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不锈钢弯管无皱褶热弯和有皱褶热弯弯曲加工工艺

来源:至德钢业 日期:2021-06-27 09:53:29 人气:842

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。


图 24.jpg


    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。


表 6.jpg


     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。


图 25.jpg


   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。


表 7.jpg


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。


图 26.jpg


   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。


图 27.jpg


   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。


表 8.jpg


 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


表 9.jpg

    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。


图 29.jpg


 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。


图 30.jpg


  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。


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