[發明專利]一種用于管材整圓擴徑或用于內襯復合管加工的擴徑頭

有效

• 申請號: 201110446789.X
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN103182456A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 李記科;李安強;張永紅;楊紅兵;李云龍
• 申請（專利權）人: 北京隆盛泰科石油管科技有限公司
• 主分類號: B21D39/20
• 分類號: B21D39/20
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 趙建剛

技術領域

本發明屬于機械制造技術領域，涉及一種用于管材比如鋼管的整圓擴徑或者用于內襯復合管(雙金屬管)加工的擴徑頭。

背景技術

在長輸管道用鋼管(尤其是直縫埋弧焊接鋼管)的生產中，要用到對鋼管的擴徑整圓工序，以保證所生產鋼管的幾何圓度。

傳統對鋼管的整圓曾采用水壓擴徑的方式進行，這種方式將鋼管兩端機械密封后，對鋼管內腔充水加壓，利用水壓的作用將整支鋼管(一般為12m的長度)打壓到有一定程度的屈服(一般的擴徑率-擴徑前后周長差于擴徑前周長的比率，不大于1.5％)，形象點說明就像吹氣球，泄壓后鋼管即被水壓擴徑整圓，當然進行這一操作的過程中，要采用外包模具將整支鋼管卡住，以保證擴徑后鋼管的外徑尺寸。采用這種方式的弊端在于對每一規格鋼管的生產均需配備一套外包模具，更換不同鋼管規格時得更換相應的模具影響生產效率，同時模具的加工需要成本，同時模具的存放要占用空間。

基于水壓擴徑的弊端，目前對鋼管進行擴徑最常采用的方式是機械擴徑：將擴徑頭置于鋼管管內；擴徑頭內的液壓缸產生軸向運動，通過楔塊機構可以將軸向運動轉化成徑向運動，徑向運動產生的外脹壓力則可實現對鋼管的擴徑，擴徑量的大小由軸向運動的行程來確定，機械擴徑不需要外包模具；機械擴徑中與鋼管內表面接觸的楔塊為鋼質材料，通過步進方式(根據鋼管尺寸不同，每一步擴徑的步長600～800mm)完成對一支鋼管(一般為12m的長度)的整圓擴徑。機械擴徑相對于水壓擴徑的優勢主要在于不需要外包模具，同時一件擴徑頭可以覆蓋到一定范圍不同的外徑尺寸，在此范圍內可以實現無級調節。該機械孔徑裝置的缺點是成本較高。

發明內容

本發明的目的在于設計一種新型的用于管材整圓擴徑或用于內襯復合管加工的擴徑頭，解決上述問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種用于管材整圓擴徑或用于內襯復合管加工的擴徑頭，包括固定軸、套筒、擋板法蘭、高壓彈性液囊、出液管和進液管，所述套筒和所述擋板法蘭設在所述固定軸的一端，所述套筒的兩端均設置有所述擋板法蘭，所述高壓彈性液囊設置于所述套筒和位于所述套筒兩端的所述擋板法蘭圍成的空腔內；所述進液管和所述出液管的一端均與所述高壓彈性液囊連通，另一端穿出所述套筒和位于所述套筒兩端的所述擋板法蘭圍成的空腔。

還包括盤根，所述套筒、所述擋板法蘭和所述盤根套設在所述固定軸的一端，所述套筒的兩端均設置有所述擋板法蘭，所述擋板法蘭與所述套筒之間設置有所述盤根，所述高壓彈性液囊設置于所述套筒和位于所述套筒兩端的所述盤根圍成的空腔內。

所述盤根為外徑可調節的盤根。

所述擋板法蘭的外緣面與被加工管材的內壁之間密封。

所述盤根的外緣面與被加工管材的內壁之間也密封，并且所述所述盤根的外緣面與被加工管材的內壁之間的密封程度大于所述擋板法蘭的外緣面與被加工管材的內壁之間的密封程度。

所述擋板法蘭為外徑可調節的擋板法蘭。

所述套筒為外徑可調節的套筒，。

所述進液管的一端與所述高壓彈性液囊連通，另一端穿出所述套筒和位于所述套筒兩端的所述擋板法蘭圍成的空腔后與高壓液源連通；所述出液管的一端也與所述高壓彈性液囊連通，另一端穿出所述套筒和位于所述套筒兩端的所述擋板法蘭圍成的空腔后與低壓液源連通。

所述進液管和所述出液管上均設有液體密封閥門，所述高壓彈性液囊上連接有液體壓力計。

所述管材為鋼管。

本發明所謂的管材可以包括各種金屬或非金屬材質的管材，比如鋼管。本發明所謂的內襯復合管，是指雙金屬管。

本發明可以采用步進式操作的方式對鋼管進行擴徑，將鋼管一段一段地擴徑，最終完成整支鋼管的全長擴徑，該裝置也可用于通過內脹進行內襯復合的雙金屬復合管的加工生產，以及變徑鋼管的加工生產，但與鋼管內壁接觸的部分不是采用鋼質材料的楔塊，而代之以橡膠或其它具有一定彈性的軟質材料。

本發明采用橡膠或其它具有一定彈性的軟質材料做成一囊腔，通過該囊腔將“水壓”擴徑的壓力均勻傳遞到鋼管待擴徑部分，完成對鋼管的擴徑。該囊腔的作用是包容、密封液壓介質(水、油或其他適合的液壓介質)，并傳遞擴徑的壓力。

采用本發明的裝置進行鋼管擴徑或內襯的雙金屬復合管的加工時，可以通過控制壓力+液壓介質流量的方式簡單的控制鋼管擴徑的質量。在進行鋼管擴徑操作中，通過拉伸試驗測得鋼管材料的實際屈服強度，并據此算出擴徑時所需的擴徑壓力，通過對擴徑壓力以及擴徑過程中囊腔中所進入液壓介質體積量的聯合控制可以實現使鋼管達到恰好需要的擴徑程度(擴徑率)。