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碳钢弯头弯制过程中的特点

时间:2017-03-21 14:21 作者:mairui 点击:

 碳钢弯头是用冷弯机在施工现场弯制而成的。无缝化弯头最大特点是操作灵活,特别利于在管道转向角度不大时应用。根据有关规范,管径小于D325以下的管道所需的冷弯弯头的曲率半径R>30D,管径D大于325以上的管道所需的冷弯弯头的曲率半径R>40D。由于使用条件的限制,目前大型管道建设现场使用的碳钢弯头的数量呈逐渐减少趋势,造成此现象的原因主要有以下几方面。

(1)冷弯弯头的弯曲度较小。如华北油田研制的CYW系列液压弯头机,弯曲度范围是:规格为508的钢管,最大弯曲角度为24.40,规格为1016(12m长)的钢管,最大弯曲角度为12.750.

(2)管口截面圆度较差、弯曲角度和整体平面度偏差大,对口焊接时易引起对口间隙偏差大,直接影响了焊接质量。

(3)碳钢弯头在弯制过程中,弯曲管段内侧受力较大,易产生超标准或超技术条件要求的褶皱。

(4)弯制过程中进行强力弯制时,钢管易弯曲变形,外弧壁厚减薄,内弧壁厚增厚,致使钢材强度和韧性降低(包辛格效应)。若采用与直管段等同壁厚的钢管,则弯制完成后尽管弯头的弯曲变形有一定的弹性恢复,但其壁厚和机械性能仍不能满足设计要求,尤其是钢管中存在一定的残余应力,与正常工作状态下的应力组合后,会降低弯头的受力性能,影响管道正常的安全运行。

(5)带防腐层的钢管进行冷弯弯制时,不仅防腐层易被破坏,而且还会增加现场再次防腐的施工费用,而采用无防腐层的钢管进行冷弯弯制时,同样需要进行现场防腐,由于现场防腐的质量难以保证,冷弯弯头的应用会降低管道的使用寿命。

(6)碳钢无缝弯头使用的冷弯机的适用性差。主要表现为弯曲角度小,不同管径的弯头需要增加相应尺寸的内胎,尤其是该设备体积大,质量重,运输困难,施工现场占用的作业面积较大,因此常常受到施工现场条件的限制。

管坯在弯模中受弯曲和挤压成形,变形过程中产生加工硬化,塑性下降,截面易产生畸变。弯曲半径较小的管件,其变形程度较大,加工硬化现象严重,截面畸变明显。

因此,由于国标弯头的极限变形程度和截面畸变的限制,弯头的弯曲半径必然受到限制,否则弯头的形状、尺寸就很难达到图样要求。实践证明,一些小角度弯头(R<1.5DN)和高标准的特种弯头,很难在冷弯工艺中达到技术要求。