Trois en acier au carbone - Tête introduction détaillée du produit
1. Présentation du produit
Les trois en acier au carbone - chef produit est un élément crucial largement appliquée dans divers domaines industriels. Il est conçu pour répondre aux exigences fonctionnelles spécifiques dans les systèmes de tuyauterie, mécanique des structures et les autres applications. Avec ses trois - port configuration, il permet la connexion, le détournement, et le contrôle des fluides ou de forces mécaniques dans une manière plus souple par rapport à un seul - ou deux - port de composants.
2. Conception et la construction
2.1 Dimensions géométriques
- Dimensions globales : la taille globale de la tête de trois en acier au carbone - produit varie en fonction de son application scénarios. Pour la tuyauterie industrielle générale, le diamètre extérieur du corps principal peut varier de 2,5 pouces à 60 pouces. Par exemple, dans une usine chimique de taille moyenne - système de pipeline, une taille commune pourrait être de 10 pouces de diamètre extérieur. La longueur le long de l'axe du corps principal est également personnalisé en fonction de besoins réels, habituellement dans la plage de 5 - 50 pouces.
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- L'égalité - diamètre trois - tête : dans une égale - diamètre trois - chef, tous les trois ports ont le même diamètre. Par exemple, un "T3" trois - tête indique que le diamètre extérieur de chaque port est de 3 pouces. Ce type est souvent utilisé dans les situations où le débit du liquide doit être répartie uniformément ou combinés sans des changements significatifs dans la vélocité du flux ou de la pression en raison de différences de diamètre.
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- La réduction de trois - Tête : Dans une réduction de trois - Chef, tels que "T4×4×3,5", les diamètres des ports sont différentes. Ici, les deux grands ports ont un diamètre de 4 pouces, tandis que le petit port de la direction générale a un diamètre de 3,5 pouces. Cette conception est adaptée pour les applications où le gazoduc principal doit se connecter à un plus petit - diamètre pipe-line de la direction générale, par exemple, lorsqu'un grand - diamètre de l'eau besoins principaux d'alimentation à la branche à un diamètre plus petit - ligne de service pour une zone spécifique.
2.2 Caractéristiques structurelles
- Type de connexion : trois en acier au carbone - chef produit utilise principalement pour la connexion de soudure dans la plupart des applications industrielles. À partir de 26 pouces à 60 pouces de diamètre, de la soudure est la méthode préférée pour assurer un approvisionnement fiable et une connexion étanche - fuite. Le soudage peut fournir une haute - collage de force entre les trois - tête et les tuyaux connectés, en réduisant le risque de fuite sous haute pression - ou - des conditions de débit élevé. Dans certaines petites - échelle ou de faible - les systèmes de pression, les raccords filetés peuvent également être utilisés, mais ils sont moins courantes par rapport à la soudure dans les milieux industriels.
- Structure interne : la structure interne de la tête de trois - est conçu pour réduire le débit de la résistance. La transition entre les ports est lisse, avec coins arrondis pour éviter de brusques changements dans le chemin d'écoulement. Cette surface interne lisse contribue à maintenir le flux laminaire de fluides, la réduction des pertes d'énergie et de prévention de l'accumulation de sédiments ou de débris dans le pipeline. Dans les applications impliquant le transport des fluides abrasifs, de la surface interne peut encore être traitées ou revêtues de matériaux résistant à l'usure, de prolonger la durée de vie de l'trois - tête.
3. Les propriétés du matériau
3.1 Composition chimique
Utilisé en acier au carbone dans la fabrication de produits de la tête de trois - contient généralement le fer comme le principal élément, avec la teneur en carbone de jouer un rôle crucial dans la détermination de ses propriétés mécaniques. La teneur en carbone varie généralement de 0,1 à 2,0 %. Par exemple, en commun les aciers au carbone comme 20 10#,#, et A3, la teneur en carbone est relativement faible, généralement autour de 0,1% - 0,2 %. Ces aciers offrent une bonne formabilité et de la soudabilité, les rendant adaptés pour les procédés de fabrication complexe nécessaire pour trois - chef de la production. En plus élevé - la force les aciers au carbone, tels que certains grades utilisés dans la pression - le roulement d'applications, la teneur en carbone peut être plus près de 0,5% - 2,0 %, qui fournit une force mais peut réduire légèrement la soudabilité et la formabilité.
En plus de carbone, acier au carbone peut également contenir de petites quantités d'autres éléments. Le manganèse est souvent ajouté dans la plage de 0,3 % - 1,5 % pour améliorer la force et la capacité de trempe de l'acier. Le silicium, avec un contenu d'environ 0,1 % - 0,6 % deoxidize, aide à l'acier pendant le processus de fusion et peuvent également améliorer sa force et endurance. Des traces de soufre et de phosphore sont généralement maintenus à un minimum, comme ils peuvent avoir un impact négatif sur les propriétés mécaniques de l'acier. Le soufre peut provoquer la fragilité à chaud, alors que le phosphore peut conduire à la fragilité à froid.
3.2 Propriétés mécaniques
- Résistance à la traction : la résistance à la traction de trois - tête en acier au carbone produits varie selon le grade. Pour de faibles - les aciers au carbone et 20 comme 10##, la résistance à la traction est généralement dans la plage de 300 - 500 MPa. En revanche, moyen et élevé - carbone - les aciers au carbone peuvent avoir des forces de traction allant de 500 MPa à plus de 1000 MPa. Par exemple, dans un système de canalisations haute pression - dans l'industrie pétrolière et gazière, une tête de trois - Faites de la haute - la force en acier au carbone avec une résistance à la traction de 800 MPa ou plus peuvent être nécessaires pour résister à la haute pression interne.
- Le rendement effectif : le rendement effectif est un paramètre important car il indique le stress à laquelle le matériel commence à se déformer plastiquement. Faible - Les aciers au carbone ont généralement un rendement de la force dans la plage de 180 - 300 MPa. Moyen - les aciers au carbone peuvent avoir des points forts de rendement à partir de 300 MPa à 500 MPa. Dans les applications où les trois - tête à supporter les besoins d'importantes charges statiques ou dynamiques, une plus grande force de rendement est souhaitable de veiller à ce que le composant n'a pas de l'expérience de la déformation excessive sous conditions normales de fonctionnement.
- Dureté: la dureté de trois - tête en acier au carbone produits peuvent être mesurés en utilisant diverses méthodes, telles que le test de dureté Brinell (HB), test de dureté Rockwell (HRA, la DGRH, CRH), ou test de dureté Vickers (HV). Faible - Les aciers au carbone ont habituellement une dureté relativement faible, avec une dureté Brinell de 100 environ - 150 HB. Comme la teneur en carbone augmente, la dureté augmente également. Élevé - les aciers au carbone peuvent avoir une dureté Brinell de 200 - 300 HB ou plus. Dans les applications où les trois - tête est soumis à l'usure, une plus grande dureté peut améliorer sa résistance à l'abrasion et de prolonger sa durée de vie.
- La ductilité et une endurance: ductilité désigne la capacité du matériau à déformer plastiquement avant de fracture, tout en endurance est de la capacité du matériau à absorber l'énergie avant de fracture. Faible - Les aciers au carbone ont généralement une bonne ductilité et la ténacité, qui leur permet de facilement être formé dans la forme d'un complexe de trois - tête au cours de fabrication. Toutefois, comme la teneur en carbone augmente, la ductilité et la ténacité ont tendance à diminuer. Dans les applications où les trois - tête peut être soumis à des charges d'impact ou de brusques changements de pression, un équilibre entre la force et endurance est cruciale. Par exemple, dans un système de pipeline que peuvent ressentir les effets de marteau de l'eau, un trois - tête avec une ténacité suffisante est nécessaire pour empêcher la rupture fragile.
4. Processus de fabrication
4.1 Préparation des matières premières
- Sélection d'acier : la première étape dans la fabrication d'une tête de trois en acier au carbone - est de choisir soigneusement le grade d'acier au carbone appropriées fondées sur l'application prévue. L'acier est habituellement obtenue sous la forme de tuyaux sans soudure ou de plaques d'acier. Pour les petites - diamètre trois - chefs, les tuyaux sans soudure sont souvent préféré comme ils ont une structure plus uniforme et de meilleures propriétés mécaniques. Pour de plus grandes - diamètre trois - chefs, les plaques en acier peuvent être utilisées, qui sont ensuite coupés et formé dans la forme requise.
- Inspection et essais : Avant de commencer le processus de fabrication, les matières premières sont soigneusement inspectés et testés. Cela comprend une inspection visuelle pour les défauts de surface tels que des fissures, la porosité et inclusions. Non - les méthodes de test destructrices telles que les tests aux ultrasons, RADIOGRAPHIC les tests et essais de particules magnétiques sont également couramment utilisé pour détecter les défauts internes. Analyse de la composition chimique est effectuée pour assurer que l'acier répond aux normes spécifiées. Seules les matières premières qui passent ces inspections et tests sont utilisés dans le processus de fabrication.
4.2 Processus de formage
- Chaud en appuyant sur : Pour de plus grandes - diamètre - paroi plus épaisse et trois en acier au carbone - chefs, chaud en appuyant sur est couramment utilisé comme méthode de formage. Dans ce processus, l'acier blanc est chauffé à une température élevée, habituellement au-dessus de la recristallisation température de l'acier, qui est généralement autour de 700 - 900 °C pour l'acier au carbone. Une fois chauffé, le blanc est placé dans un moule de pré - conçu et pressé en utilisant une presse hydraulique ou mécanique de la presse. La température élevée fait l'acier plus malléables, lui permettant de facilement être formé dans la forme d'un trois - tête. Appuyez sur chaud peut assurer une bonne précision dimensionnelle et les propriétés mécaniques des trois - chef, comme la recristallisation processus au cours de travail à chaud permet d'affiner la structure de grain de l'acier.
- Pression à froid : pour les petits - Classe de diamètre et plus mince - trois fortifiée - chefs, pressage à froid peut être utilisé. Dans le pressage à froid, l'acier blanc est formé dans la forme d'une période de trois - tête à température ambiante sans chauffage. Cette méthode requiert une plus grande des forces de formage par rapport à chaud en appuyant sur mais peut atteindre une meilleure finition de surface et précision dimensionnelle. Pression à froid est adapté pour les matériaux avec une bonne formabilité, tels que la faible - Les aciers au carbone. Cependant, travail à froid peut causer le durcissement du travail, qui peut augmenter la dureté et de réduire la ductilité de la matière. Pour répondre à ce post - le traitement le traitement thermique peut être nécessaire.
- Extension hydraulique : Une autre méthode de formage pour trois en acier au carbone - chefs est d'extension hydraulique. Dans ce processus, un tube ou tuyau est placé dans un moule, et la pression hydraulique est appliquée à l'intérieur du tube. La pression provoque le tube pour élargir et de prendre la forme du moule, formant les trois - tête. Extension hydraulique peut produire trois - chefs avec une surface interne lisse et une bonne précision dimensionnelle. Il est particulièrement adapté pour la production de trois - les têtes avec des géométries internes complexes.
4.3 Processus de soudage (si applicable)
- Méthode de soudage de sélection : lors de la soudure est requis pour joindre les différentes parties de la tête de trois - ou pour connecter les trois - tête à l'oléoduc, plusieurs méthodes de soudage peut être utilisé. Le gaz de tungstène (soudage GTAW) de l'arc, également connu comme le soudage TIG, est souvent utilisé pour la haute - qualité de soudure en acier au carbone. Il fournit un contrôle précis sur le processus de soudage et peut produire des soudures de haute qualité avec de bonnes propriétés mécaniques et une finition de surface lisse. Le gaz de soudage à arc métallique (SEFG), ou des opérations de soudure MIG, est une autre méthode populaire. Il est plus rapide que GTAW et est adapté pour de plus grandes - échelle de la production. Arc métallique blindé (soudage SMAW), également appelé stick soudage, est une méthode plus traditionnelle qui est encore largement utilisé, en particulier dans le champ des réparations et les petites - échelle de la fabrication.
- L'optimisation des paramètres de soudage : Les paramètres de soudage, tels que le courant de soudage, de la tension, de la soudure de la vitesse et débit de gaz (pour le gaz naturel - Méthodes de soudage blindé), doivent être soigneusement optimisée en fonction de l'épaisseur de l'acier au carbone, le type de méthode de soudage, et les exigences spécifiques de l'application. Par exemple, lors de la soudure d'une paroi épaisse - trois en acier au carbone - tête en utilisant GTAW, un courant de soudage relativement élevé et un ralentissement de la vitesse de soudage peut être nécessaire pour assurer une bonne pénétration et de la fusion de la soudure.
- Contrôle de la qualité de soudure : Après le soudage, des mesures de contrôle strictes de qualité sont mis en oeuvre pour assurer l'intégrité de la soudure. Inspection visuelle est effectué pour vérifier les défauts de surface tels que des fissures, la porosité et incomplète de fusion. - Méthodes non destructives, comme les tests aux ultrasons et de tests radiographiques, sont utilisés pour détecter les défauts internes. Dans certaines applications critiques, comme dans l'aérospatial ou les industries nucléaires, d'autres destructive testing peut être effectuée pour évaluer les propriétés mécaniques de la soudure.
4.4 Processus d'usinage
- Coupe et de fraisage : Après le formage et procédés de soudage, trois en acier au carbone - tête peut avoir besoin pour être coupés et taillés pour atteindre les dimensions finales. Des outils de découpe de précision, comme la haute - vitesse d'acier ou - de carbure de scies à bout, sont utilisés pour couper les trois - tête à la longueur correcte. Le fraisage est également effectué pour éliminer tout excès de matériau ou de bavures à partir de la surface de la trois - tête.
- L'usinage de ports : les ports de la tête de trois - nécessitent souvent l'usinage pour assurer le bon ajustement et la liaison avec les tuyaux. Cela peut impliquer l'usinage du diamètre intérieur et extérieur des ports pour les tolérances spécifiées, ainsi que la création de threads (si les raccords filetés sont utilisés) ou biseaux pour le soudage. CNC (Ordinateur) Centres d'usinage à commande numérique sont couramment utilisés pour atteindre un haut niveau - Usinage de précision des ports, assurer la cohérence de la qualité et précision dimensionnelle.
4.5 Traitement de surface
- Peinture : La peinture est une méthode de traitement de surface commun pour les trois en acier au carbone - chefs pour les protéger contre la corrosion. Un apprêt est d'abord appliqué à la surface de l'trois - chef d'améliorer l'adhésion. Ensuite, un ou plusieurs couches de peinture sont appliquées. Le type de peinture utilisée dépend de l'application de l'environnement. Par exemple, dans un environnement marin, une peinture avec élevé en sel - la résistance et de la corrosion - la résistance, telles que - en fonction de la peinture époxy, est souvent utilisé.
- La galvanisation : revêtement de la galvanisation implique trois en acier au carbone - tête avec une couche de zinc. Cela peut être fait par le biais - galvanisation à chaud ou électro - galvanisation. - Galvanisation à chaud fournit une plus épaisse et plus durables, revêtement de zinc, qui offre une excellente protection contre la corrosion. Le revêtement de zinc agit comme une anode sacrificielle, la protection de l'acier au carbone sous-jacents de la corrosion même lorsque le revêtement est rayé ou endommagé.
- Grenaillage : grenaillage est utilisé pour nettoyer et Poncez la surface de la tête de trois en acier au carbone - avant d'appliquer un traitement de surface. Dans ce processus, de petits coups de feu en métal sont propulsés à haute vitesse sur la surface de l'trois - tête. Cette opération supprime la rouille, de l'échelle et d'autres contaminants de la surface, et crée également une surface rugueuse qui améliore la texture de l'adhérence du revêtement subséquent.
5. Les paramètres de performances
5.1 - Pression de la capacité de roulement
- Pressions nominales : trois en acier au carbone - chef produit est conçu pour résister à différents niveaux de pression selon sa taille, épaisseur de paroi et la qualité du matériel. Les pressions nominales sont généralement spécifiés en termes de l'annexe numéros, tels que sch5s, SCH10s, sch10, la SCH20, sch30, SCH40s, STD, sch40, la SCH60, SCH80s, XS, sch80, SCH100, SCH120, SCH140, SCH160, et XXS. Par exemple, un trois - tête avec une pression de tarage de la SCH40 peut résister à un certain niveau de pression, alors qu'un sch80 trois - tête peut résister à une pression plus élevée. La pression réelle - capacité de roulement peut être calculée en se fondant sur les normes pertinentes et les formules, en tenant compte de facteurs tels que le rendement du matériau de la force, le diamètre de la trois - chef, et de l'épaisseur de paroi.
- Pression de rupture : la pression de rupture est la pression maximale que les trois - tête peut supporter avant qu'il échoue de manière catastrophique. Ce paramètre est crucial pour assurer la sécurité du système de pipeline. Dans la conception et l'essai de trois en acier au carbone - chefs, la pression de rupture est déterminé par le biais de calculs théoriques et l'essai expérimental. Les fabricants ont souvent mener des tests de pression de rupture sur un échantillon de trois - chefs afin de vérifier leur conception et fabrication de qualité. La pression de rupture d'un trois - tête est sensiblement plus élevé que sa pression de fonctionnement normale pour fournir une marge de sécurité.
5.2 - Débit des paramètres connexes
- La capacité de débit : la capacité de débit d'un trois - tête en acier au carbone est liée à son diamètre interne et la finesse de sa surface interne. De plus grandes - diamètre trois - chefs peut permettre à un volume plus élevé de liquide de circuler à travers. La surface interne lisse, réalisée par un bon processus de fabrication et de finition, réduit le débit de la résistance et permet à un débit plus efficace. La capacité de débit peut être calculée en utilisant la dynamique des fluides principes, en tenant compte du nombre de Reynolds, le facteur de friction, et de la géométrie de l'trois - tête.
- Coefficient de résistance de débit : le coefficient de résistance de débit est une mesure de combien les trois - tête résiste à l'écoulement du liquide. Il est affecté par des facteurs tels que la forme des trois - Chef, la rugosité de sa surface interne et de la vitesse de flux. Un bien - conçu trois - tête avec une surface interne lisse et à la bonne forme géométrique aura un coefficient de résistance d'écoulement inférieure, résultant en moins de perte d'énergie au cours d'écoulement des fluides. Dans la conception du système de pipeline, le coefficient de résistance de débit de la tête de trois - est un paramètre important à considérer lors du calcul de l'ensemble de la chute de pression dans le système.
5.3 Résistance à la température
- Plage de température de fonctionnement : trois en acier au carbone - chef produit a une certaine plage de température de fonctionnement selon la qualité de l'acier au carbone utilisé. En règle générale, les aciers au carbone commune peut fonctionner dans une plage de température de - 20 °C à 400 °C. Cependant, dans certaines applications spéciales, comme en haute température - Fours industriels ou de systèmes cryogéniques, modifié les aciers au carbone ou d'aciers au carbone avec des revêtements résistant à la chaleur - peut être utilisée pour étendre la plage de température de fonctionnement. Par exemple, dans une centrale électrique du système de canalisations de vapeur, les trois - chefs doivent supporter de fortes - température de la vapeur et les aciers au carbone avec les propriétés de résistance à la chaleur - sont sélectionnés.
- Effet de la température sur les propriétés mécaniques : comme les changements de température, les propriétés mécaniques de l'acier au carbone également changer. À des températures élevées, de la force et la dureté de l'acier au carbone ont tendance à diminuer, alors que la ductilité peut augmenter. À basse température, l'acier peut devenir plus fragile, augmentant le risque de fracture. Dans les applications où les trois - tête est exposée à des températures extrêmes, une bonne conception et la sélection des matériaux sont nécessaires pour assurer son fonctionnement fiable.
6. Contrôle de la qualité et tests
6.1 Normes d'inspection
- Normes nationales et internationales : trois en acier au carbone - produits de tête sont nécessaires pour répondre aux différentes normes nationales et internationales. En Chine, de normes comme GB/T 12459 (Prescriptions générales concernant l'acier forgé butt - Raccords de soudage) et GB/T (acier 13401 butt - Raccords de soudure pour le pétrole et du gaz naturel) sont couramment suivie. À l'étranger, de normes comme la norme ASME B16.9 (Usine - faites en acier forgé butt - Raccords de soudage) et ISO 4200 (des tubes en acier - Dimensions et masses par unité de longueur) sont largement reconnus. Ces normes précisent les exigences pour les dimensions, les propriétés des matériaux, procédés de fabrication et contrôle de la qualité de trois - Chef de produits.
- L'industrie - des normes spécifiques : En plus de normes générales, les différentes industries peuvent avoir leurs propres normes spécifiques. Par exemple, dans l'industrie pétrolière et gazière, des normes telles que API (American Petroleum Institute) Les normes sont strictement respectés. Ces l'industrie - des normes spécifiques de prendre en compte les exigences uniques et les préoccupations de sécurité de l'industrie, tels que la nécessité de résister à haute - la pression et les environnements corrosifs.
6.2 Les procédures de test
- Contrôle visuel : inspection visuelle est la plus fondamentale et Méthode de test couramment utilisés. Les inspecteurs
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