燃气工程中弯管加工(通用版)

燃气工程中弯管加工(通用版)Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production.( 安全管理 )单位：______________________姓名：______________________日期：______________________编号：AQ-SN-0331燃气工程中弯管加工(通用版)一、煨弯时管子受力与变形煨弯时管子受力与变形，见图5-4。

管子在煨制过程中，其内侧管壁各点均受压力，由于挤压作用管壁增厚。

直线CD成为圆弧C′D′，由于压缩变短；外侧管壁受拉力，在拉力作用下管壁减薄，直线AB变为圆弧线A′B′且伸长。

管壁减薄会使强度降低，为了保证一定强度，要求管壁有一定厚度，在弯曲段管壁减薄应均匀。

图5-4弯管受力与变形壁厚减薄率，高压管不超过10％，中低压管不超过15％，且不小于设计计算壁厚。

断面椭圆率，高压管不超过5％，中低压管不超过8％。

影响弯管壁厚的主要因素是弯曲半径R(见图5-5)。

同一直径的管子弯曲时，R大，弯曲断面的外侧的减薄量或内侧的厚量小，R小，弯曲断面外侧减薄量大。

从强度方面和减少管道阻力考虑，R值大较为有利，但在工程上R大的变头占空间大且不美观，所以R值应有选用范围。

一般常用R=(1.5～4)D(D为管子公称直径)，热煨弯R=3.5D，冷煨弯R=4D，冲压弯头R=1.5D，焊接弯头R=1.5D。

图5-5弯管用直缝钢和煨弯时应注意焊缝的位置，应将焊缝放在受力小、变形小的部位。

图5-4的I-I断面图是对最大利断面的描绘。

煨弯后圆形断面(虚线圆)变为椭圆形，圆周上只有A、B、C、D四点位置不变，其他各点都发生了移位，AB弧及CD弧区内的各点在拉力作用下沿径向向移位，AD弧与BC弧区的各点在压力作用下沿径向向圆心移动，形成椭圆。

椭圆长轴和短轴与椭圆交点处均属受力最大，变形最大的位置，应避免放焊缝。

A、B、C、D四个点不受力的作用，不产生移位，这四个点与椭圆的长短轴近似成45°角，是放焊缝的最佳位置。

二、弯管加工1.钢管冷弯指钢管不加热，在常温下弯管加工。

常用手工弯管器与电动弯管机。

(1)手工弯管器手工弯管器的形式较多，图5-6是滚轮工弯管器，由固管轮1、活动轮2、管子夹持器3及杠杆4组成。

将需要煨弯的管子插入两滚轮之间，一端用夹持固定，然后扳动杠杆，则管子弯曲，达到需要的弯曲角度后停止扳动杠杆。

其缺点是一套滚轮只能变一种管径的管子，需要有多套滚轮，劳动强度高，只适用于小管径。

图5-6滚轮弯管器(2)小型液压变管机常用的小型液压弯管机有三角架式与小车式弯管机，见图5-7。

它用手动液压泵为动力，操作省力。

弯管范围为管径15～40mm，适合现场使用。

每一模具弯一种管径的管子，需要有多种种模具。

图5-7小型液压弯管机a)三角架式b)小车式(3)电动弯管机电动弯管机煨弯速度快、质量好，可冷弯管径25～150mm的管子，有定型设备。

有些安装企业自制的电动弯管机可弯管径300mm的管子。

用电动弯管机弯管时，先把管子沿导板放在弯管模与压紧模之间，见图5-8a。

压紧管子后启动开关，使弯管模和压紧模带着管子一块绕弯管模旋转，到需要的角度停车，如图5-8b所示。

图5-8电动弯管机煨管示意图a)煨管前b)煨管后1-管子2-弯管模3-导板4-压紧模电动弯管机分无芯弯管与有芯弯管图5-8电动弯管机煨管示意图机两种。

1)无芯弯管机钢管煨弯时，管内不加芯棒。

为了防止煨弯时产生椭圆断面，常采用反向预变形法，即在管子煨弯前，将管子的将弯曲处加压力产生反向预变形。

见图5-9。

当管子煨弯后，反向预变形正好消除，弯曲处管子断面保持圆形，加压预变形是通过滚轮胎具压制而成的，滚轮胎具的凹槽是按照变形实际情况加工的，对不同管径的管子要用不同滚轮胎具。

图5-9弯管预变形a)90°弯管断面b)管段反向预变形c)预变形滚轮模具2)有芯弯管机大直径的钢管，管壁较厚，常使用有芯弯管机。

在管内放置芯棒，芯棒外径比管内径小1～1．5mm，放在管子开始弯曲面的稍前方。

芯棒的圆锥部分与圆柱部分的交界线，要放在管子的开始弯曲面上。

如图5-10所示。

如果芯棒伸得过前，可能使芯棒开裂；如果芯棒靠后，又会使管子产生过大的椭圆度。

芯棒的正确位置可通过试验获得。

图5-10弯管时弯曲芯棒的位置图1—芯棒2—管子的开始弯曲面3—拉杆2.钢管热弯这是通过将管子加热，增加塑性，降低机械强度，从而降低弯曲时需要的动力来煨制弯管。

在没有冷煨机械的情况下，对管径较大，管壁较厚的管子采用热煨弯。

钢管热煨弯应用较早的是灌砂加热煨弯法，以后逐步为火焰弯管机、晶闸管中频弯管机所代替。

(1)火焰弯管机见图5—11。

其主要组成有动力和变速部分，弯曲力臂，火焰加热和水冷装置以及管子固定调节装置等。

图5-11火焰弯管机1—电动机2—减调速机构3—传动机构4—转臂5—火焰炬6—水冷圈7—调节轮8—托辊9—直管10—弯管弯管时，按要求调节力臂的弯曲半径和弯曲角度，将管子用滚轮固定好位置。

选择合适的火焰炬套在管外，调节好起弯点位置，然后调查火焰炬点火加热管子，选定力臂的旋转速度，开动弯管机与通住水冷圈的水管阀门，弯曲力臂慢慢移动，管子也弯曲成形。

火焰弯管机是对管子的弯曲部分分段加热煨弯，即采取边加热边煨弯边冷却，直至达到所需要的角度为止。

管子加热采用氧—乙炔混合气体通过环形火焰炬内侧的许多小孔，喷出火焰，加热钢管，加热宽度约30mm。

当加热至780～850℃，呈樱红色时，力壁按弯曲半径走动，就能对受热带进行煨弯。

受热带经过煨弯后，立即进入紧靠火焰炬后的水冷圈，水通过水冷圈内侧的许多小孔喷出将管子冷却，使管子煨弯总是控制在受热带以内。

这样。

加热、煨弯、冷却连续进行，即可弯成所需要的弯管。

由于弯管机弯曲力均匀，管子加热、煨弯、冷却面窄，速度快，管壁变形均匀，所以在管内不加填充物的情况下仍可保证弯管的椭圆度，其椭圆率可以控制在4％以下。

但对于要求较高的钢管，用火焰弯管机弯制的弯管质量难以满足要求。

火焰弯管机的火焰炬喷气孔孔径较小，易堵塞，以致使加热不均匀而影响弯管质量，用氧—乙炔气加热，容易因回火引起爆炸事故，另外，氧—乙炔燃烧会造成劳动环境变差。

使用中频弯管机可以避免这些缺点。

(2)中频弯管机采用感应圈代替火焰炬加热，由于通过感应圈的电流交变，感应圈对应处的管壁中就相应产生感应涡流。

感应圈中电流交变频率越高，管壁中涡流电流越大。

由于管材电阻较大，使电能转变为热能，在涡流电的热效应作用下，产生高温进行煨弯。

中频电一般是将常用交流电(50Hz)通过变频设备产生的。

常用变频设备有两种：一种是变频机，另一种是晶闸管变频。

中频弯管机可煨管径300mm的钢管。

用晶闸管变频的弯管机常称为晶闸管中频弯管机。

中频弯管机除加热装置为感应圈外，其他构造与火焰弯管机基本相同。

感应圈是用四方形纯铜管制成，圈的内径和煨弯管子外表面保持3mm左右间隙，紫铜管壁厚2～3mm。

感应圈的厚度决定着加热宽度，管径为φ68～108mm，厚度用12～13mm；管径为φ133～219mm 时，厚度用15mm。

感应圈内通入冷水，经水孔喷淋冷却已煨弯的红带，加热红带宽度约为15～20mm。

管子前进加热、煨弯和喷水冷却都是通过自控系统连续进行的。

3．冲压弯头冲压弯头又称模压弯头，是根据规定的弯曲半径，用钢制成模具，然后将下好的管段或钢板放入加热炉中，加热至900℃左右，取出，放在模具中加压成形。

用管段压制的为无缝弯头，用板材压制的为有缝弯头。

无缝模压弯头是根据计算的弯管展开长度下料(见图5—12)，将切好的管段放入加热炉中加热，加热至900℃左右，取出放在模具中压制，模具由上模、下模与芯子三部分组成。

芯子放入管段中，用压力机压制成形。

当弯头管口不圆时需再加热整圆，切去毛边、坡口即成。

实践证明，在下料时弯管的长臂要比理论计算加长15%，而短臂比理论计算值应减小4％。

图5-12天缝模压弯管下料有缝弯头制作。

按弯管展开原理，无将钢板下料呈扇形，然后加热，放入模具压制成瓦状(见图5-13)，再画线并切去多余部分，修理后将两瓦坡口、组对焊接成弯头。

弯头管口不圆时需加热后修整。

燃气管道使用的有缝弯管，其焊缝必须探伤合格。

这种弯管管壁厚度均匀，耐压强度离，弯曲半径小，适合于加工大管径弯管。

模压弯管要有大量模具，用以加工各种角度、各种管径的弯管，适合批量生产，运输方便，成本低。

图5-13有缝模压弯管模压弯管有定型产品，其他弯管亦可委托加工。

当采购或委托加工管弯时，必须注明钢材要求，弯管内、外径与壁厚(应与管子相同)，弯曲半径，椭圆率，焊缝探伤要求和弯管角度等。

实践中经常发生弯管直径、壁厚与管材不符，弯管角度不符合要求等。

这些问题在现场难以解决，将会拖延工期。

表5-1焊接弯管的最小节数弯管角度节数其中中间节n 端节90°42260°31245°31230°224.焊接弯管当管径较大、管壁较厚或较薄、弯曲半径较小时，采用煨弯方法困难，常采用焊接弯管。

其弯曲角度、弯曲半径及弯管组成的节数可根据需要选定，弯曲半径大，弯管组成的节数多，弯管内壁平滑，流体通过时阻力小。

焊接弯管的节数，不应少于表5-1规定的节数。

焊接弯管是若干节带有斜截面的直管段焊接而成的，每个弯头有若干个中间节和两个端节。

中间节两端带斜截面；端节一端带斜截面，长度为中间节的一半。

见图5-14。

为了减少焊口，常将端节的斜截面直接下料在较长的管子上，这样就减少了两上焊口。

图5-14焊接弯头1—中间节2—端节(1)尺寸计算中间节的背高和腹高分别为A和B，则端节的背高与腹高即分别为和，可由下式计算：式中——端节的背高(mm)；——端节的腹高(mm)；R——弯曲半径(mm)；D——管外径(mm)；a——弯曲角度(°)；n——弯管中间节的节数。

按表5-1中的节数，90°、60°及30°焊接弯头端节尺寸可分别按下式计算：45°焊接弯头端节尺寸可分别按下式计算：(2)用展开法制作样板焊接弯头下料应先做样板，用展开法放样，如图5-15所示：在牛皮纸或石油沥青油毡纸上画直线段1-7等于管外径，分别从1和7两点作直线1-7的垂直线，截取1-1′等于等、7-7′等于，连接1′和7′两点得斜线1′-7′。

以1-7之长为直径画半圆，把半圆弧分为六等分(等分越多越精确)，从各等分点向直径1-7作垂线，与1-7相交于2、3、4、5、6各点，并与斜线1′-7′相交于2′、3′、4′、5′、6′各点。