同心異徑管是鋼制熱壓成型或者鍛打成型的異徑管,用于兩種不同管徑的聯接。它的連接形式就是直接將異徑管與鋼管對焊,同心異徑管的主要制造標準一般是GB/T12459、GB/T13401、ASME B16.9、SH3408、SH3409、HG/T21635、HG/T21631、SY/T05010。
和同心異徑管對應的還有偏心異徑管,材料有碳鋼,合金鋼和不銹鋼。推導了異徑管的彎矩公式,異徑管的彎矩由其小端截面控制。同心異徑管、偏心異徑管彎矩均相當于與小端口截面尺寸相同的直管的彎矩。異徑彎管彎矩由與小端面尺寸相同的同心異徑管、偏心異徑管的彎矩作為基礎項,再乘以彎矩系數。根據異徑彎管彎曲系數的大小分為四個區間,彎矩系數分別按相應區間的回歸式計算。
同心異徑管擴徑成形是采用小于異徑管大端直徑的管坯,用內沖模沿管坯內徑擴徑成形。擴徑工藝主要解決變徑偏大的異徑管不易通過縮徑成形的情況,有時根據材料和產品成形需要,將擴徑與縮徑的方法合并使用。在縮徑或擴徑變形壓制過程中,根據不同材料和變徑情況,確定同心異徑管采用冷壓或熱壓。通常情況下,盡量采用冷壓,但對多次變徑而引起嚴重的加工硬化的情況、壁厚偏厚的情況或合金鋼的材料宜采用熱壓。
異徑管在受壓管道系統中是常見的重要部件,但對異徑管問題的研究基本還是空白。通過理論分析對內壓以及面內彎矩、扭矩作用下同心異徑管、偏心異徑管、異徑彎管的應力進行了研究,通過有限元數值分析和實驗進行了驗證。
推導了內壓作用下異徑彎管的環向應力公式和經向應力公式。在相應的結構參數條件下,異徑彎管的環向應力公式可以轉化為同心異徑管、偏心異徑管、或等徑彎管的環向應力公式。在此基礎上推導了異徑管的壓力式。異徑管的內壓由其大端截面控制。