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高壓三通成形工藝簡單特點(diǎn)及焊縫產(chǎn)生缺陷損傷的主要原因[一]、鍛制高壓三通成形工藝簡單特點(diǎn)
鍛制高壓三通是管道和壓力容器設(shè)備中廣泛使用的元件，其本身的成本并不高，但是其失效引起的事故和停機(jī)所帶來的經(jīng)濟(jì)損失往往是巨大的。高壓三通成形較基本的原理是將管坯放入模具中，在外力的作用下，引導(dǎo)金屬在模具中按照預(yù)定的要求流動，形成一定的尺寸與形狀。根據(jù)成形方法可分為熱壓鍛制高壓三通和液壓脹型鍛制高壓三通，其中熱壓鍛制高壓三通采用徑向補(bǔ)償法，一般選用外徑大于成品鍛制高壓三通的管坯為原材料，依靠原材料徑向多余的金屬成形鍛制高壓三通支管，這種鍛制高壓三通成形方法的優(yōu)點(diǎn)是組織狀態(tài)好、殘余應(yīng)力小；其缺點(diǎn)是成形工藝復(fù)雜、能源浪費(fèi)嚴(yán)重。液壓脹型鍛制高壓三通采用軸向補(bǔ)償法，一般選用長度大于成品鍛制高壓三通的管坯為原材料，依靠原材料軸向多余的金屬成形鍛制高壓三通的支管，這種鍛制高壓三通成形方法的優(yōu)點(diǎn)是成形工藝簡單、能源浪費(fèi)少和生產(chǎn)周期較短；
由于變形為冷變形且變形量大，其缺點(diǎn)是殘余應(yīng)力大、內(nèi)部容易出現(xiàn)缺陷和生產(chǎn)鍛制高壓三通尺寸不能太大。一般生產(chǎn)大型鍛制高壓三通都是應(yīng)用徑向補(bǔ)償法。
現(xiàn)行鍛制高壓三通生產(chǎn)中是將管坯整體加熱到一定溫度然后進(jìn)行壓包工序，由于管坯各處溫度相同，其變形抗力也相同，當(dāng)管坯整個(gè)圓周面都與模具內(nèi)表面接觸后，一部分金屬在受力后，會順著下模具內(nèi)表面沿軸向向兩側(cè)流動，而沿模具上模開孔方向流動的金屬較少，因此造成鍛制高壓三通支管高度、支管厚度、肩部過渡區(qū)高度不夠；因?yàn)槌尚瘟Υ?，管坯直壁段金屬也進(jìn)入屈服狀態(tài)，管坯直壁段容易失穩(wěn)，而產(chǎn)生褶皺。為避免上述現(xiàn)象的發(fā)生，一般會用多次壓包的方法，但是這種方法沒有從根本上解決上述問題，還帶來了浪費(fèi)能源，增加工時(shí)的問題。
[二]、大口徑高壓三通焊縫產(chǎn)生缺陷及損傷的主要原因
大口徑高壓三通焊縫產(chǎn)生缺陷和破損問題是由內(nèi)因及外因等多種因素導(dǎo)致的，研究表明，大口徑高壓三通焊縫的結(jié)構(gòu)形式、焊縫所處位置以及其所處的高溫、高壓、腐蝕性環(huán)境都是導(dǎo)致承插高壓三通產(chǎn)生缺陷和損傷的原因，現(xiàn)對上述因素進(jìn)行詳細(xì)闡述。
1焊縫結(jié)構(gòu)形式的影響
大口徑高壓三通焊縫不同于一般的焊縫形式，這種焊縫的斷面尺寸較一般焊縫很大，在大口徑高壓三通的焊接過程中，管道由于自重等原因會發(fā)生一定的變形，焊接處會出現(xiàn)塑性變形和組織轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，這些現(xiàn)象會在大口徑高壓三通內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)大口徑高壓三通有時(shí)會采用非對稱焊接的焊接形式，這使得焊縫處的內(nèi)應(yīng)力很大。當(dāng)內(nèi)應(yīng)力存在的情況下，焊縫的結(jié)構(gòu)形式使得焊縫的某些位置會出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，這些位置通常較易發(fā)生損傷破壞。
2大口徑高壓三通焊接所處位置復(fù)雜
實(shí)際焊接過程中會發(fā)現(xiàn)大口徑高壓三通焊縫所處的位置較為復(fù)雜，這使得焊接過程中的焊接方向要逐點(diǎn)進(jìn)行變化，這種焊接方式會給焊接工作帶來極大的不便和困難，在這種焊接施工條件下便容易產(chǎn)生焊接缺陷問題:另外，大口徑高壓三通管道的接合處焊縫是一條馬鞍形的空間曲線，這就造成在焊接過程中很難保證按照規(guī)定的對口間隙和角度進(jìn)行焊接，對口不準(zhǔn)確是造成焊接缺陷的主要原因，在對口不準(zhǔn)確的情況下容易出現(xiàn)焊接根部無法焊透、燒穿以及焊縫根部出現(xiàn)裂紋等問題。
3所處環(huán)境的影響
如果焊接過程中焊縫存在缺陷，加之大口徑高壓三通管道一直長期處在高壓、高溫以及腐蝕等惡劣條件下，同時(shí)焊縫部分存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，這就使得大口徑高壓三通焊縫容易產(chǎn)生破壞問題。
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