CN112903174B - 一种用于核聚变的波纹管及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
一种用于核聚变的波纹管，包括管身，管身侧壁排列有多个波纹槽，所述管身由第一管坯、第二管坯、第三管坯由内至外套合而成，所述第一管坯、第二管坯、第三管坯分别由第一卷材、第二卷材、第三卷材弯折后两端焊接制作而成；所述管坯的截面呈矩形，且管坯截面四角为圆角；所述管坯套合形成管身后，各管坯上下两端焊接固定。一种用于核聚变的波纹管的制造工艺，包括以下步骤：(1)选料；(2)下料；(3)下精料；(4)去毛刺；(5)弯折位置画线；(6)撑方；(7)焊装工艺接管，(8)波纹管成型；(9)波纹管矫形；(10)切直边。波纹管截面面积大，多层管坯制成，适用于压力高或者位移量大的场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种管件，具体地说是一种用于核聚变的波纹管及其制造工艺。
背景技术
波纹管在仪器仪表中应用广泛，主要用途是作为压力测量仪表的测量元件，将压力转换成位移或力，波纹管通常为圆管，且一般为单层结构，但对于核聚变等实验或用途，普通的波纹管具有截面积小，无法适用于压力高或者位移量大的场合的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供以下方案：
一种用于核聚变的波纹管，包括管身，管身侧壁排列有多个波纹槽，其特征在于：所述管身由第一管坯、第二管坯、第三管坯由内致外套合而成，所述第一管坯、第二管坯、第三管坯分别由第一卷材、第二卷材、第三卷材弯折后两端焊接制作而成；所述管身截面呈矩形，且管身截面四角为圆角；所述第一管坯、第二管坯、第三管坯套合形成管身后，各管坯上下两端焊接固定。
进一步的，所述第一卷材、第二卷材及第三卷材的长度逐渐增大。
进一步的，所述第一管坯、第二管坯、第三管坯套合后，第一卷材、第二卷材、第三卷材的焊缝相互错开。
一种用于核聚变的波纹管的制造工艺，包括以下步骤：
(1)选料，选取第一卷材、第二卷材及第三卷材；
(2)下料，使用开平机将第一卷材、第二卷材及第三卷材开为平板，并在每块卷材上划出对应的尺寸标识；
(3)下精料，对应尺寸标识，对卷材进行裁剪；
(4)去毛刺，清理待焊表面和邻近区域的毛刺；
(5)弯折位置画线，在第三卷材所需弯折位置画出弯折线；
(6)撑方，分别将第一卷材、第二卷材及第三卷材左右两端焊接形成圆形管坯，管坯由内至外依次套合后对应弯折线使用撑方工装进行撑方，将圆形管坯撑至矩形管坯；
(7)焊装工艺接管，撑方后的矩形管坯上下端口通过氩弧焊将三层管坯焊接固定；
(8)波纹管成型，确认所需单波展开长度，吊装管坯，使用方波成型机对管坯侧壁压制波纹槽；
(9)波纹管矫形，吊装压制后的管坯，使用矫形机对波纹槽进行矫形处理；具体的流程为：吊装压制后的管坯，置于矫形主动轮和被动轮之间，利用支撑轮托住整个管胚，利用轮片与管胚之间的线摩擦转动管胚，完成对于管胚端部小直边段的圆弧角矫形后取下；
(10)切直边，在波纹管两直边段处用记号笔划画线，用等离子切割机，按画线位置切割直边，用磨光机把切割直边后的波纹管两端口打磨齐平。
进一步的，所述波纹管成型的流程为：
(1)确认所需单波展开长度并画出3个波纹槽的中心线标记；
(2)吊装管坯至方波成型机的成型模片中，将上下外限制模具合并至105～115mm间隙距离后抵住管胚；
(3)推动内胀形模；
(4)拆除全部直边模具，更换内胀形圆角模具继续胀形后完成第一个波纹的胀形，提升管胚至第二个波纹的中心标记位置进行第二波纹的胀形，以此为例胀形第三波纹后取下管胚。
本发明的有益效果在于：
1、采用多层结构，在保证了高承压能力的前提下，具有高柔性特点、吸收位移载荷的能力大大增强。
2、仅1道焊缝保证了产品结构的完整性，在核安全装置中有效降低泄漏风险。
3、相比于多层圆形波纹管可以提供更大的管道通行截面面积，侧面降低了核安全装置的体积和风险。
附图说明
图1为波纹管俯视图；
图2为波纹槽截面结构示意图；
图3为波纹管侧视图；
图4为撑方截面示意图；
图5为撑方俯视示意图；
图6为矫形示意图。
图中：1.第一管坯；2.第二管坯；3.第三管坯；4.波纹槽；5.管身；6.管坯侧壁；7.直边外限制上模具；8.直边外限制下模具；9.内胀形上护板；10.内胀形模具；11.内胀形下支撑平台；12.长直边外限制模具；13.长直边内胀形压板；14.长直边内胀形模具；15.圆角内胀形模具；16.短直边内胀形模具；17.短直边内胀形压板；18.短直边外限制模具；19.圆角内胀形压板；20.管坯；21.波纹管坯；22.支撑轮；23.液压推杆；24.主动轮；25.被动轮；26.管坯重心。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。为透彻理解本发明，在接下来的描述中会涉及一些特定细节。而在没有这些特定细节时，本发明创造仍可实现，即所述本领域技术人员使用此处的这些描述和陈述向所述领域内的其他技术人员可更有效的介绍他们的工作本质。此外需要说明的是，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定实际保护范围。下列实施例中采用的所有原料均为市售产品。
实施例一
一种用于核聚变的波纹管，所述波纹管为duct波纹管，包括管身5，管身5侧壁排列有多个波纹槽4，所述管身由第一管坯1、第二管坯2、第三管坯3由内至外套合而成，管身截面呈矩形且截面四角为圆角；第一管坯1、第二管坯2级第三管坯3套合形成管身5后，上下两端焊接固定。所述第一管坯1、第二管坯2、第三管坯3分别由第一卷材、第二卷材、第三卷材弯折后两端焊接制作而成。所述第一管坯1、第二管坯2、第三管坯3套合后，第一卷材、第二卷材、第三卷材的焊缝相互错开。
第一卷材尺寸为长11483±1mm，宽1219±2mm，厚1.5mm；第二卷材尺寸为长11495±1mm，宽1219±2mm，厚1.5mm；第三卷材尺寸为长11507±1mm，宽1219±2mm，厚1.5mm；第一卷材、第二卷材及第三卷材相邻两层周向展开长差大于等于11mm，小于等于13mm。波纹槽4的单波展开长度为330mm。
一种用于核聚变的波纹管的制造工艺，包括以下步骤：
(1)选料，选取第一卷材、第二卷材及第三卷材；
(2)下料，使用开平机将第一卷材、第二卷材及第三卷材开为平板，并在每块卷材上划出对应的尺寸标识；
(3)下精料，对应尺寸标识，对卷材进行裁剪；
(4)去毛刺，清理待焊表面和邻近区域的毛刺；
(5)弯折位置画线，在第三卷材所需弯折位置画出弯折线，所述弯折线之间间距分别为1218mm、2517mm、3236.5mm、2517mm、2018.5mm；
(6)撑方，分别将第一卷材、第二卷材及第三卷材左右两端焊接形成圆形管坯，检查管坯表面，确认表面无划伤、碰伤、凹坑等缺陷，对管坯进行清洗，管坯由内至外依次套合，管坯套合时以第二层管坯纵焊缝为中线,第一层、第三层纵焊焊缝向两边各错开，套合后对应弯折线使用撑方工装进行撑方，将圆形管坯撑至矩形管坯；
(8)波纹管成型，
1)确认所需单波展开长度并画出3个波纹槽的中心线标记；
2)吊装管坯至方波成型机的成型模片中，方波成型机包括直边外限制上模具7、直边外限制下模具8、直边内胀形模具、圆角内胀形模具、圆角内胀形压板，直边上限制模具7及直边下限制模具8分为长直边外限制模具12及短直边外限制模具18，将长直边外限制模具12对应管坯长直边，短直边外限制模具12对应管坯短直边，并将上下外限制模具合并至105～115间隙距离后抵住管胚；
3)推动内胀形模具至145mm后停止，推进速度不高于5mm/s；
4)拆除全部直边模具，更换圆角半径570mm内胀形圆角模具继续胀形至圆角140～145mm范围后完成第一个波纹的胀形，提升管胚至第二个波纹的中心标记位置进行第二波纹的胀形，以此为例胀形第三波纹后取下管胚。
(9)波纹管矫形，使用矫形机对波纹槽进行矫形处理，具体的流程为：吊装压制后的管坯，置于矫形的主动轮24和被动轮25之间，利用支撑轮22托住整个管胚，利用轮片与管胚之间的线摩擦转动管胚，完成对于管胚端部小直边段的圆弧角矫形后取下；
(10)切直边，在波纹管两直边段处用记号笔划画线，用等离子切割机，按画线位置切割直边，用磨光机把切割直边后的波纹管两端口打磨齐平。
实施例二
一种用于核聚变的波纹管，所述波纹管为cell波纹管，包括管身，管身侧壁排列有多个波纹槽，所述管身由第一管坯、第二管坯、第三管坯由内致外套合而成，管坯截面呈矩形，且管坯截面四角为圆角；管坯套合形成管身后，管坯上下两端焊接固定。所述第一管坯、第二管坯、第三管坯分别由第一卷材、第二卷材、第三卷材弯折后两端焊接制作而成。所述第一管坯、第二管坯、第三管坯套合后，第一卷材、第二卷材、第三卷材的焊缝相互错开。
第一卷材尺寸为长11477±1mm，宽1219±2mm，厚1.0mm；第二卷材尺寸为长11486±1mm，宽1219±2mm，厚1.0mm；第三卷材尺寸为长11495±1mm，宽1219±2mm，厚1.0mm；第一卷材、第二卷材及第三卷材相邻两层周向展开长差大于等于8mm，小于等于10mm，所述波纹槽的单波展开长度为325mm。
一种用于核聚变的波纹管的制造工艺，包括以下步骤：
(1)选料，选取第一卷材、第二卷材及第三卷材；
(2)下料，使用开平机将第一卷材、第二卷材及第三卷材开为平板，并在每块卷材上划出对应的尺寸标识；
(3)下精料，对应尺寸标识，对卷材进行裁剪；
(4)去毛刺，清理待焊表面和邻近区域的毛刺；
(5)弯折位置画线，在第三卷材所需弯折位置画出弯折线；所述弯折线之间间距分别为1217mm、2514mm、3233.5mm、2514mm、2016.5mm；
(6)撑方，分别将第一卷材、第二卷材及第三卷材左右两端焊接形成圆形管坯，管坯由内至外依次套合后对应弯折线使用撑方工装进行撑方，将圆形管坯撑至矩形管坯；
(7)焊装工艺接管，撑方后的矩形管坯上下端口通过氩弧焊将三层管坯焊接固定；氩弧焊的焊间距为20～40mm，焊缝的长度不得低于10mm；氩弧焊后三层管坯之间间隙小于等于8mm。
(8)波纹管成型，
1)确认所需单波展开长度并画出3个波纹槽的中心线标记；
2)吊装管坯至方波成型机的成型模片中，方波成型机包括直边外限制上模具7、直边外限制下模具8、直边内胀形模具、圆角内胀形模具、圆角内胀形压板，直边上限制模具7及直边下限制模具8分为长直边外限制模具12及短直边外限制模具18，将长直边外限制模具12对应管坯长直边，短直边外限制模具12对应管坯短直边，并将上下外限制模具合并至105～115间隙距离后抵住管胚；
3)推动内胀形模具至145mm后停止，推进速度不高于5mm/s；
4)拆除全部直边模具，更换圆角半径570mm内胀形圆角模具继续胀形至圆角140～145mm范围后完成第一个波纹的胀形，提升管胚至第二个波纹的中心标记位置进行第二波纹的胀形，以此为例胀形第三波纹后取下管胚。
(9)波纹管矫形，使用矫形机对波纹槽进行矫形处理；具体的流程为：吊装压制后的管坯，置于矫形的主动轮24和被动轮25之间，利用支撑轮22托住整个管胚，利用轮片与管胚之间的线摩擦转动管胚，完成对于管胚端部小直边段的圆弧角矫形后取下；
(10)切直边，在波纹管两直边段处用记号笔划画线，用等离子切割机，按画线位置切割直边，用磨光机把切割直边后的波纹管两端口打磨齐平。
以上对本发明实施例所提供的的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，再具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为本发明的限制。
Claims (2)
1.一种用于核聚变的波纹管的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)选料，选取第一卷材、第二卷材及第三卷材；
(2)下料，使用开平机将第一卷材、第二卷材及第三卷材开为平板，并在每块卷材上划出对应的尺寸标识；
(3)下精料，对应尺寸标识，对卷材进行裁剪；
(4)去毛刺，清理待焊表面和邻近区域的毛刺；
(5)弯折位置画线，在第三卷材所需弯折位置画出弯折线；
(6)撑方，分别将第一卷材、第二卷材及第三卷材左右两端焊接形成圆形管坯，管坯由内至外依次套合后对应弯折线使用撑方工装进行撑方，将圆形管坯撑至矩形管坯；
(7)焊装工艺接管，撑方后的矩形管坯上下端口通过氩弧焊将三层管坯焊接固定；
(8)波纹管成型，确认所需单波展开长度，吊装管坯，使用方波成型机对管坯侧壁压制波纹槽；
(9)波纹管矫形，吊装压制后的管坯，使用矫形机对波纹槽进行矫形处理；
(10)切直边，在波纹管两直边段处用记号笔划画线，用等离子切割机，按画线位置切割直边，用磨光机把切割直边后的波纹管两端口打磨齐平。
2.如权利要求1中所述一种用于核聚变的波纹管的制造工艺，其特征在于：所述波纹管成型的流程为，
(1)确认所需单波展开长度并画出3个波纹槽的中心线标记；
(2)吊装管坯至方波成型机的成型模片中，将上下外限制模具合并至105～115间隙距离后抵住管胚；
(3)推动内胀形模具；
(4)拆除全部直边模具，更换内胀形圆角模具继续胀形后完成第一个波纹的胀形，提升管胚至第二个波纹的中心标记位置进行第二波纹的胀形，以此为例胀形第三波纹后取下管胚。
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