液压胀管机应用原理

液压胀管机参数指标

采用液压胀管可以根据管板，管子的材料屈服限和几何尺寸计算得到。通常对常用设备中管子、管板的统计，选择300MPa作为公称胀管压力，增压枪的容积选择胀接长度200mm时，可满足胀管要求。

液压胀管机液压系统

电机 ‖ 压力表 ‖增压枪

↓ ↓ ↓

油泵 一 溢流阀一 电磁阀 一冷却器一过滤器

↓

油箱

液压胀管机液压系统原理

输出压力为0~31.5MPa，图4给出了系统压力与胀接压力的对应关系，可根据胀管时的压力要求调解系统的输出压力。压力调定后，在同一台换热设备的胀接过程中就不必再进行压力调整。这样每个被胀管口都锁定在一个压力级上。

液压胀管机设备配置

本词条主要是以老式液压胀管机为主要编写，该胀管机分为以下两种大类：

新型气动液压胀管机：系统由气驱动力站、高压连接电控传输系统及胀接器组成。[1]

老式液压胀管机：由电机、压力表、增压枪、油泵、溢流阀、电磁阀、冷却器、过滤器组成。增压速度相对新型气动液压胀管机要慢很多，老式液压胀管机由于效率太低，不节能、不环保，将来会逐步被新型胀管机所代替。

液压胀管机型号：

液压胀管机主要性能特点

高效率设计：

全方位夹持虎钳，使钻杆转动与回退操作非常容易。

方便的动力站与操作台连接方式，拆装省时省力。

独特的虎钳牙面结构设计，双向工作能够可靠实现。

拉管器配备密封装置，使更换的管线清洁、无污染。

全封闭柴油机动力站，噪音小，工作可靠。

无电控装置设计，设备适应性强。

钻杆在胀管的同时穿过下一根待换管线，完成一次就位两次胀管，大大提高工作效率，节约成本。

先进钻杆设计：

钻杆直径小，可以顺利穿过较小直径的各种待换被腐蚀管线。

螺纹钻杆，无环形连接设计，使钻杆通过障碍时不会造成V型弯曲。

钻杆柔性强，能够在弯曲道路（弯曲管线）上施工。

钻杆有空心设计，可方便与AirImpactor配合使用。

结构紧凑：

操作台结构紧凑，减少施工坑道尺寸。

通用性强：

能切割各种材质管线，主要包括：钢管，PVC，镀锌铁管，球墨铸铁管等。

能更换为几乎所有材质的管线。

可普遍用于饮用水管线，下水管道和煤气管线的更换。

实时监控：

操作台配备液压表，容许实时监控拉力大小。

两人操作方式，实现快速与密切监控操作。

液压胀管机工作原理

1.设备和模具在使用过程中产生的局部磨损。

2.制造过程中加工缺陷，

3.型腔的锈蚀斑等凹陷。

使用电源：单相220V±20% 50Hz

功率消耗：10-1000W

瞬时最大功率：大于40KW

功率模式：模式1～模式5。输出电流1～99可调；输出脉冲时间1～99可调。

连续输出时脉冲频率：五档可调（1Hz；2Hz；3Hz；5Hz；10Hz）

主机体积：(370×150×200)mm

主机重量：1320Kg

排气管设备：切管机一台【用于管材下料】，管端成型机【用于对高档消 声器产品对尾气管有特殊要求的用户，如内卷边，外卷边， 斜口卷边，异型卷边，涨管，缩管等】，弯管机一台。

排气管加工设备功能介绍：

1、控制轴数：3-6轴（伺服电机）

D/A：3-6路（油压阀、变频器）

I/O：64/64

2、存储容量：每个零件100个弯、存储零件数10000个

采用WINDOWS XP Embed操作系统

程序导入方式：⑴通过U盘 ⑵通过网络口 ⑶可扩展软驱，通过软盘导入

3、图形化操作界面显示:

1）操作错误显示提示信息。

2）具有诊断及警告功能

4、参数设定功能

5、手动控制功能

6）自动控制功能

7、I/O状态监视功能

8、弯管加工参数输入方式

9、弯曲回弹系数补偿

1）预设最小弯曲角度、最大弯曲角度

2）弯曲后实测实际弯曲值填入small Angle、large Angle

3）系统自动计算每个角度补偿值

10、干涉保护： 导模干涉保护、轮模干涉保护

1）输入导模干涉位置、轮模干涉位置

2）当送料轴进入导模干涉位置时，导模先退开然后送料。送料到位后，送料夹具松开、后退，然后导模复位做弯曲辅推

3）当送料轴进入轮模干涉位置时，动作暂停，并报警。

根据管板管子材料及胀接几何参数等实际状况，可按下式计算胀接压力：　1. 管子残余接触应力可由下式计算

Pc=(1-2C)Pi-σstlnkt(1)

其中C=1/{kt2(1-Ut) 1 Us Et[(kt2-1)/Es(ks2-1)][1-Us ks2(1 Us)]}

由上式可以看出，当管子与管板材料及管孔结构尺寸给定时，C为定值。

2.若f为管子外表面和管板孔之间的摩擦系数，[q]为许用拉脱力，，对于贴胀取[q]=2MPa,强度胀[q]=4MPa,残余接触应力应满足

Pc≥[q]/f(2)

将上式代入式（1）中，可知胀接压力许用值应满足如下关系

[Pi]≥{[q]/f σstlnkt}/(1-2c)(3)

3.最大胀接压力为管板内壁发生屈服时的压力，即

Pimax=σstlnkt σsplnks（4）

因此，胀接压力的选取范围为

σstlnkt σsplnks≥[Pi]≥{[q]/f σstlnkt}/(1-2c)（5）

符号说明

Es、Et—管板、管子材料的弹性模量，MPa；

σsp、σst—管板、管子材料的屈服应力，MPa；

Us、Ut—管板、管子材料的泊松比；

C—管子与管板的材料与结构系数；

kt、ks管子、管板单管模型的径比，kt=do/di、ks=Do/Di；

当采用特殊规格换热管时可以先理论计算，然后通过模拟试验，确认其贴胀及强度胀的适宜压力范围，以保证胀接的可靠性。

国内液压胀接技术所用液压胀管器由高强度合金钢芯杆和耐高压进口弹性橡胶组成，一体化设计，不需使用密封件即可以承受超高压力，使用方便，工作效率高，工作原理如图2所示，它是利用胀管机提供的高压液压压力施加于耐高压弹性橡胶体产生的径向压力将管子胀接于管板上，当超高液压压力通过高强度合金芯杆进入耐高压弹性橡胶体时，耐高压弹性橡胶体产生径向压力,该压力足以使管子材料发生塑性变形,从而实现管子与管板间的胀接。

通过生产实践证明，采用液压胀接技术制造的换热器产品，具有制造成本低、劳动强度轻、制造周期短、胀接质量可靠等优点，特别对厚管板、小管径、大管径等的胀接显示出液压胀接工艺的先进性。在化工、电力、锅炉、核电、制冷等领域制造换热器中液压胀接技术已经得到了广泛的应用，大大提高了国内换热器设备生产的质量和效率。

国外液压胀管器：胶套式。

生产国家：意大利、日本等

其工作原理如图1所示：

日本胶套式液压胀管器评测：

优点：试用次数多，承受压力高，成本相对较高；

缺点：制作周期长，使用麻烦，装配时间较长，生产效率低。

国内液压胀管器：液袋式。

主要生产地址：常州

主要组成部分为：金属芯杆和高强度氟橡胶弹性体

液压液袋式液压胀管器特点：

优点：制作周期短，装配简单、方便，生产效率高，成本低；

缺点：较重，不方便运输。

1．可以对15-500mm厚度管板进行全厚度一次性均匀胀接；

2．数字化自动控制，胀接压力可精确设定，操作简单，胀接质量可靠；

3．液压系统集成化设计，系统不漏油；

4．可以对内螺纹管或有缝焊接管进行胀接；

5．胀接后的换热管残余应力低，有效防止间隙腐蚀，不易受应力腐蚀；

6．换热器胀接后轴向不拉长而稍有收缩，降低设备运行噪音；

7．对换热管尺寸精度要求低，管子内孔误差大，现场可适当调整胀杆直径；

8．胀接处无污染，先胀后焊不受影响；

9．可胀接铜、碳钢、不锈钢、双相钢、钛合金、复合材料等；

10．操作手柄仅重1.5kg，单人可连续快速胀接；

11．耐高压进口橡胶胀袋抗疲劳性强，平均使用寿命100次以上/支；

12．一体化设计的易损件—胀杆，更换简单；

13．劳动强度低，生产效率高，每台设备每班可胀接2000个以上管孔。

换热管与管板的连接主要有胀接、焊接和胀焊并用等几种方法，而胀接方法可以分为机械胀接、液压胀接、橡胶胀接和爆炸胀接等几种方法。国内企业普遍采用的是机械胀接方法，该方法劳动强度大，工作效率低。当管板超过100mm的换热器无法实现全厚度胀接，且实际胀管率、拉脱力和密封压力等指标无直接关联，操作者主要根据经验来确定胀接紧度，胀接质量受人为因素影响比较大。且胀接时所用的润滑介质会渗入管子与管板的间隙之中，对后续的焊接质量产生不利影响。

针对以上问题，Krips等人于70年代后期开发了液压胀接技术。该技术已形成两个分歧，一是O形环法，二是液袋胀接技术。O形环法在芯轴两端各设置一个O形环以密封胀管介质，胀接压力直接通过心轴的中心孔施加到换热管的表面，使换热管发生塑性变形而与管板连接在一起。Krips等人开发的属于O形环法。由于国内换热管的尺寸精度较差，管子壁厚偏差可达±10%，国外的O形环胀接技术无法对国产换热管进行胀接，进口国外高精度换热管成本又太高，因而限制了该技术在国内的推广。液袋式液压胀接技术采用弹性液压袋将胀管介质与换热管隔离，胀管压力通过液袋作用于换热管内壁，避免了O形环胀接技术在胀接过程中对管口的污染。

国内的液袋式液压胀接技术针对国内换热管尺寸偏差大的不足，吸取国外技术、不断创新研发了适合我国国情的新一代液压胀管机，已在石化、电力、锅炉、核电、制冷等领域换热器制造中得到了广泛的应用。

常州通明液压设备有限公司成立于1996年，是常州华日升集团公司旗下集团型生产企业之一，公司主营产品液压胀管机、液压胀杆等。

公司地处长江三角洲中心地带——常州，公司是国内液压胀管机行业龙头企业，集团公司“通明”品牌是被评为中国驰名商标，江苏省著名商标，常州市名牌，同时公司在国内先后注册了“通明”主商标和17项相关保护性商标，并已到马德里签约国和其他国家注册了“通明”商标。

为了减少换热器管子和管板胀接部位的泄漏，消除换热器与折流板之间的间隙，从根本上解决磨蚀、噪音以及管端焊缝的疲劳裂纹等问题，常州通明液压设备有限公司于1996年与原江苏石油化工学院合作在国内率先成功研发出液压胀接技术，并迅速在石化系统得到了推广应用，目前，常州通明液压设备有限公司所研发的液压胀接技术已在石化、电力、锅炉、核电、制冷等领域换热器制造中得到了广泛的应用，极大的提高了国内换热器设备质量和生产效率。

集团公司常州华日升反光材料股份有限公司是反光材料行业的领跑者，通明液压设备有限是国内最早开发液压胀接技术的企业。

超高液压胀管机

浙江大洋公司液压胀管设备制造厂是一家专业制造、生产化工机械设备超高液压胀管机的，技术力量雄厚，工艺装备精良，拥有一支高素质的技术研究开发人员19人，其中教授4人，高中级中工程师13人；企业建有自动化控制、摩阻材料、密封材料、合成高强度塑料套管等新技术、新材料、新工艺实验和理化测试中心。

企业已制造生产YZJ-130A、YZJ-230B、YZJ-350C/D、YZJ-500E型等超高液压胀管机系统产品，可以替代同类进口设备，产品手国内众多厂家的好评。

公司位于美丽的浙江省台州市。大洋公司将产品质量视为企业的生命，公司通过了ISO9001：2000国际质量体系认证、计量检测体系认证和CE国际认证，公司被认定为浙江省工商企业信用AA级“守合同 重信用”单位，其“大洋”牌注册商标被评为“浙江省著名商标”、“台州市著名商标”，“大洋”牌自动磨刀裁剪机被评为“浙江省高新技术产品”、“浙江省知名商号”、“台州名牌产品”、“台州知名商品”。

公司将一如既往，以“大洋与质量共存”也是永远的宗旨，以创“大洋”中国驰名商标与国际名牌产品为目标，为创“大洋”更辉煌而努力拼搏。

总厂现拥有目前国内最先进的生产设备:铝翼裁断机床、组合多头锯床、联箱管自动加工机、封头超音频感应焊机、液压胀管机、焊接流水线、内防腐真空涂装设备、压力试验台、材料拉力试验台、进口美国全自动喷涂流水线等关键生产、试验设备 。

优质的原材料、先进的加工技术是高品质产品的基础和前提，南山牌铜铝复合散热器采用：

1、优质铝翼片（牌号6063-T5），壁厚≥1.2mm，通过国家有色金属质量监督检验中心检验。符合GB/T5237.1、GB/T5237.2、GB/T3190有关力学性能和有关化学成份的规定。

2、散热器通水管：专用拉制紫铜管（牌号T2M），紫铜纯度99.9%，联箱管壁厚≥0.8mm，立柱管壁厚≥0.6mm，通过国家有色金属质量监督检验中心检验。符合GB/T1527有关力学性能和有关化学成份的规定。

3、铜铝复合：采用先进液压水胀管设备和工艺技术，使内腔通水紫铜管与外散热铝合金柱翼片紧密复合，复合致密均匀，散热器的散热效率得到极大的提高，比采用普通胀管热效率提高10%，节能50%，重量仅为铸铁式散热器的1/5。