碳钢弯头工艺过程和热处理步骤

　　碳钢弯头是改变碳钢管道上管路方向的金属管件。连接方式有丝扣及焊接。按角度分，有45°及90°180°三种最常用的，另外根据工程需要还包括60°等其他非正常角度弯头。弯头的材料有铸铁、不锈钢、合金钢、可锻铸铁、碳钢、有色金属及塑料等。与管子连接的方式有：直接焊接（最常用的方式）法兰连接、热熔连接、电熔连接、螺纹连接及承插式连接等。按照生产工艺可分为：焊接弯头、冲压弯头、推制弯头、铸造弯头等。其他名称：90度弯头、直角弯、爱而弯等。
碳钢弯头需要正火加回火热处理，机加工端口，壁厚需留有烧损及机加工余量。一般余量为弯头理论壁厚的10%～20%。弯头壁厚δ与截面直径D比值越小，与模具的贴合性能越好，但弯头内弧越容易失稳起皱。根据金属在塑性变形时体积不变，推制成形时壁厚不变（实际微减薄），弯头外弧长度与管坯长度相等的特点，推导出推制管坯外径公式：如果实际选用的管坯外径比按公式计算得到的Dp值小，与模具贴合性能好，但弯头内弧容易失稳起皱。如果实际选用的管坯外径比按公式计算得到的Dp值大，结果则正好相反。
碳钢弯头加热温度的确定原则是材质奥氏体化温度以上，且推制时弯头内壁主压应力小于材料在此温度下的屈服极限。材质奥氏体化温度越高，加热温度越高；材质高温屈服极限越高，加热温度越高。中频感应加热，WB36钢的最高温度为850～900℃，A335P22钢为900～950℃，A335P91材质的加热温度最高点为900～1000℃。测温方式为固定式远红外测温仪和手动式远红外测温仪相结合。温度分布是一个重要的工艺参数，由感应圈形状及感应圈与芯棒头相对位置直接控制。感应圈形状是主要因素，感应圈与芯棒头相对位置是次要因素。温度沿芯棒头径向分布规律为低，中，高。加热温度高，冲压弯头壁厚增大。推进速度对碳钢弯头几何形状的影响推进速度作为一个重要的工艺参数，由液压系统流量调节直接控制。推进速度的确定原则是弯头内壁主压应力小于材料在此温度下的屈服极限，弯头外壁伸长率小于材料在此温度下的最大伸长率。材质透热系数，磁导率及中频功率大，推进速度快。推进速度快，生产率提高，但碳钢弯头的壁厚减薄率增大。
碳钢弯头的基本工艺过程是：首先焊接一个横截面为多边形的多棱环壳或两端封闭的多棱扇形壳，内部冲满压力介质后，施以内压，在内压作用下横截面由多边形逐渐变成圆，最终成为一个圆形环壳。根据需要，一个圆形环壳可以切割成4个90°弯头或6个60°弯头或其它规格的弯头，该工艺适用于制造弯头中径与弯头内径比大于1.5倍的任何规格大型弯头，是制造大型碳钢弯头的理想方法。
该碳钢弯头制作工艺的优点主要表现在以下几个方面：
（1）不需管坯作原料，可节约制管设备及模具费用，且可得到任意大直径而壁厚相对较薄的碳钢弯头。
（2）坯料为平板或可展曲面，因而下料简单，精度容易保证，组装焊接方便。
（3）由于上述二条原因，可以缩短制造周期，生产成本大大降低。因不需要任何专用设备，尤其适合于现场加工大型碳钢弯头。
（4）碳钢弯头适用于石油、天然气、化工、水电、建筑和锅炉等行业的管路系列。