變徑管內(nèi)高壓成形應(yīng)用

變徑管內(nèi)高壓成形技術(shù)適用于直徑25 mm-200 mm，壁厚1-8mm的管件。像汽車(chē)進(jìn)、排氣系統(tǒng)，飛機(jī)管路系統(tǒng)，火箭系統(tǒng)等使用的異型和復(fù)雜截面管件，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸等。

可以整體成形軸線(xiàn)為二維或三維曲線(xiàn)的異型截面空心零件，從管材的初始圓截面可以成形為矩形、梯形、橢圓形或其他異型的封閉截面。

優(yōu)點(diǎn)有：

① 減輕質(zhì)量，節(jié)約材料；

② 減少零件和模具重量，降低模具費(fèi)用；

③ 可減少后續(xù)機(jī)械加工和組裝焊接量，提高生產(chǎn)效率；

④ 提高強(qiáng)度和剛度，尤其是疲勞強(qiáng)度；

⑤ 材料利用率高；

⑥ 降低生產(chǎn)成本。

缺點(diǎn)：

① 內(nèi)壓高，需要大噸位液壓機(jī)作為合模壓力機(jī)；

② 高壓源及閉環(huán)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)高；

③ 零件研發(fā)試制費(fèi)用高。

用管材作為原材，通過(guò)對(duì)管腔內(nèi)施加液體壓力及在軸向施加負(fù)荷作用，使其在給定模具型腔內(nèi)發(fā)生塑性變形，管壁與模具內(nèi)表面貼合，從而得到所需形狀零件的成形技術(shù) 。

指中間管徑大于兩端管徑的管件的內(nèi)高壓成形。工藝流程分填充、成形、整形三個(gè)階段，如圖所示 。它的主要技術(shù)參數(shù)包括初始屈服壓力、開(kāi)裂壓力、整形壓力、軸向進(jìn)給力、合模力、軸向起皺臨界力、補(bǔ)料量等。主要缺陷形式有屈曲、起皺、開(kāi)裂成形不充分等。

工藝分為三個(gè)階段：

第一個(gè)階段，填充階段，將管材放在下模內(nèi)，然后閉合上模，使管材內(nèi)充滿(mǎn)液體(并排除氣體)，將管的兩端用水平?jīng)_頭壓封;

第二個(gè)階段，成形階段，對(duì)管內(nèi)液體加壓脹形的同時(shí)兩端的沖頭按照設(shè)定加載曲線(xiàn)向內(nèi)推進(jìn)補(bǔ)料，在內(nèi)壓和軸向補(bǔ)料的聯(lián)合作用下使管材基本貼近模具;

第三個(gè)階段，整形階段，提高壓力使過(guò)度區(qū)圓角完全貼靠模具而成形為所需的工件，這個(gè)階段基本沒(méi)有補(bǔ)料，從截面看可以把管材變?yōu)榫匦汀⑻菪?、橢圓型或其他異型截面

隨著管道敷設(shè)里程的增加和在役年限的延長(zhǎng)，管道安全管理方式和維護(hù)技術(shù)也在不斷改進(jìn)，特別是在管道維護(hù)過(guò)程中用于封隔管道內(nèi)部輸送介質(zhì)的管內(nèi)高壓智能封堵技術(shù)。 　相對(duì)于目前廣泛使用的管道帶壓開(kāi)孔封堵技術(shù)而言,管內(nèi)高壓智能封堵技術(shù)突破了開(kāi)孔封堵時(shí)封堵器必須由開(kāi)孔進(jìn)入管道的結(jié)構(gòu)局限，工藝更簡(jiǎn)單，停輸損失更小，封堵壓力更大，極大地?cái)U(kuò)展了在陸地及海底的應(yīng)用領(lǐng)域，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。

管內(nèi)高壓智能封堵器通過(guò)清管器的發(fā)球端進(jìn)入管內(nèi)，在管道介質(zhì)推動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)，到達(dá)欲封堵管段時(shí)在超低頻電磁脈沖信號(hào)（ELF）的控制下啟動(dòng)微型液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)剎車(chē)并封堵。作業(yè)完成后在ELF信號(hào)控制下自動(dòng)解封，繼續(xù)在管內(nèi)介質(zhì)的推動(dòng)下直至收球端取出。這樣的管內(nèi)高壓智能封堵所需作業(yè)時(shí)間更短，作業(yè)完成后不會(huì)在管道中留下任何附加裝置，減少了故障點(diǎn)，降低了維修成本，縮短了維修時(shí)間。

雖然管內(nèi)高壓智能封堵技術(shù)還存在一些弊病，但與目前廣泛使用的帶壓開(kāi)孔技術(shù)相比，仍然具有突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。所以，突破國(guó)外技術(shù)封鎖，研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的管內(nèi)高壓智能封堵器，是我國(guó)油氣管道領(lǐng)域的當(dāng)務(wù)之急。