核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置，包括：上模、凸模、底胎、凸模驅動部件和加熱裝置，上模內開有可成形管嘴的模制孔；底胎用于支撐核電主蒸汽超級管道的管坯，凸模和凸模驅動部件位于管坯的內部且凸模安裝在凸模驅動部件上；加熱裝置可移動至管坯的預制孔的上方并可對預制孔的變形區進行加熱，上模可貼合在管坯上，凸模驅動部件可驅動凸模向模制孔內頂拔預制孔的變形區。本實用新型提供的核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置采用凸模向上模的模制孔內頂拔預制孔的變形區的方式制作管嘴，并采用電磁感應加熱或電接觸加熱的方法對預制孔的變形區進行加熱，使制成一個管嘴的時間不足一小時，以提升管嘴的制造效率。
【專利說明】核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及核電設備領域，具體而言，涉及一種核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置。
【背景技術】
[0002]核電主蒸汽超級管道是指反應堆安全殼外從主蒸汽管線的安全殼機械貫穿件起，至主蒸汽管線橫向限制件下游第一道焊縫止的一段飽和蒸汽管道。核電主蒸汽超級管道熱工參數高，焊縫多，受力復雜，尤其在事故工況下所受沖擊力大，為了確保核電站的順利運行，核電主蒸汽超級管道必須具有較高的安全性。國內外廠家在研發核電主蒸汽超級管道管嘴成型工藝工裝上均做了大量工作。核電主蒸汽超級管道分四個管段，每根管段上分布數量、大小不一的管嘴，而且要求這些管嘴和管坯是一體成型。
[0003]現有工藝都是在管坯上預先鉆出預制孔，然后加熱預制孔的變形區，在高溫下利用內外模具擠壓成形管嘴。主要的區別是采用的加熱方法和成形方法以及選用的各參數不同，下面介紹現有核電主蒸汽超級管道的成形方法和裝置:
[0004]一種方法是采用火焰來加熱預制孔的變形區，借用動力設備從外面施力拉拔管嘴的方式成型管嘴。為此設計了龐大的龍門架工裝，跨過管嘴的外輪廓，與管嘴的凸模連接，成形管嘴。但是火焰加熱的時間較長，每次加熱約用4小時，加熱效率很低，熱影響區較大。而且當溫度達到要求后，安裝模具耗費的時間也長，造成管嘴局部加熱的溫降很大，不利于管嘴的后續成形。同時，拉桿的尺寸受到預制孔大小的限制，由此對拉桿的材料和性能要求很高，而且只能分階段拉拔成形，基本需要經過3?4次加熱，利用3?4個凸模并經過3?4次成形才能完工一個管嘴制作，如此多次數的成形，對管嘴材料的沖擊韌性和管嘴的成形精度不利；
[0005]另外一種方法是利用專用的火焰加熱器，將凸模固定，壓機壓動彈簧基座上的管坯向下運動，成形管嘴。此方法的加熱效率同樣不高，而且需要一根很粗很長的梁支撐凸模，此根梁兩側支撐點的力矩不同，會產生變形撓度，直接影響管嘴的成形精度。
[0006]因此，如何能同時規避綜上缺陷，從而大大縮短管嘴制造時間、減少管嘴的成形次數，并提聞管嘴的制造精度，是亟待解決的技術問題。
實用新型內容
[0007]為解決上述技術問題或者至少之一，本實用新型提供了一種核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置，可采用電磁感應加熱或電接觸加熱的方法，該種方法控制加熱溫度和加熱區域范圍比較靈活，且加熱效率較高，熱影響區和熱損耗也較小，制造管嘴過程中能對管嘴精確定位，以保證管嘴間的相對位置；而且可一次頂拔成形一個管嘴，其成形一個管嘴的時間不足一小時，有效提高了管嘴的制作效率。
[0008]有鑒于此，本實用新型提供了一種核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置，包括:上模、凸模、底胎、凸模驅動部件和加熱裝置，所述上模內開有成形所述管嘴的模制孔；所述底胎用于支撐所述核電主蒸汽超級管道的管坯，所述凸模和所述凸模驅動部件位于所述管坯的內部且所述凸模安裝在所述凸模驅動部件上；所述加熱裝置可移動至所述管坯的預制孔的上方并可對所述預制孔的變形區進行加熱，所述上模可貼合在所述管坯上，所述凸模驅動部件可驅動所述凸模向所述模制孔內頂拔所述管坯的所述預制孔的變形區。
[0009]本實用新型提供的核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置采用凸模向上模的模制孔內頂拔預制孔的變形區的方式制作管嘴，可采用電磁感應加熱或電接觸加熱的方法對預制孔的變形區進行加熱，該種方法控制加熱溫度和加熱區域范圍比較靈活，且加熱效率較高，熱影響區和熱損耗也較小，制造管嘴過程中能對管嘴精確定位，以保證管嘴間的相對位置；而且可一次頂拔成形一個管嘴，其成形一個管嘴的時間不足一小時，有效提高了管嘴的制作效率。
[0010]其中，加熱裝置可在半小時內將預制孔的變形區的加熱溫度加熱到設定范圍內，有效降低了加熱時間，提高了加熱效率，而且有利于晶粒形核，保證了制成管嘴的力學性倉泛。
[0011]根據本實用新型的一個實施例，所述上模的下部設置有上半通槽，所述上半通槽的槽底設置有所述模制孔，所述底胎的上部設置有下半通槽；所述上模貼合在所述管坯上時所述上半通槽和所述下半通槽圍成管坯定位孔，所述管坯安裝在所述管坯定位孔內，管坯定位孔可對管坯進行定位，并可保證管嘴制成后管坯的橢圓度變化量在小于0.5%的范圍內。
[0012]根據本實用新型的一個實施例，所述凸模的頂端可呈錐形或者橢圓弧形，便于凸模的頂端伸入預制孔內，以保證管嘴順利成形，并提高了制成的管嘴內表面的光滑度。
[0013]根據本實用新型的一個實施例，所述凸模的軸線沿豎直方向設置，所述凸模驅動部件沿豎直方向驅動所述凸模移動，所述上模貼合在所述管坯上時所述模制孔的軸線與所述凸模的軸線重合。
[0014]根據本實用新型的一個實施例，所述核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置還包括定位器和定位尺，所述定位尺安裝在所述凸模驅動部件上，所述定位器可安裝在所述預制孔內；所述定位尺可指示所述凸模驅動部件在所述管坯內移動的位置，所述定位器可與所述定位尺配合使所述預制孔的軸線與所述凸模的軸線相重合。
[0015]上述實施例中，模制孔的軸線、凸模的軸線、預制孔的軸線重合，可保證管嘴成形后的尺寸精度，定位器和定位尺用于調整預制孔的軸線、凸模的軸線重合。
[0016]根據本實用新型的一個實施例，所述核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置還包括上模驅動部件，所述上模安裝在所述上模驅動部件上，所述上模驅動部件可驅動所述上模上下移動。
[0017]根據本實用新型的一個實施例，所述上模驅動部件還可驅動所述上模前后移動和/或沿所述管坯的軸線左右移動。
[0018]通過上模驅動部件驅動上模移動，提高了核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置的自動化程度，并可進一步提高管嘴成形精度。
[0019]根據本實用新型的一個實施例，所述加熱裝置包括加熱器、行走小車和調節機構，所述調節機構安裝在所述行走小車上，所述加熱器安裝在所述調節機構上，所述調節機構可帶動所述加熱器上下移動和/或前后移動。[0020]根據本實用新型的一個實施例，所述加熱裝置還包括電源、變壓器、冷卻系統和軌道，所述軌道位于所述底胎的一側并沿所述管坯的軸線方向布置，所述行走小車安裝在所述軌道上，所述變壓器和所述冷卻系統安裝在所述行走小車上，所述加熱器通過變壓器與所述電源相連接，所述冷卻系統可對所述加熱器進行冷卻。
[0021 ] 本實施例中，加熱裝置可實現上下、左右和前后方向的移動，提高了核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置的自動化程度，使其更便于對加熱裝置的加熱位置進行調整。
[0022]根據本實用新型的一個實施例，所述加熱器為電磁感應加熱器或電接觸加熱器，此種加熱方式效率高而且節能環保，可有效縮短工藝流程以實現生產管嘴高效化，并可減小熱影響區和氧化損耗；所述凸模驅動部件為千斤頂或壓機，可降低對凸模驅動部件的要求，并可降低能耗，以實現綠色環保的目的。
[0023]綜上所述，本實用新型提供的核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置采用凸模向上模的模制孔內頂拔預制孔變形區的方式制作管嘴，可采用電磁感應加熱或電接觸加熱的方法對預制孔的變形區進行加熱，該種方法控制加熱溫度和加熱區域范圍比較靈活，且加熱效率較高，熱影響區和熱損耗也較小，制造管嘴過程中能對管嘴精確定位，以保證管嘴間的相對位置；而且可一次頂拔成形一個管嘴，其成形一個管嘴的時間不足一小時，有效提高了管嘴的制作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置上安裝管坯后一實施例的結構不意圖；
[0025]圖2是圖1中加熱裝置一實施例的結構示意圖。
[0026]其中，圖1和圖2中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為:
[0027]I上模，12上半通槽，2凸模，3底胎，4凸模驅動部件，5加熱裝置，51加熱器，52行走小車，53調節機構，54電源，55冷卻系統，6管坯，7定位器，8定位尺，9模制孔，10預制孔。
【具體實施方式】
[0028]為了能夠更清楚地理解本實用新型的上述目的、特征和優點，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0029]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型，但是，本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的方式來實施，因此，本實用新型的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。
[0030]如圖1所示，本實用新型提供了一種核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置，包括:上模1、凸模2、底胎3、凸模驅動部件4和加熱裝置5，上模I內開有可成形管嘴的模制孔9(圖1中上模I內的虛線表示模制孔9);底胎3用于支撐核電主蒸汽超級管道的管坯6，凸模2和凸模驅動部件4位于管坯6的內部且凸模2安裝在凸模驅動部件4上；加熱裝置5(如圖2所示)可移動至管坯6的預制孔10 (圖1中管坯6上的虛線表示預制孔10)的上方并可對預制孔的變形區進行加熱，上模I可貼合在管坯6上，凸模驅動部件4可驅動凸模2向模制孔9內頂拔預制孔的變形區。[0031]本實用新型提供的核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置采用凸模向上模的模制孔內頂拔預制孔的變形區的方式制作管嘴，可采用電磁感應加熱或電接觸加熱的方法對預制孔的變形區進行加熱，該種方法控制加熱溫度和加熱區域范圍比較靈活，且加熱效率較高，熱影響區和熱損耗也較小，制造管嘴過程中能對管嘴精確定位，以保證管嘴間的相對位置；而且可一次頂拔成形一個管嘴，其成形一個管嘴的時間不足一小時，有效提高了管嘴的制作效率。
[0032]其中，加熱裝置可在半小時內將預制孔的變形區的加熱溫度加熱到設定范圍內，有效降低了加熱時間，提高了加熱效率，而且有利于晶粒形核，保證了制成管嘴的力學性倉泛。
[0033]其中，如圖1所述，加熱裝置對預制孔的變形區進行加熱完成之后，移開加熱裝置，然后上模下移至管坯上，此時可啟動凸模驅動部件驅動凸模頂拔預制孔的變形區來制造管嘴。圖1中箭頭為上模下移的方向。
[0034]本實用新型的一個實施例中，上模I的下部設置有上半通槽12，上半通槽12的槽底設置有模制孔9，底胎3的上部設置有下半通槽；上模I貼合在管坯6上時上半通槽12和下半通槽圍成管坯定位孔，管坯6安裝在管坯定位孔內，管坯定位孔可對管坯6進行定位，并可保證管嘴制成后管坯6的橢圓度變化量在小于0.5%的范圍內，以滿足制成的核電主蒸汽超級管道的使用要求。
[0035]較優的，凸模2的頂端呈錐狀或橢圓弧狀，便于凸模的頂端伸入預制孔10內，以保證管嘴順利成形，并提高了制成的管嘴內表面的光滑度。
[0036]本實用新型的一個實施例中，凸模2的軸線沿豎直方向設置，凸模驅動部件4沿豎直方向驅動凸模2移動,上模I貼合在管還6上時模制孔9的軸線與凸模2的軸線重合；核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置還包括定位器7和定位尺8，定位尺8安裝在凸模驅動部件4上，定位器7可安裝在預制孔10內；定位尺8可指示凸模驅動部件4在管坯6內移動的位置，定位器7可與定位尺8配合使預制孔10的軸線與凸模2的軸線重合。
[0037]上述實施例中，模制孔的軸線、凸模的軸線、預制孔的軸線重合(圖1中用單點畫線表示)，可保證管嘴成形后的尺寸精度，定位器和定位尺用于調整預制孔的軸線與凸模的軸線重合。
[0038]根據本實用新型的一個實施例，核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置還包括上模驅動部件，上模I安裝在上模驅動部件上，上模驅動部件可驅動上模I上下移動、前后移動和左右移動(管坯的軸線的方向為左右方向)。
[0039]通過上模驅動部件驅動上模移動，提高了核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置的自動化程度，并可進一步提高管嘴成形精度。
[0040]本實用新型的一個實施例中，如圖2所示，加熱裝置5包括加熱器51、行走小車52和調節機構53，調節機構53安裝在行走小車52上，加熱器51安裝在調節機構53上，調節機構53可帶動加熱器51上下和前后移動；加熱裝置5還包括電源54、變壓器、冷卻系統55和軌道，軌道位于底胎3的一側并沿管坯6的軸線方向布置，行走小車52安裝在軌道上，變壓器和冷卻系統55安裝在行走小車52上，加熱器51通過變壓器與電源54相連接，冷卻系統55可對加熱器51進行冷卻，加熱器51在對預制孔的變形區進行加熱時，加熱中心在預制孔10的軸線上(其中，預制孔10朝上正對模制孔9)。[0041 ] 本實施例中，加熱裝置可實現上下、左右和前后方向的移動，提高了核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置的自動化程度，使其更便于對加熱裝置的加熱位置進行調整。
[0042]根據本實用新型的一個實施例，加熱器51為電磁感應加熱器或電接觸加熱器，此種加熱方式效率高而且節能環保，可有效縮短工藝流程以實現生產管嘴高效化，并可減小熱影響區和氧化損耗；凸模驅動部件為千斤頂或壓機，可降低對凸模驅動部件的要求，并可降低能耗，以實現綠色環保的目的。
[0043]綜上所述，本實用新型提供的核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置采用凸模向上模的模制孔內頂拔預制孔的變形區的方式制作管嘴，可采用電磁感應加熱或電接觸加熱的方法對預制孔的變形區進行加熱，該種方法控制加熱溫度和加熱區域范圍比較靈活，且加熱效率較高，熱影響區和熱損耗也較小，制造管嘴過程中能對管嘴精確定位，以保證管嘴間的相對位置；而且可一次頂拔成形一個管嘴，其成形一個管嘴的時間不足一小時，有效提高了管嘴的制作效率。
[0044]在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語均應做廣義理解，例如，“連接”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0045]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置，其特征在于，包括: 上模、凸模、底胎、凸模驅動部件和加熱裝置，所述上模內開有可成形所述管嘴的模制孔；所述底胎用于支撐所述核電主蒸汽超級管道的管坯，所述凸模和所述凸模驅動部件位于所述管坯的內部且所述凸模安裝在所述凸模驅動部件上；所述加熱裝置可移動至所述管坯的預制孔的上方并可對所述預制孔的變形區進行加熱，所述上模可貼合在所述管坯上，所述凸模驅動部件可驅動所述凸模向所述模制孔內頂拔所述管坯的所述預制孔的變形區。
2.根據權利要求1所述的核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置，其特征在于， 所述上模的下部設置有上半通槽，所述上半通槽的槽底設置有所述模制孔，所述底胎的上部設置有下半通槽；所述上模貼合在所述管坯上時所述上半通槽和所述下半通槽圍成管坯定位孔，所述管坯安裝在所述管坯定位孔內。
3.根據權利要求2所述的核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置，其特征在于， 所述凸模可呈錐狀或者橢圓弧狀。
4.根據權利要求3所述的核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置，其特征在于， 所述凸模的軸線沿豎直方向設置，所述凸模驅動部件沿豎直方向驅動所述凸模移動，所述上模貼合在所述管坯上時所述模制孔的軸線與所述凸模的軸線重合。
5.根據權利要求4所述的核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置，其特征在于， 還包括定位器和定位尺，所述定位尺安裝在所述凸模驅動部件上，所述定位器可安裝在所述預制孔內；所述定位尺可指示所述凸模驅動部件在所述管坯內移動的位置，所述定位器可與所述定位尺配合使所述預制孔的軸線與所述凸模的軸線相重合。
6.根據權利要求1-5任一所述的核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置，其特征在于， 還包括上模驅動部件，所述上模安裝在所述上模驅動部件上，所述上模驅動部件可驅動所述上模上下移動。
7.根據權利要求6所述的核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置，其特征在于， 所述上模驅動部件還可驅動所述上模前后移動和/或沿所述管坯的軸線左右移動。
8.根據權利要求1-5任一所述的核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置，其特征在于， 所述加熱裝置包括加熱器、行走小車和調節機構，所述調節機構安裝在所述行走小車上，所述加熱器安裝在所述調節機構上，所述調節機構可帶動所述加熱器上下移動和/或前后移動。
9.根據權利要求8所述的核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置，其特征在于， 所述加熱裝置還包括電源、變壓器、冷卻系統和軌道，所述軌道位于所述底胎的一側并沿所述管坯的軸線方向布置，所述行走小車安裝在所述軌道上，所述變壓器和所述冷卻系統安裝在所述行走小車上，所述加熱器通過變壓器與所述電源相連接，所述冷卻系統可對所述加熱器進行冷卻。
10.根據權利要求9所述的核電主蒸汽超級管道的管嘴成形裝置，其特征在于， 所述加熱器為電磁感應加熱器或電接觸加熱器；所述凸模驅動部件為千斤頂或壓機。
【文檔編號】B21C29/00GK203635653SQ201320760936
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月26日 優先權日:2013年11月26日
【發明者】楊艷子, 杜艷梅, 王雅明, 馬曉梅, 馬忠良, 金菊蓀, 沈克林, 史巨元 申請人:北京首宏鋼重型裝備技術有限公司