 平焊法蘭在輸氣管網(wǎng)不停輸施工的必要性
管件液壓成形技術作為先進的制造技術受到工業(yè)界特別是汽車工業(yè)的廣泛重視。與傳統(tǒng)沖壓焊接工藝相比，采用平焊法蘭管件液壓成形工藝的優(yōu)點是①減輕零件重量；②提高零件的強度、剛度和耐撞性；③減少零件數(shù)量、節(jié)約模具成本皿減少后續(xù)焊接裝配過程，簡化生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率；⑤減少裝配誤差積累，提高產(chǎn)品質(zhì)量等。利用管件液壓成形技術制造的汽車零件主要有排氣系統(tǒng)異型管件車身框架結構件、傳動件以及安全構件等，如排氣歧管、儀表盤支架、副車架、縱梁橫梁、門柱等。液壓成形排氣歧管等枝權型零件時，既要求成形件壁厚分布均勻以提高零件使用壽命；又要求一定的成形支管高度以便后續(xù)加工。對確定形狀的零件，影響成形的主要因素是管坯材料和成形工藝條件。
隨著西氣東輸天然氣管道建設的展開，全國各大城市都在積極進行城市天然氣配套管網(wǎng)的建設工作，輸氣管網(wǎng)的安裝改造和維護工作也越來越頻繁。由于城市地理位置特殊，人員居住集中，高樓林立，車輛來往頻繁，使城區(qū)天然氣管網(wǎng)動火改造工作存在一定的風險。為了確保城區(qū)天然氣管網(wǎng)動火改造工作的順利進行，避免影響工業(yè)生產(chǎn)用氣和居民生活用氣，不停輸改造施工技術是一項重要的安全保障措施。
輸氣管網(wǎng)不停輸施工的必要性
城市天然氣管網(wǎng)一般埋設較深，通常分為干線和支線兩部分，干線主要輸送氣源，而支線是將天然氣輸送到各個使用地點。管網(wǎng)分別由多個閥門進行控制，支線向居民用戶供氣，少則幾千戶，多則上萬戶。在管網(wǎng)上動火改造必然要涉及到千家萬戶。如果停氣施工，事先則要通知到每個家庭，而保證每家周知是一件不容易的事。如果有一戶居民沒有接到通知，就有可能造成爐火自息，送氣爐子自漏，導致天然氣蔓延而發(fā)生人員中毒，甚至發(fā)生火災爆炸事故，后果不堪設想。
一般城市天然氣干線較長，少則幾公里，多則數(shù)十公里，而且管徑較大。如果動火連頭，就要有可靠的安全保證措施，否則容易發(fā)生火災爆炸事故，導致財產(chǎn)損失，甚至危及到居民的人身安全。通常對天然氣干線管網(wǎng)動火采用惰性氣體(氮氣或水蒸氣)置換保護方法，即停氣后關閉動火管道兩端閥門，放空管段內(nèi)的余氣，然后用氮氣將管段內(nèi)的剩余天然氣全部置換出來，用可燃氣體檢測儀測試，合格后方可在天然氣干線上實施動火連頭。此種方法雖然安全可靠，但施工過程中要把管道內(nèi)的余氣全部置換出來，施工工期長，工程成本高，同時法蘭片對大氣環(huán)境容易產(chǎn)生污染，實施過程中還要保證每道閥門不能泄漏，施工難度較大。
天然氣不停輸動火改造的技術特點
物質(zhì)爆炸燃燒的三個條件是可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)和著火源，三個條件之間必須互相作用，消除這三個條件中的一個或者一種作用就能防止火災、爆炸的發(fā)生。城市天然氣管網(wǎng)不停輸動火改造正是基于上述理論而開發(fā)的施工技術。與常規(guī)的惰性氣體置換施工方法相比，這種技術有著明顯的不同，其特點如下。
(1)管內(nèi)天然氣不采用惰性氣體(氮氣或水蒸氣)置換保護的方法，不需要放空，在動火改造施工中，管內(nèi)始終充滿易燃易爆的天然氣。
(2)動火施工中要合理調(diào)整管道內(nèi)天然氣的壓力，將氣體壓力調(diào)整到微壓狀態(tài)，以利于管道動火改造施工。
(3)動火改造時，在管道割口和焊接過程中必須保證管口始終處于著火狀態(tài)。一旦管口火焰變?nèi)趸蛳?，說明管內(nèi)處于負壓狀態(tài)，此時必須立即打開支線閥門向管內(nèi)供應天然氣。
(4)動火改造施工中必須杜絕管內(nèi)天然氣和空氣的混合形成爆炸氣體團，施工中始終保持管內(nèi)的天然氣壓力微大于管外空氣的壓力，使管內(nèi)天然氣處于微正壓狀態(tài)。
(5)動火施工中需要控制的閥門多，現(xiàn)場動火監(jiān)護人員多，各個監(jiān)控點距離遠，信息傳遞不方便。因此動火總負責人必須具備保證現(xiàn)場通訊暢通、風險預測能力和應變能力。
Fuchi7awa研究了管材應變強化指數(shù)n值、各向異性系數(shù)：值對管件無模自由脹形的影響。Manabe等研究了材料參數(shù)對有軸向載荷作用下管件無模脹形成形性的影響。Carleer等采用試驗和FEM仿真研究了材料的；n值對圓形截面零件的成形性和成形極限的影響。Manabe等研究了r.n值以及內(nèi)壓力、軸向壓力對管件液壓成形矩形截面零件的壁厚分布和成形性能的影響。Rimkus等對簡單規(guī)則形狀零件根據(jù)材料參數(shù)、零件形狀和摩擦條件計算管坯塑性失穩(wěn)臨界載荷，確定成形最小、最大軸向載荷和內(nèi)壓力。Altan等采用自適應優(yōu)化方法確定最優(yōu)加載路徑等工藝參數(shù)。這些研究的主要特點是：零件沿軸向變形區(qū)域長但脹形高度不高。帶頸對焊法蘭對變形區(qū)域短而成形高度高的薄壁枝權類零件的研究尚不多見。本文通過試驗和數(shù)值模擬研究枝權類零件T型管的液壓成形，分析材料各向異性系數(shù)r值、應變強化指數(shù)n值加載路徑、摩擦系數(shù)等工藝參數(shù)對成形支管高度和管壁厚度的影響。
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