[发明专利]一种锆材波纹管胀压成型制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及锆材波纹管的制作，尤其是锆材波纹管胀压成型制作工艺。

背景技术

设备和管道的热补偿技术是由各种补偿器实现的，并且大多数采用波纹管膨胀节。波纹管膨胀节是由波纹管和其他结构件组成，其中波纹管是柔性件，膨胀节的热补偿性能基本上是由波纹管决定的。波纹管已广泛应用在各行业，由于工况条件各异，对补偿器的结构形式、性能等要求也各不相同。随着工业的快速发展，对波纹补偿器的材料性能也不断提出新的要求。锆、钛等有色金属材料有其独特的耐腐蚀性，因此近几年有色金属波形膨胀节在工程上的应用也越来越多。但锆材料本身的延伸率较低，塑性较差，成型困难，锆制波纹管在制作过程中容易出现裂纹、尺寸偏差等质量问题，成品率较低。

现有的锆材波纹管制作方法，采用两次热处理的工艺并带温压制成型：第一次热处理是在管坯焊接完成后采用整体消应力、增加材料塑性的热处理；第二次热处理是在锆材波纹管被压制成型后，采用整体恢复材料性能热处理的制作工艺，两次热处理均应在锆材波纹管管坯内外表面涂高温防氧化膏，且在充满惰性气体、密封的电热处理炉中进行。其制作工艺优点突出，但是在波纹管成型过程中还是存在一定的问题，波峰、波谷会有一定的棱角，材料受力不均，导致材料延伸不均匀；焊接坡口及其两侧清洁不当，导致波纹管的胀成型质量不高。

发明内容

本发明目的是：提供了一种锆材波纹管胀压成型的制作工艺，保证锆材波纹管成型后波峰、波谷圆滑过渡、无棱角、材料均匀延伸，且材料塑性更好、尺寸更精确、成品率更高、优化了锆材波纹管的胀压成型质量，有效的降低了锆材对杂质敏感性的问题。

本发明技术方案是：一种锆材波纹管胀压成型制作方法，在锆材波纹管制作过程中，采用两次热处理并加热胀压成型：第一次热处理是在锆材波纹管管坯焊接完成后，采用整体消应力、增加材料塑性的热处理；第二次热处理是在锆材波纹管被胀压成型后，采用整体恢复材料性能的热处理制作工艺；两次热处理均应在锆材波纹管管坯内外表面涂高温防氧化膏，且在充满惰性气体、密封的电热处理炉中进行；根据锆材的厚度，胀压前后两次热处理工艺参数是：第一次热处理，在450℃～550℃的温度范围内保温1～2小时，随炉冷却；第二次热处理，在500℃～600℃的温度范围内保温2～3小时，随炉冷却。

进一步的，加热胀压成型采用多次分步胀压成型法，锆材波纹管在多次分步胀压成型过程中，单次胀压量即变形量不超过5mm。

进一步的，在每两次胀压中间间隔过程中，增加管坯圆周方向的旋转。

进一步的，成型之前的锆材波纹管管坯焊接，采用自动氩弧焊，焊接用氩气的纯度不小于99.999%；焊接前4小时内，焊接坡口及其两侧各50mm处用机械方法去除表面氧化膜，并用丙酮或乙醇清洁坡口两侧75mm的范围，保证了波纹管成型前管坯的焊接质量，优化了锆材波纹管的胀成型质量，有效的降低了锆材对杂质敏感性的问题。

进一步的，加热胀压成型中的加热是锆材波纹管在胀压成型过程中加热至400℃～500℃的温度范围内，保温10min～30min，确保最终锆材波纹管胀压成型的温度不低于300℃。

进一步的，锆材波纹管在胀压成型过程中温度范围可精确至450℃±20℃。

进一步的，锆材波纹管制作过程中两次热处理：第一次热处理的温度范围可精确至500℃±20℃；第二次热处理的温度范围可精确至540℃±20℃。

进一步的，锆材波纹管胀压成型后，应在300±20℃的温度范围内，保温大约10min±5min，再拆除加热装置及胀压成型模具。

进一步的，锆材管坯热处理之前，内外表面均匀涂覆的高温防氧化膏厚度不小于0.5μm，型号为KBC-15。

本发明的有益效果是：锆材波纹管胀压成型前后，合理的增加消应力热处理工序，保证锆材波纹管成型后波峰、波谷圆滑过渡、无棱角、材料均匀延伸、塑性更好；设计专用的胀压成型设备及胀压成型过程中的加热装置，并选择合适的胀型工艺方法，使锆材波纹管成型后尺寸更精确、成品率更高；锆材波纹管管坯经过合理的选择焊接方法、焊接参数及焊接前的清洁处理，优化了锆材波纹管的胀成型质量，有效的降低了锆材对杂质敏感性的问题。

附图说明

图1是锆材波纹管胀压成型制作工艺的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明具体实施方式进行说明。