不锈钢弯管无皱褶热弯和有皱褶热弯弯曲加工工艺

不锈钢管的热弯是指把管子加热到一定的温度后，再进行弯曲的加工方法。管子的热弯适用于共存尺寸较大的管子和壁厚较厚的高压管子。不锈钢管的热弯可分为无皱褶热弯和有皱褶热弯两种。

一、管子的无皱褶热弯

  不锈钢管的无皱褶热弯适用于公称尺寸为DN400mm以下的管子。其弯曲半径：中、 低压管路R＜3.5DN，高压管路R＞5DN。其主要操作过程包括划线、充砂、加热、弯曲、冷却和热处理等。

 ①. 管子的划线

   管子的划线是指在管子的待弯曲部分，用白粉笔和某些颜料作上记的操作过程。如图2-24所示是90°。弯头的划线实例。管子的弯曲长度可根据公式出，即

     L = 0.0175aR

    式中 L 一 管子弯曲部分中性层的长度，mm；

     a 一 管子的弯曲角度，（°）

     R 一 管子弯曲部分中性层的弯曲半径，mm。

    划线的方法如图2-24中实线部分所示。沿管子的中心线由管端起，量出接管部分直线长度 L（不应少于300mm，图中L=1200mm )划线，该线即为弯管的起始点K1, 然后由几点向右量取由上式算得的弯曲部分的长度(L=0.0175 × 90 × 1000 = 1575 mm ) 再划线，该线即为弯管的终点K2。

 ②. 管子的充砂 

   管子的充砂是指把待弯管子充满并打实砂子的操作过程。

     a. 充砂的目的

      充砂的目的是防止在弯曲过程中产生过度的椭圆变形和皱褶，同时砂子在加热时能储存大量的热量，从而可延长弯曲的时间。

     b. 对砂子的要求

      管子充砂所用的砂子必须干燥，潮湿的砂子加热时会产生大量的蒸汽，使管子有爆裂的危险。

      清洁，不清洁的砂子可能混有易燃烧的有机物，加热时它先燃烧，以致在管内形成局部空洞，有时还会烧伤管壁。

      颗粒均匀适中，颗粒太大的砂子不容易充实，颗粒太小的砂子不能抵住压扁的变开 并且还容易烧结在管壁上难以清除。通常采用清洁的河砂或海砂。

      砂子粒度应根据管径大小，按表2-6选取。不锈钢管、铝管及铜管采用热煨时，不论管径大小，一律装细砂。

     c. 充砂的方法

     先将管子的一端封闭，封闭的方法可用木塞、金属塞或焊接。对于少量的管子可采用手工充砂法，对于大量的管子则可采用机械充砂法。手工充砂时，一般每充装300mm～400mm管长，都要用手锤或振荡器敲打或振动管壁，以使砂子尽量充得密实些。当用手锤敲击管壁发出的声音较沉闷时，则说明管子内充砂密实；如发出的声音空而尖，则还需继续敲打振动充砂。充砂完毕后，把管子的另一端封闭。如图 2-25 所示。

   ③. 管子的加热

   管子加热的目的是提高管子的塑性，便于管子的弯曲工作。加热常用敞开式烘炉或地炉。加热时使用的燃料为焦炭、无烟煤或木炭。不可使用烟煤作燃料，以免烟煤中含有的硫、磷杂质渗人管子的表面金属中，使管子变脆。铜管、铝管的加热应采用木柴、木炭或电炉，不宜使用氧-乙炔焰或焦炭。

  管子加热时，应将管子被弯曲的全长均匀地加热，并不断地将管子转动使其四周均匀受热，加热的温度应根据被弯曲管子的材质而定：对于碳钢管和低合金钢管，加热温度为950mm～1000℃(呈淡红色或橙黄色),最高不超过1050℃；对于不诱钢管，加热温度为1100～1200℃。

  加热时还应使管内的砂子也达到这个温度，所以，当管子加热开始变为淡红色时，不应立即将管子取出，应继续加热一段时间，当管子表面开始有蛇皮状氧化皮脱落时，再将管子取出进行弯曲。

  碳钢管的加热温度可根据其颜色查表 2-7 进行估计。

④. 管子的弯曲

  管子的弯曲是在弯曲平台上进行的。由于弯曲时的施力较大，所以弯曲平台必须具有坚固的基础。常用的弯管平台有混凝土和铸铁两种。混凝土平台有牢固 钢插销被浇铸在混凝土中，而铸铁平台上有许多圆孔或方孔，供插入活动钢插销用。钢插销是作为弯管时的支撑点。

  弯管时，将加热后的管子放在平台上，把不需要弯曲的部分用水冷却，并将管子夹在 钢插销之间，如图 2- 26所示。

   为不至于把管子夹坏，可在钢插销与管子之间加一个保护垫片（木板或钢板弯曲 时所用的力，可用人力或卷扬机，拉力的方向应与管端的中心线相垂直。在弯管过程中，用力一定要均匀，弯曲的角度可用样杆来检验。样杆可用细钢筋或细管子等材料制作，其弯曲半径应等于管子中性层的弯曲半径，其弯曲角度应与弯管的设计角度相同，并在样杆上作出始点与终点的标记。检验时应将样杆放在弯管的中性层处。管子已经弯曲到所需要的半径时，应当用水局部冷却，使该处管壁硬化不会再被弯曲。而没有弯曲或弯曲不够处，可以继续弯曲。但合金管弯曲过程中，不能用水急冷，以免在金属内部出现微小的纤维裂纹。如果管子的弯曲角度过小，可沿弯曲部分的外侧浇水，使其冷却收缩而自行回弯，恢复到所要求的角度。

   在管子的弯曲过程中，管壁若出现皱褶、凹陷或椭圆变形时，应立即停止弯曲。产生这些缺陷的原因不外乎是充砂不实或加热温度不够.应查明原因进行消除后才能继续弯曲。

   管子弯曲后，应比样杆多弯3～5°，以防在冷却过程中自行回弯。

   弯管时的终了温度，对于碳钢管为700℃，对于低合金钢管为750℃，对于不锈钢管 为710℃～980℃。如果管子在弯曲过程中已达到以上温度，应立即停止弯曲，再行加热后才能继续弯曲。

   当需要成批弯制管径、弯曲角度和弯曲半径都相同的管子时，则可用样板进行弯曲，如图 2-27 所示。

   样板可用厚度较大的扁钢、钢板或铸铁按需要形状制成。弯管时，先用钢插销将样板 固定在弯管平台上，然后令管子沿样板进行弯曲，这样既可保证质量，又提高了生产效率。

   对有缝管进行弯曲时，其焊缝的位置应标准规定的几种方向摆放，以免焊缝在弯曲过程中裂开。

⑤. 管子的冷却和除砂  

   将管子弯曲后，应使其缓慢冷却，最好将管子的弯曲部分埋在温热的砂或石棉灰中，但一般都在空气中冷却。待管子完全冷却后，便可将管内的砂子倒出来，这些经过良好干燥的砂子，应当重新过筛，供其他管子充砂用。砂子倒空后，应将管子进行锤击，特别是在弯曲的地方应多加锤击，然后用钢丝刷将管子内所残留的烧结的砂子除去，最后用压缩空气吹净。对于重要的管路的弯管，为了把管壁内清除得更干净，可在机械清理后用5%的盐酸处理，再用碱水中和，最后用流动水清洗。把弯管内部清理后，应检查弯曲的正确性以及其他缺陷。

⑥. 管子的热处理

   碳钢管弯曲后一般不需进行热处理，但合金钢管则必须进行热处理。热处理的目的是使管子在弯曲过程中温度低于930℃时已变坏的组织恢复正常，以及消除在弯管过程中的内应力。热处理的方法是先正火后回火或完全退火。如果弯曲完毕时的温度不低于930℃，则金属组织不会变坏，只经过回火即可消除内应力。对于不锈钢管热弯后，必须进行淬火处理，使金属组织变为奥氏体，以免产生晶间腐蚀。

 充砂热煨弯管时，可能出现的各种缺陷和产生原因见表 2-8 。

二、管子的有皱褶热弯

  管子的有皱褶热弯适用于公称尺寸为DN100～600mm的中、低压管子的弯制，其弯曲半径R≥2.5DN。有皱褶热弯时，操作工序较少，使用工具简单，不需要对管子进行充砂，加热用氧-乙炔焰即可。其主要操作过程为划线、加热和弯曲，现分述如下。

 ①. 管子的划线

    划线前应先根据管子的公称尺寸和弯曲半径，从表2-9中查出皱權弯曲时 的各项尺寸和皱褶个数，然后在管子上进行划线，确定出皱褶的加热界限，如图 2-29所示。

 ②. 管子的加热和弯曲

  管子划线后，用氧-乙炔焰将皱褶处局部加热到800℃ (浅樱红色、然后在弯管平台上进行弯曲。弯制时，管子的外侧应该用水来冷却。每加热好一个皱褶后，就立即弯制一个皱褶。对已经弯制好的皱褶也应用水进行冷却，依次下去，直到把所有皱褶弯制结束为止。管子上的每一个皱褶的弯曲角度，是由弯曲总角度除以皱褶的个数而确定的。

  例如，管子的弯曲总角度是90°，皱褶的个数是5，期每一个皱褶的弯曲角度为18°。这个角度可用样板进行检验。对管子进行有皱褶热弯的方法，不适合用于高压管子。

三、中频煨管机的操作方法及要求

  中频煨管机是采用中频电能感应对管子进行局部环状加热，同时用机械拖动管子旋转，喷水冷却，使煨管工作连续不断地协调进行。采用这种煨管机，可以煨325mm×10mm的弯头，弯曲半径为管子公称尺寸的1.5倍，比焦炭加热煨弯提高工效近10倍。中频煨管机的结构如图 2-30所示。

  煨管时，先清除待煨钢管表面的浮锈及赃物，将与所煨管子规格相符的管子夹头装在转壁上，并调整夹头中心线至所需弯曲半径的位置，然后加以固定；调整支撑滚轮的位置，使待煨管子的中心线至转臂轴中心的距离等于弯曲半径。调节支撑滚轮及托架的高低，使弯管的中心线与夹头中心在同一平面内，并与转臂平面平行，将钢管穿入加热圈，并夹紧在夹头中；调节加热圈，使其内侧与钢管外表面间间隙一致。开启中频机组进行加热，当管子被加热到950～1000℃（呈橙黄色）时，立即启动电动机进行煨管；同时打开冷却水阀门，对局部部位喷水冷却。在煨管时，如管子温度偏高，可所需角度时，停止加热，同时停止电动机（但在煨管中途不能停车），并浇水继续冷却，使弯管冷却至常温为止。取出弯管，检查弯曲角度和质量是否符合要求。