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目前公司的弯管机分4种,包括114、108、89、60弯管机;弯制的管子主要为φ32~φ63.5之间,管子材质包含碳钢、合金钢及不锈钢。
弯管包含三个主要控制要点。包括弯头的椭圆度、管子壁厚减薄量以及弯头外观成型。这三个控制点相辅相成,相互制约。对于薄壁小弯曲半径的弯头,弯制时容易出现的问题在于椭圆度超差,以及弯头内侧出现褶皱。弯管时弯头外侧为拉伸面,弯头内侧为挤压面.当管子壁厚相对较薄时,内侧会由于挤压过度产生褶皱;与之相对,外侧则会因为拉伸过渡出现壁厚达不到要求,甚至出现拉裂的情况。
对于挤压弯头,常见的缺陷有:弯头内侧内凹、挤压后弯头呈方形、偏心及椭圆度超差。小R挤压对工人操作要求较高,包括对加热温度的控制,挤压和整形时弯头的摆放位置等。当壁厚较薄时,更大程度增加了加热弯头随意变形的可能性,容易造成弯头不合格。
2 弯管要点介绍
影响弯管质量的因素是多样化的。在弯制管子规格φ60×4 20G,弯管半径R120,弯管角度150°的弯头过程中,弯管速度为480r/h,所用滑槽规格为φ60/R120。***弯制后弯头内侧出现明显褶皱,椭圆度10%;随后将弯管速度降为200r/h,弯制后未出现褶皱,但弯头椭圆度超过标准要求的12%,达到17%;再次调整弯管速度至300r/h,所弯制出的弯头椭圆度仍然超差,为12.8%,同时弯头内侧有轻微褶皱。经分析,此弯头弯制需克服的问题在于,降低弯管速度可消除褶皱,但同时会使弯头椭圆度超差,二者大致呈反比关系。于是采取以下措施:1.换用φ60/R105的滑槽,并在一定程度上加大滑槽与管子之间的夹紧力,增加反变形来保证椭圆度;2.将弯管速度调整至250r/h,来消除褶皱。调整后再进行试弯,弯头内侧未发现褶皱,椭圆度为11.2%,弯头合格。
通过长期试验得出,管子本身而言,其外径、壁厚及材质对弯头成型有决定性作用,其中以管子外径与壁厚的影响尤其明显。管子外径越小,壁厚越厚,弯头成型越好。比如在相同材质的情况下,同样为4mm的壁厚,管子外径φ51时可顺利弯制R105的弯头,而外径增加至φ60时,弯制R120的弯头会出现部分报废的情况。管子材质对弯管的影响取决于材料的硬度,比如SA-213T91和SA-213 TP347H两种材质的管子(注:SA-213T91硬度为250HBW,SA-213 TP347H硬度为192HBW),规格同为φ60×4。材质为SA-213T91的管子可顺利弯制R120的弯头,而SA-213 TP347H的管子弯制R200的弯头合格率只能达到85%。
从弯管机的角度,弯管速度、滑槽速度、滑槽与弯管模的夹紧程度、滑槽的选用等都与弯管质量相关。弯管时弯管速度与滑槽速度保持一致。夹紧管子后滑槽、夹块与弯管模之间应留有2mm的间隙,如夹紧力不足,弯头内侧会产生褶皱;若夹紧力过大,会造成弯管模和滑槽的损坏,以及管子的拉伤。滑槽的选用有两个要点:***,保证滑槽长度≥弯头的弧长;第二,滑槽的反变形是否足够。所有弯头在弯制时,被弯曲部位管子截面会有一种向上下变形的趋势,而弯管模与滑槽的作用之一就是限制这种趋势,称之为反变形,使弯曲后管子截面的椭圆度在一定范围内。因此,弯头的椭圆度超差其直接原因就是滑槽的反变形不足。
在了解了影响弯头质量的各种因素及影响方式后,我们就可以采取相应的措施来消除缺陷。比如弯头内侧出现褶皱,可采用降低弯管速度、增大夹紧力的方法;椭圆度超差时,采用增加弯管速度、改用反变形更强的滑槽,或增加夹紧力的方法来降低椭圆度。除此之外,还可以在弯制前对弯管部位进行加热,或者局部加热的方式帮助其成型。
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长半径弯头是指弯头的曲率半径为管子直径的1.5倍;如果大于1.5倍了,就是弯管的范畴了。短半径弯头是指弯头的曲率半径等于管子的直径,也就是常说的1倍的。D为弯头直径。长半径的是常用的,一般默认也是长半径的,压力高或者流速高的地方会采用长半径的,如果是固体输送管道阻力要求严格的时候要用更大的半径的弯头。短半径的一般是在低压流体中用或者弯头在安装时有限制的地方用。如果没有条件限制或在合同中没有注明的优先选用长半径弯头。包装使用木箱、木托等。长半径弯头的材质有不锈钢、碳钢、合金钢等。使用范围有:污水处理、化工、热力、航天、电力、造纸等行业。
要求控制曲率半径。比如半径长度为1.5D,那么曲率半径必须在所要求的公差范围之内。由于这些管件大多数用于焊接,为了提高焊接质量,端部都车成坡口,留一定的角度,带一定的边,这一项要求也比较严,边多厚,角度为多少和偏差范围都有规定,几何尺寸上比管件多了很多项。弯头表面质量和机械性能基本和管子是一样的。为了焊接方便,和被连接的管子的钢的材质是要相同的。