影法对焊缝进行RT探伤，并对夹层进行水压测试；通过对焊缝进行RT探伤，确保焊缝质量符合要求，并通过进行水压测试，评估内外管的承压情况。
[0016]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术提供一种带夹层的异型管的制造方法，通过合理的分段和装配顺序，采用手工氩弧焊的方法，设计合理的间隙控制工装，成功实现了带夹层的异形管的制造；其工艺方法简单，成本低，带夹层的异形管精度高，能满足内管高温高压、夹层真空保温隔热的运行环境要求。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带夹层的异型管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将内管（1）在弯管机上整体冷弯成型，形成弯曲段；S2：在所述内管（1）一端套入第一法兰直段（11），所述第一法兰直段（11）位于所述内管（1）在弯曲段一端的直管段上，随后在所述内管（1）一端端部焊接端盖（12）；S3：将端盖（12）和内管（1）一端端部焊接完成后，将所述第一法兰直段（11）一端和所述端盖（12）焊接；S4：随后在所述内管（1）另一端依次套入若干弯头，使靠近所述第一法兰直段（11）的弯头和所述第一法兰直段（11）另一端焊接，其余相邻若干弯头之间依次焊接；若干所述弯头均套设在弯曲段上；S5：在所述内管（1）另一端套入第二法兰直段（2），所述第二法兰直段（2）位于所述内管（1）在弯曲段另一端的直管段上，随后将所述第二法兰直段（2）和靠近所述第二法兰直段（2）的弯头进行焊接，完成异型管的制造。2.根据权利要求1所述的一种带夹层的异型管的制造方法，其特征在于，所述端盖（12）靠近所述内管（1）的一侧带有内部坡口端面和外部坡口端面，所述内部坡口端面和所述内管（1）焊接，所述外部坡口端部和所述第一法兰直段（11）焊接，所述内部坡口端面和外部坡口端面相互错开。3.根据权利要求1所述的一种带夹层的异型管的制造方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，还需采用铣床加工第一法兰直段（11）和第二法兰直段（2），使所述第一法兰直段（11）和第二法兰直段（2）的坡口端尺寸预留3
‑
5mm。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志强，武兴华，秦超，王晓宇，张龙，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，
类型：发明
国别省市：