[发明专利]W型火焰锅炉水冷壁优化梯形内螺纹管的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种W型火焰锅炉水冷壁优化梯形内螺纹管的生产方法，属于金属管材生产技术。

背景技术

本发明所涉及的梯形内螺纹管，是专门用于W型火焰锅炉水冷壁的一种梯形内螺管。这种内螺纹管，目前已在300、600MW及以上大容量超临界和超超临界火电锅炉中得到广泛应用。由于所述内螺纹管要求较高，批量生产有难度，因此，目前国内对这种钢管的需求，在一定程度上还依赖进口。

德国西门子公司在普通内螺纹管的基础上，开发了具有传热更快、效率更高的优化梯形内螺纹管。这种优化梯形内螺纹管的技术指标是：外径为35±0.15mm，内大径为23.75±0.15mm，螺纹头数为6头(指同一周截面上有6根螺纹)，螺纹高度为1.364～1.764mm，螺旋角为40～45°，导程为74.6～88.9mm，螺纹轴顶宽为5.6±1.26mm，钢管壁厚为5.08mm±螺纹侧边角为55～85°(参见附图5)，材料为T12或T23等。

由以上所描述的优化梯形内螺纹管的技术指标可见，所述优化梯形内螺纹管在化学成份、力学性能等方面的要求，与普通内螺纹管相同。它与普通内螺纹管的主要区别在于，对管内壁面螺纹的各项技术参数的要求更高了，尤其是其螺旋升角(螺旋线与轴线之间的夹角)更大了，螺纹高度更高了。因此所述优化梯形内螺纹管的生产难度也就更大了。

据检索，目前还未发现有生产合格的所述优化梯形内螺纹管的方法报导。

发明内容

本发明旨在提供一种W型火焰锅炉水冷壁优化梯形内螺纹管的生产方法，以生产符合设计要求的达标产品，满足国内外火电事业发展需求。

本发明通过反复试验认真分析，认知了所述优化梯形内螺纹管与普通内螺纹管的区别和生产难度在于：①螺旋升角大。普通内螺纹管的螺旋升角为30°，而优化内螺纹管的螺旋升角为40～45°。由于优化内螺纹管的螺旋升角大，其导程就短。相对同一段长度范围内，其螺纹数目多，而且螺纹间距也短，因而生产加工更困难；②导程公差带窄。由于所述优化内螺纹管的螺旋升角规定为40～45°，而导程、大内径与螺旋升角三者呈三角函数关系。按螺旋升角的范围所折算成的导程公差要减小很多。对于4头内螺管来说，要减小一半以上；而对于6头内螺纹管来说，要减小2/3以上。按同样规格的φ31.8×6mm、大内径为18.6mm的6头内螺纹管来对比，普通内螺纹管的导程为101.2mm，公差为±19.08mm；而所述优化内螺纹管按其螺旋升角的范围计算得出，其导程为64.0mm，公差为±5.6mm。由于优化梯形内螺纹管的导程公差带更窄，其生产难度大。③螺纹高度高。一般所述优化内螺纹管均为直径在40mm以下的小口径产品。同尺寸的普通内螺纹管的螺纹高度，一般均在1mm以下，公差为±0.3mm，也就是说其螺纹高度最小的可以是0.7mm；而所述优化内螺纹管的螺纹高度，一般都在1.2～1.6mm范围内，而其公差为±0.2mm。由于螺纹高度高，因此生产难度大。为此，本发明要克服以上所述生产关键难点，以及优化工艺要素和工艺装备要素控制等，生产出合格的优化梯形内螺纹管。

本发明仍然采用冷拔工艺。所述优化内螺纹管冷拔工艺，是建立在普通内螺纹管冷拔工艺基础上的。本发明以SA-213 T12或T23合金钢无缝管为坯管，其生产工业步骤依次包括打头，退火处理，表面除垢、皂化润滑处理，冷拔成型，和正火回火处理步骤；采用短芯棒拔制的方法(见附图2)，也就是说采用通常的包括由内、外模组合的模具，由拉拔小车牵引，和由内模旋转装置通过芯棒伺服内模旋转的冷拔成型工艺。当坯管在拉拔小车牵引下，通过所述组合模具时，坯管受外模挤压，而向内收缩，坯管内表面被挤压到内模的梯形螺纹凹槽内，继续挤压后，在坯管内表面形成梯形螺纹。由于坯管持续向前运动，而同时内模产生旋转运动，在钢管轴向运动和内模旋转运动的共同作用下，从而生产出管内表面带有螺纹的优化梯形内螺纹管。

虽然所述优化梯形内螺纹管与普通内螺纹管的拔制原理是相通的，但由于所述优化内螺纹管的螺旋升角更大，导程公差带更窄，螺纹高度更高，因而本发明的生产难度也就大幅度提高。为此，本发明从工模具设计，和变形工艺等关键要素入手，进行反复试验，创造性地逐一解决技术难点，最终成功试生产出合格产品。