冷弯管弯制工法

冷弯管弯制工法一、工法特点1、能够很好的控制冷弯管管口、弯曲段的椭圆度，平面度，直焊缝高度。2、能够对母材管口，外防腐层和内减阻涂层起到很好的保护。二、适用范围本工法适用于管径φ400mm-φ1066mm范围内，管壁厚7.1-26.2毫米之间，曲率半径≥40D，X50-X70材质的钢管。三、工艺原理1、屈服原理：通过在钢管预定的地方（钢管的内、外部）施加一定的作用力，使之发生塑性变形，达到一定的弯曲角度的施工原理。2、曲率半径：冷弯管就是通过若干次微分塑性变形，达到圆弧状所形成的。进给量为300毫米，曲率半径大于或等于40D。四、工艺流程弯管工艺流程图中心标示钢管就位找正焊缝位置进管胎芯进入管内吊车吊起管端调整胎芯位置确定起弯点启动绞车弯制准备阶段段涨紧胎芯起升刚性基座至水平伸出楔块油缸托住钢管起升主油缸至一定高度缩回主油缸缩回楔块油缸启动绞车进给300mm缩回胎芯胎芯退回600mm达到弯制角度偶数次奇数次弯制阶段奇数次五、工法要点（一）施工准备1、施工场地选择施工场地宽阔平整，有足够的工作面积，且要求布局合理。在工作区内不允许有高压线等不适合吊装作业的障碍物，作业地面要求平整、坚硬，适合运输设备的进入和装卸。2、管堆的制作根据冷弯管的堆放规则，弯管应堆放在管堆上，管堆用不损害钢管材质和防腐层的材料堆砌而成。不允许放置在石头、砖瓦等硬性物体上。管堆的高度应保证弯管离开地面200mm以上，且弯管只能进行单层堆放。3、设备的就位为严格执行施工规范，弯管机必须水平放置，且具有可调性。在设备下方垫一层碎石，既可以强化地基，还可以调整设备的平整度，然后组装、调试好设备，在弯管施工前应校平，前后左右误差不得大于0.1°。4、其它制作晴雨棚，有利于保护好人、设备；制作安全标语、警示牌，做到现场文明施工，争创优质工程。（二）弯管准备1、正式弯管前，应作好以下几项工作：①调整内胎芯的主要参数(根据钢管壁厚调整胎芯的型号)；②弯管机性能应能满足弯管工艺参数，具有良好的工作状态，准确的量值显示和安全性；③配合设备应能满足弯管要求，具有良好的工作状态；④应根据委启动绞车出管胎芯相对于钢管后退吊车大钩跟随钢管前进胎芯退出弯管吊至堆管场放下大钩检漏测量标示作技术资料上报存档弯制结束阶段托单位的委托单加工；⑤应对弯管机模具和待加工的钢管内、外进行清理，防止杂物将外防腐层和内减阻涂层划伤。2、在弯管机前设两个导管架，目的是以便在防腐管进入设备前能够调整直焊缝的位置；且需要用软物体捆绑好，以免破坏防腐层和母材，且它们之间的最佳距离为7米，有利于施工。3、用长度大于7-8米的卷尺量出防腐管轴线的中心点，以便于用吊带（宽600毫米，载重量为32吨）能够平衡的吊起，可以水平的进入弯管机。4、防腐管进入设备的方向有两种可能，视具体情况而定：Ⅰ）当防腐管弯制时不需要内胎芯时，可以从前后两端进入。Ⅱ）当防腐管弯制时需要内胎芯时，只能从前端进入。5、吊车的选择：选用16吨汽车吊。6、防腐管的进入：当用吊带把防腐管送入一半到设备后，放下吊带，吊车向前走，取下吊带，把管口扶正装置（即带有弧形钩的吊钩）用吊车吊起，然后吊车向后行走，把剩下的一半送入设备中。在防腐管进入设备的同时，操作手应该认真的配合，控制内胎芯在管中行走，保持重心在适当的位置（一般在楔快的上方），以便于防腐管的顺利进入。防腐管进入设备困难的主要原因有:I.防腐管没有放在滚轮上；II.前部楔块抬得较高，高出滚轮，产生很大摩擦力；III.吊车的吊装行走方向与设备的前后方向不平行，使得防腐管与设备产生侧向摩擦力。7、防腐管的定位：防腐管进入设备后，把绞车（其作用是用于防腐管弯制时提供进给的动力源）伸出，根据需弯制的角度确定伸长余量，利用绞车拉动防腐管到适当的位置。画好第一次煨制点，然后每隔900毫米（3次）再划一条线，该做法是用来确定进给量。8、扶正钩的安置：用线锥在防腐管前端的上下管壁划好垂直线，以便于吊钩位置的确定，从而减小了冷弯管的平面度误差，该方法至关重要。在弯制的每一步的同时，都要注意它的变化，同时还要注意吊车爬竿在重力变化的情况下产生倾斜，导致防腐管的偏扭，应尽量控制它的偏差，提高冷弯管的质量。9、第一弯制点的确定：弯管机弯制点到定位点的距离标准要求的直管段为≥2米，每次弯制角度≤0.5度，冷弯管的曲率≥40D（D为防腐管公称直径）。举例：如需煨制一个9度的冷弯管，钢管的长度为12米，每次以0.5度计算，需18次，每次的进给量为0.3米。弧线长为17×0.3=5.1米；直管段：12-5.1=6.9米；但根据设备的结构尺寸要求，前端的最短距离为2.45米，后端的最短距离为3.2米。所以直管段共计为5.65米，考虑到管材外观的均匀性，前端留出一部分。即：管端伸出量为1.25米。注意：实践证明该算法只在理论上能够实现，实际上，在第一次煨制点达到0.5度，对端口的椭圆度影响极大，不可能达到标准（就意大利Goriziane公司生产的设备而言）要求,并且直防腐管就存在椭圆度，所以端口的伸长量可采用以下经验值（或方法）a)如果以0.5度/次计算，那么曲率半径为：b)给每根管子留出4次余量，所以弧线长为21×0.3=6.3米，直管段为12-6.3=5.7米，伸长量为5.7-5.65=0.05米，这样能够增大冷弯管的曲率半径，达到标准的要求。c)如果煨制较小度数的冷弯管，可以留出较长的直管段，有利于减小管口的椭圆度。10、内胎芯位置的确定：在胎芯定位之前，如发现胎芯偏转应及时调整，内胎芯的位置在上模具的正下方，不同壁厚的管材，内胎芯的位置对端口椭圆度的影响起着至关重要的作用。（三）煨制步骤1、准备工作做好后，就可以开始煨制，操作手必须认真地对待每一个细节，质量就是生命。2、涨内胎芯：直到内胎芯的压力达到最大值，才可以进行下一个步骤。3、启动底座控制手柄：使防腐管在上模具与底模和楔块中实现水平。4、启动楔块控制手柄：拖起钢管，当防腐管水平后，按下底座控制手柄，使主顶油缸上升，上升到一定高度时，松开手柄，此时可以用角度尺测量冷弯管的角度，测量方法见附图1（注意：角度尺放置的方向需朝同一方向，可以减小角度误差）。5、上抬底座控制手柄：释放油缸压力，上抬楔块控制手柄，释放楔块油缸压力，然后再测量弯管角度，可以发现前后角度的变化。6、启动绞车控制手柄：冷弯管向前进给300毫米，执行第2-5步，完成后，上抬内胎芯控制手柄，释放内胎芯压力。7、再次按下绞车控制手柄：使冷弯管进给300毫米，在工作人员的配合下，使内胎芯向后倒退600毫米，使得内胎芯回到起弯点，这样保证了内胎芯永远在模具的下方，目的是为了控制弯制点（弯曲段）的椭圆度。然后重复第2-7步，进行每弯两次退一次内胎芯的循环过程。8、煨制工艺：大于8度和小于8度的煨制方法和次数是不同的，但大致可分三个阶段起始段、微调段、结束段。当然,不同的操作手可能会产生不同的结果，但对于正常的操作步骤来说出入不是很大（一般在标准要求的范围内）。因为设备前后结构的区别造成前后端管口椭圆度的不同，所以需制订满足标准要求的工艺和规程。9、角度的变化是钢材的弹性造成，一般情况下，弯制角度达1度时，实际的自然角度只有0.5度。所以要克服管材材质、温度、操作手视觉、测量员等综合因素造成的误差。（四）出管步骤当冷弯管达到了所需的要求后，需把冷弯管从设备中吊出，具体步骤如下：I.释放所有工作压力（内胎芯压力、楔块压力、底座油缸压力）。II.按下绞车控制手柄，使冷弯管向前行走，同时上抬内胎芯行走控制手柄，使得内胎芯在管中倒行，控制液压管与地面保持静止，减小了液压管的磨损，同时降低了工人的劳动强度。III.当冷弯管的末端达到模具的末端时，退出内胎芯，按下楔块控制手柄，使楔块抬起，把冷弯管托起，摘下弧形吊钩，换上吊带，在冷弯管中部起吊，步骤与进管时相反。IV.把冷弯管放到管架上后，换用吊管钩调到成品堆放区，以备待检。（五）冷弯管的吊装在吊装冷弯管时，一定要使管钩在同一条母线上，不然会在吊装过程中，管钩相对打滑，损坏了管口坡口，这是不允许的。在冷弯管运输过程中，一定要保护好防腐层、母材不受伤害，需要在运输设备上放置管堆，且不许与硬物体接触，一般采用草袋子装上软土后摆放好，装车时，应小心轻放。（六）冷弯管结构形式与工艺的关系理论上内弧线管壁应该被挤压,壁厚增加,但实际上冷弯管内弧线管壁厚增加甚微,而是内弧线管壁存在波纹（波纹图见附图1）,从而达到减小内弧线的测量长度。直焊缝高度与角度的关系，一般冷弯管的弯制角度的大小直接影响到焊缝的高度，因为，冷弯管的角度越大，内波纹对直焊缝的影响程度就越大，即接近中性层。为了减小直焊缝的弯曲（挤压）应力，一般角度越大的冷弯管的直焊缝的高度越接近中性层。根据管材的可压缩、延展性和中部椭圆度值，可以判断出设备在结构上对端口椭圆度的影响关系，根据内胎芯压力的可调性，可适当降低压力，在适当增加中部椭圆度的前提下来减小端口椭圆度。实现方法有：当弯制一次后，内胎芯的压力减小，下次弯制时，内胎芯压力可不补充，即可控制端口椭圆度的大小。对同一根冷弯管来说，温度对冷弯管的角度影响很大，壁厚对端口椭圆度的影响很大。设备结构与端口椭圆度的关系，弯制步骤上的不对称性就是因为设备前后部结构上的不同造成的。六、质量检验和管材标识1.原材料的检验使用前应对钢（防腐）管进行检查，用于冷弯管弯制的钢管进入弯管厂后，应由钢（防腐）管制作单位质量检验部门按批号、规格、外观和技术资料进行检查验收。对钢管的表面质量、几何尺寸进行检查应符合各项验收规范的规定。防腐层表面应均匀、光滑，不得有起鳞、磨损、渣垢、油脂、油漆等其它有损钢（防腐）管质量的有害物质。2.冷弯管的质量检验a)冷弯管椭圆度的测量:中部椭圆度≤0.02D，端部椭圆度应≤0.006D。椭圆度值等于水平直径-垂直直径，弯曲段表面内弧侧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。b)冷弯管角度的测量：采用电子角度仪，前后测量时保证角度仪朝同一方向放置，可以减小测量误差，-0.5°≤角度偏差≤0.5°。C)检测工具角度仪，内径千分尺，厚度仪，直角尺，线锥，检漏仪。d)冷弯管检漏：采用电火花检漏仪，检漏电压根据防腐层的类型而定。检漏的冷弯管须接地良好，不然会造成静电伤人。e)冷弯管管端平面度的测量：把冷弯管小心的放置在水平台上，测量该管的平面度，弯管平面度必须≤25毫米。f)冷弯管管端垂直度不大于2.5毫米。g)内减阻涂层的检查：采用目测方法检查冷弯管内涂层，符合《管道内壁减阻覆盖层补充技术条件》中的有关标准为合格。h)表面质量检查：由弯管造成的对管子防腐层的损伤，必须按《钢质管道三层结构聚乙烯防腐层标准》的有关规定进行修补。弯管内外表面应光滑，无有损强度及外观的缺欠，如结疤、划痕、重皮等缺欠。3.冷弯管标识成套标志应用模版喷刷法清楚而耐久的喷刷在每一根弯管端部的内或外表面上。标志内容应包括：委托单位代号、壁厚、对应桩号及距离、弯曲角度、制作单位代号和弯管制作流水号。七、主要机具设备八、Q/HSE管理程序1.质量管理采用标准《管道线路工程冷弯管弯制技术规定》《φ400mm-φ1066mm弯管机操作维修手册》《φ400mm-φ1066mm弯管机内胎芯操作维修手册》2.质量保证措施按照《冷弯管弯制技术规定》的要求，做好冷弯管弯制施工过程质量控制，应执行以下程序：①培训管理，②物质进厂检验管理，③仓库管理，④技术交底管理，⑤工序质量管理，⑥施工过程监控管理，⑦成品检验管理，⑧物质装卸、运输管理。3.HSE管理措施a.全体施工人员都必须进行HSE培训，认真学习落实安全生产法。劳保必须穿戴齐全，并根据作业要求采取相应的保护措施。序号名称规格单位数量备注1弯管机φ457mm台1加工弯管2汽车吊（履带吊）16吨台1配合弯管3电焊机台1辅助工具4检漏仪台1探伤5内径千分尺100mm-1200mm个1测量6角度仪个1测量b.所有的吊具、索具都要在有效期内使用，其安全系数一般为2-4倍。所用吊车的刹车及其制动设备，钢丝绳、吊钩、绳索的强度