论等径多壁厚大口径冷弯管弯制技术

摘 要： CYW- 914型垂直液压弯管机，用于管道冷弯管的现场制作，是长输管道工程中必备的机械设备。这种弯管机由钢制机架、下模、上模、夹具、液压系统和内胎等组成。弯管作业时，通过更换压模套件和相应的内胎，可对适应范围内的各种大口径钢管实施冷弯曲。

关键词： 多壁厚； 大口径； 螺旋管弯制

中图分类号： TU687 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）01-0062-02

1 引言

冷弯管的弯制技术，对我项目部乃至整个公司来讲属于首次使用。对于这种新工艺、新技术，公司要求尽快掌握并熟练操作，不能影响工程的正常使用。

2 方案的确定

由于该工程中的管道是等径、多壁厚、大口径、多材质的管道，且螺旋管占据一定比例，国内尚无企业施工，我单位在公司有关部门的组织和支持下，以该工程的需求为契机，充分发扬民主，让参战职工献计献策，通过讨论、研究，最后制定出合理、可行的施工方案。

3 工程特点

本工程中的供水管道是D920×13、14、14.5、15.5、17。材质有Q345B、X65等，有直缝管、螺旋管等，所以它是等径、多壁厚、大口径、多材质的管道。是对整根直缝、螺旋钢管进行的弯制，每根钢管长约12米，尤其是对螺旋钢管的弯制，这在同行业中是首创。以往的管线施工，过弯道时都是用钢板制作的弯头进行拐点，钢板制作的弯头，从下料到成品，焊缝多、焊后容易变形、角度不准确、打压没有保证等缺陷，而现在用弯管机制作的弯管是整根的，角度准确、弯后的钢管不变形，且防腐层没有破坏，从而节约了主、辅材和人工，降低了成本，在质量、工期、安全、经济效益等方面有无可比拟的优势。它具有先进性和实用性，今后有类似工程时，值得大力推广。

4 试验摸索阶段

在上级领导的大力支持下，我们挑选出几根大家都认为最难弯制的各种规格的钢管来做试验，从开始的测量、划线、钢管的受力部位、支撑点、起升压力、压力时间等每一个工序都认真做好记录，最后分析、比较、确定出每种钢管在弯制时的确切或接近的一整套数具，这样在弯制过程中，少走了很多弯路，我们在较短的时间内把钢管在弯曲变形时的受力分析、主要部位的受力点、钢管冷弯变形试验及成品检测等方面进行了深入的研究、探讨，研制出一整套对整根直缝、螺旋钢管进行弯制的具体方法，尤其是对螺旋钢管的弯制，更是本工程的首创。通过一年来的切身实践，确保以后在类似工程中所用冷弯管的弯制质量做一参考，特对冷弯管的弯制及检测技术做一全面、系统的论述。（以下重点阐述DN900管道）。

5 工艺原理

其工艺原理是通过确定合理的支点和受力点并施加弯曲力矩,使钢管发生塑性变形，实现钢管的冷弯曲。关键技术是根据不同钢管的壁厚，能够找出每次受力部位的受力点，进行整根钢管弯制，根据管壁厚度计算主油缸的起升高度，这一点非常重要，弯出的管是否合格，关键在于确定不同钢管的最大受力部位和起升压力。

6 施工工艺流程及操作要点

6．1施工工艺流程

验管找弯点划线上胎找正开机检查操作中间检查弯后检测等

①验管

A.用于弯制冷弯管的钢管应有钢管制造商质量证明书。

B.材料检查：应对钢管（防腐）的表面质量、几何尺寸进行检查，应符合有关规范的规定。

C.对进场的待弯钢管要逐根进行检查，长度、壁厚、圆度等项目验收合格后，才能弯制。

D.对原材料要求是：冷弯管弯制使用的钢管为螺旋管和直缝管。螺旋管外径为D920、长度为12m、管壁厚分别为13mm、14mm、14.5mm、直缝管D920、长度为12m、管壁厚为15.5mm、17mm。

弯管基本参数应符合表1的规定

表1

②找弯点

根据弯制角度找弯点，要在整根管中间确定出最大的弯曲部位，以保证管子弯曲的对称性。

③划线

在管子的最大弯曲部位向两端对称划线，每300划一道线，这是每弯一次管子移动的进给长度。见下图1

图1

④上胎

管子划线后，用吊车缓慢地吊管上胎，使用的吊具是软吊装带，严禁用钢丝绳吊装，以免破坏防腐层。

⑤找正

管子上胎后，先找中心位子，也就是管子的最大弯曲部位，然后再检查焊缝的位子，直缝钢管焊缝的位子不能在最大的弯曲部位。焊缝应在9点到10点或3到2点之间（内弯靠近中性线位置），且至少高于弯管机托管模50，如图2。

图2

而对于螺旋管，经过反复验证，最大弯曲角度是直缝管弯曲角度各项指标的75%；螺旋管有效弯曲长度为8米（图3）。

图3

⑥检查

A.检查内胎与上模基准点的设定：内胎必须定位在上模中心位置，内胎胀紧时的中心位置与上模的中心位置到下模前端的距离相等时，这个位置就是内胎与上模的基准点。

B.检查弯曲基准点：冷弯管弯制过程应连续进行，每次进尺均按操作规程不大于300mm，为保证弯管曲率均匀，弯曲前应对钢管进行分段，分段时应从钢管轴向中心点位置对称均匀地向两侧划分，分段长度为300mm，每分段的弯曲角度不大于0.4～0.9度。

⑦操作

根据钢管的壁厚、材质来确定弯管机上主油缸的起升高度、次数；在弯制前，确定钢管上的最大受力部位和钢管在弯制过程中的角度调整。

A.当弯曲基准建立后，即可进行弯曲作业。

B.吊起钢管并将钢管放置在前滚轮上，将弯管机顶部卷扬机的钩子钩住管端，使钢管向后移动。

C.钢管移动至标志处并与基准点平齐即可。

D.内胎进入钢管，确定基准位置后，即可胀紧。

E.通过操作手柄升起托管模，使钢管呈水平位置。升起斜块，然后继续升起托管模，直至升到规定高度后，打开夹具，降下托管模、斜块、夹具。（图4）

图4

⑧中间检查

全部弯管完成时，应将芯轴恢复调整到原状，以免受力变形。

⑨弯后检测

采用目测法检查防腐层，要求表面应平滑、无喷泡、无麻点、裂纹等。起波高度一般不大于3mm，最大起波高度不大于5mm，波峰、波谷间距应大于300mm。

⑩检验项目：

钢管弯制后检验项目分别是椭圆度、壁厚减薄率、弯曲角度、弯管平面度、防腐层破坏程度等。

结束语

经过本次工程的施工，让我们开扩了视野，总结、积累了一定的冷弯管经验，今后有类似的工程时，值得借鉴。