CN103028877B - 一种大型弯管成型工装的具体安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型弯管成型工装的具体安装方法，包括四根H型钢，所述H型钢上分别连接有若干件钢板，钢板的数量根据弯管成型所需要的弯管参数如外径、弯曲角度、直线段长度来选择，每个钢板表面开有圆孔，圆孔直径与待安装成型的弯管外径相等，H型钢的两端连接有两个环板，环板外径上连接有托圈；弯管成型工装的具体安装方法是：确定水平基准面、安装H型钢一和H型钢二、安装钢板、安装H型钢三和H型钢四、安装托圈。本发明有效地解决了横截面为由多个圆形直管、Ω型直管、多边形直管等钢管组焊而成的大型管道成型技术问题，大型弯管成型工装结构简单、安装方便、可重复使用、精度较高，在实际应用中能满足设计要求。

Description

一种大型弯管成型工装的具体安装方法

技术领域

本发明涉及一种管道成型领域，特别是一种大型弯管成型工装的具体安装方法。

背景技术

目前，弯管的成型方法非常多，有凹槽轮滚压法、感应加热煨弯法、型模压弯法、逐步成型法、数控弯管法。对于大型金属管材弯制成型，一般采用感应加热煨弯法，也叫做中频弯管法，其生产工艺是直管下料厚通过弯管推制机在钢管待弯部分套上感应圈，用机械转臂卡住管头，在感应圈中通入中频电流加热钢管，当钢管温度升高到塑性状态时，在钢管后端用机械推力推进，进行弯制，弯制出的钢管部分迅速用冷却剂冷却, 这样边加热、边推进、边弯制、边冷却，不断将弯管弯制出来。但是，对横截面为由多个圆形直管、Ω型直管、多边形直管等钢管组焊而成的大型管道而言，如附图1所示的横截面由60根Ω型直管组焊成的“弯管”，外径为1000mm、曲率半径为6000mm、弯曲角为45°，应用这种感应加热煨弯法很难对这种大型的管道进行弯曲成型。

发明内容

本发明的在于：针对现有技术存在的很难对横截面为由多个圆形直管、Ω型直管、多边形直管等钢管组焊而成的大型管道弯曲成型的问题，提供一种大型弯管成型工装的具体安装方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种大型弯管成型工装的具体安装方法，包括四根H型钢，即H型钢一、H型钢二、H型钢三、H型钢四，所述四个H型钢在环板表面轴对称设置，其中H型钢一中心线、H型钢二中心线相互平行且在同一水平面，H型钢三中心线、H型钢四中心线相互平行且在同一水平面;所述四根H型钢上分别连接有若干件钢板，钢板的数量根据弯管成型所需要的弯管外径、弯曲角度、曲率半径、直线段长度来选择，编号1#钢板—N#钢板（其中N≥4），每个钢板表面开有与弯管外径等同直径大小的圆孔，所开圆孔在钢板上的位置也根据弯管参数来设计，四根H型钢的两端连接有两个环板，环板外径上还连接有托圈；弯管成型工装的具体安装方法包括如下步骤：

第一步：确定水平基准面；

将辅助平板安装到位，用全站仪对平板进行水平校准，使其水平度小于2mm，以此作为水平基准面；

第二步：安装H型钢一、H型钢二；

分别把H型钢一、H型钢二吊上平板，两个H型钢开口向上且相互平行放置在平板上，两个H型钢的四端拉对角线，使两个对角线等长；把H型钢一、H型钢二用压板压在平板上，再把悬在平板两端的H型钢与地面支撑牢固，H型钢一、H型钢二就作为安装（1#—N#）钢板的基准；然后分别在H型钢一、H型钢二上口中心线上垂直安装1根钢管，每根钢管在安装时吊垂线来校核；

钢管的作用是用来固定下面步骤中要安装的N₁#钢板、N₂#钢板；

第三步：划距离线；

在H型钢一、H型钢二上口按图纸计算出的钢板在H型钢上投影长度划线，划线时从H型钢一、H型钢二长度中心线向两侧逐一划线；

第四步、安装1#钢板—N#钢板；

这个步骤是输气弯管成型工装制作中最重要、最复杂的工作。因为这N件钢板安装精度，将直接影响到N件钢板上的圆孔形成的输气弯管成型通道的精度，从而影响输气弯管输气弯管的制作精度。1#—N#钢板的具体安装过程如下：

1、设置基准棉线；

在待安装钢板侧边上、下所在位置（H型钢）附近的水平方向分别设置一根棉线，两根棉线彼此平行，且处于同一垂直面上；

这两根棉线作为基准线，是用来核准N件钢板侧边处于同一垂直面上，进而能保证弯管通道侧母线在同一平面上；实际操作中，要求N件钢板中的每件钢板同一侧边至每件钢板圆孔中心线的距离与理论计算的距离之间误差不大于1mm；

2、安装中间两根钢板；

设定中间两个相邻钢板编号为N₁#钢板、N₂#钢板（N₂=N₁+1），对钢板进行校直，吊装N₁#钢板，使其下端对正H型钢一、H型钢二上口已划好N₁#钢板将要安装的位置线，然后分别在H型钢一、H型钢二伤口N₁#钢板位置线上各焊1个挡块；用同样方法吊装N₂#钢板并安装在H型钢一、H型钢二上口，并用挡块连接起来；将N₁#钢板、N₂#钢板的上端调整到位，用加强筋连接在一起，并且固定在两根钢管上端；两块钢板的中部也通过加强筋支承在一起，并且连接在两根钢管中部上；再用全站仪检测N₁#钢板、N₂#钢板夹角是否符合设计要求，若不符合，则对N₁#钢板、N₂#钢板的位置或角度进行调整，直至达到要求为止；

挡块的作用是连接H型钢一、H型钢二和N₁#钢板，防止钢板滑动，由于挡块是点焊的并没有焊死，所以当尺寸不符合要求的时候便于调整钢板位置；

3、 安装其余钢板；

以N₁#钢板、N₂#钢板为准，向N₁#钢板一侧依次安装 (N₁-1)#钢板…2#钢板、1#钢板，向N₂#钢板一侧依次安装(N₂+1)#钢板、(N₂+2)#钢板…N#钢板，1#钢板—(N₁-1)# 钢板、(N₂+1)# 钢板—N#钢板的安装方法与N₁#钢板、N₂#钢板的安装方法一样，待1#—N#钢板安装完成，经过自检达到要求后，进入下一个工序；

第五步、安装H型钢三、H型钢四；

把H型钢三开口向上吊上N件钢板上端，与H型钢一相互平行连接在 N件钢板上端，检测并调整H型钢三与（H型钢一在同一垂直平面上；再把H型钢四开口向上吊上N件钢板上端，与H型钢二相互平行连接在 N件钢板上端，检测并调整H型钢四与H型钢二在同一垂直平面上；

第六步、安装托圈；

将4个H型钢端面分别焊接在两个环板上，环板位于H型钢两侧，并且两个环板轴线相互重合，再把托圈装夹在环板上，并且焊接牢固；

至此，所有弯管成型工装安装完毕，这N件钢板的就组成了具有一定直径、一定曲率半径、一定弯曲角的弯管通道，把弯管成型工装的托圈放置在滚轮架上，再把待组装成型的各弯管部件按要求分别放在1#钢板—N#钢板之间的弯管通道上，再对各弯管部件进行组焊，最终成型为一个完整的弯管整体。

优选地，所述H型钢一、H型钢二用2根槽钢做为支撑筋把H型钢一与H型钢二加固在一起，这样能使H型钢一、H型钢二在安装1#钢板—N#钢板时更加稳固。

优选地，所述1#钢板—N#钢板安装在H型钢一、H型钢二上时，在全站仪检测之后，为确保精度采用人工检测方法核实，即用钢卷尺在通道内测量1#钢板—N#钢板厚度中心线之间的直线距离，读数应与理论计算的直线距离尺寸相符，允许误差在规定范围。

优选地，所述工装在安装完毕后进行了加固，即在H型钢一、H型钢二、H型钢三、H型钢四与1#钢板—N#钢板组对工装的正面、背面使用剪刀支撑固定在一起，并且所有钢板上用钢管相互支撑在圆孔外侧；加固焊接时，用全站仪全程观测，若有焊接变形情况，及时进行处理；焊接完成后再用全站仪检测，使其符合设计要求。

优选地，所述N件钢板，其中的安装在两侧的部分钢板根据弯管直线段部分的设计要求相互平行安装，如1#钢板、2#钢板相互平行安装，N₁#钢板、(N₁-1)#钢板相互平行安装。

例如，当13 件钢板按图示方式组焊在4 根H型钢上时，13件钢板上直径的孔正好形成一个直径为1080mm、弯管曲率半径为6000mm、角度为45°的弯管通道（图2示虚线部分）。把工装的托圈放在滚轮架上，就可以应用这个弯管通道进行弯管的成型及组焊。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明有效地解决了横截面为由多个圆形直管、Ω型直管、多边形直管等钢管组焊而成的大型管道成型的技术问题，大型弯管成型工装结构简单、安装方便、可重复使用、精度较高，在实际应用中能满足设计要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2为本发明工装结构示意图；

图3为图2的右视图。

图4为本发明的1#钢板的示意图。

图中标记：

01、Ω型直管，1、H型钢一，2、H型钢二，3、H型钢三，4、H型钢四，5、环板，6、托圈，7、圆孔。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2、3、4所示的弯管成型方法及工装，包括四根H型钢，即H型钢一1、H型钢二2、H型钢三3、H型钢四4每根H型钢的尺寸为250×250×9×14 mm； 由于需要成型的弯管参数为外径1080mm、弯曲角度45°、曲率半径6000mm、直线段长度分别为380mm和1742mm，所以四根H型钢上连接的钢板数量选择为13件，编号1#钢板—13#钢板；其中1#、2#钢板相互平行安装，12#、13#钢板与11#钢板平行安装，2#钢板—11#钢板相邻两个钢板成5°夹角，总共构成45°的夹角；每个钢板上开有圆孔7，圆孔7直径为1080mm，每个圆孔7在钢板上的位置根据图纸设计来确定；四根H型钢的两端连接有两个环板5，环板5外径上还连接有托圈6。当13 件钢板按图示方式组焊在4 根H型钢上时，13 件钢板上的圆孔7正好形成一个直径为1080mm、弯管曲率半径为6000mm、角度为45°的弯管通道（图2示虚线部分）；再把工装的托圈6放在滚轮架上，就可以应用这个弯管通道进行弯管的成型及组焊。弯管成型工装的具体安装方法如下：

第一步：确定水平基准面。

将5000ｍｍ×2500mm的平板安装到位，用全站仪对平板进行水平校准，使其水平度小于2mm，以此作为水平基准面。

第二步：安装H型钢一、H型钢二。

分别把H型钢一1、H型钢二2吊上平板，开口向上，两个H型钢相互平行，内侧距为1195mm，用压板固定H型钢一1在平板上；再准备2根长1195mm10#槽钢做为支撑筋把H型钢一1与H型钢二2点焊在一起，H型钢一1、H型钢二2的四端拉对角线，使两个对角线等长，把H型钢二2也用压板压在平板上，点焊处再加固焊；最后把悬在平板两端的H型钢与地面支撑牢固。H型钢一1、H型钢二2就作为安装（1#—13#）钢板的基准。

另外，分别在H型钢一1、H型钢二2上口中心线上垂直安装一根￠108×5钢管，每根钢管在安装时吊垂线来校核，钢管的作用是用来固定下面步骤中要安装的7#、8#钢板。

第三步：划距离线。

在H型钢一1、H型钢二2上口按图纸计算出的矩形钢板在H型钢上投影长度划线，划线时从H型钢一1、H型钢二2长度中心线向两侧逐一划线。

第四步、安装1#—13#钢板。

这个步骤是输气弯管成型工装制作中最重要、最复杂的工作。因为这13件钢板安装精度，将直接影响到13件钢板上的13个圆孔7形成的输气弯管成型通道的精度，从而影响输气弯管输气弯管的制作精度。1#—13#钢板的具体安装过程如下：

1、设置基准棉线。

在待安钢板侧边上、下所在位置（H型钢）附近分别设置一根棉线，两根棉线彼此平行，且处于同一垂直面上。这两根棉线作为基准线，用来核准13件钢板侧边处于同一垂直面上，进而能保证弯管通道侧母线在同一平面上。实际操作中，要求13件钢板中的每件钢板同一侧边至每件钢板圆孔7中心线的距离与理论计算的距离之间误差不大于1mm。

2、安装7#、8#钢板。

安装前先对钢板进行校直，吊装7#钢板，使其下端对正H型钢一1、H型钢二2上口已划好7#钢板将要安装的位置线，然后分别H型钢一1、H型钢二2上口7#钢板位置线上各焊1个挡块，挡块的作用是连接H型钢一1、H型钢二2和7#钢板，防止钢板滑动，又便于调整。用同样方法吊装、安装8#钢板在H型钢一1、H型钢二2上口，并用挡块连接起来。

将7#钢板、8#钢板的上端调整到计算尺寸的位置，用加强筋连接在一起，并且固定在两根钢管上端；两块钢板的中部也通过加强筋支承在一起，并且连接在两根钢管中部上。

用全站仪检测7#、8#钢板侧面是否在同一垂直面上， 7#钢板和8#钢板的厚度中心线之间夹角是否为5°，允许误差不大于0.2°；若7#钢板和8#钢板不在同一垂直面，或者二者夹角误差超过0.2°，则对7#、8#钢板进行位置或角度调整，直至达到要求为止。为了确保万无一失，实际操作过程中，在全站仪检测后还用人工检测：即用钢卷尺在通道内测量2#—11#钢板厚度中心线之间的弦长，读数应与理论计算的弦长尺寸相符，误差小于2mm。将调整完毕的7#、8#钢板与H型钢一1、H型钢二2、两根钢管进行固定。

3、 安装其余钢板。

以7#、8#钢板为准，向7#钢板一侧依次安装6#、5#、4#、3#、2#、1#钢板，向8#钢板依次安装9#、10#、11#、12#、13#钢板，2#—6#、8#—11#钢板的安装方法与7#、8#钢板的安装方法一样。其中1#、2#钢板相互平行安装，12#、13#钢板与11#钢板平行安装。待1#—13#钢板安装完成，经过自检达到要求后，进入下一个工序。

第五步、安装H型钢三3、四4。

把H型钢三3开口向上吊上13件钢板上端，与H型钢一1相互平行安装在 13件钢板上端，检测并调整H型钢三3与H型钢一1在同一垂直平面上；再把（B）H型钢四4开口向上吊上13件钢板上端，与H型钢二2相互平行安装在 13件钢板上端，检测并调整H型钢四4与H型钢二2在同一垂直平面上。

第六步、加固工装。

将4个H型钢与1#—13#钢板组对完成的工装正面、背面使用剪刀支撑把H型钢一1、H型钢二2、H型钢三3、H型钢四4与1#—13#钢板固定在一起，并且所有钢板上圆孔7四周（上、下、左、右）之间用￠63×5的钢管相互支撑牢固。加固焊接时，用全站仪全程观测，若有焊接变形情况，及时进行处理。焊接完成后再用全站仪检测，使其符合设计要求。

第七步、安装托圈。

将H型钢一1、H型钢二2、H型钢三3、H型钢四4端面分别焊接在两个环板5上，环板5位于H型钢两侧，并且两个环板5轴线相互重合，再把托圈6装夹在环板5上，并且焊接牢固。

至此，所有弯管成型工装安装完毕，即13件钢板上直径的孔正好形成一个直径为1080mm、弯管曲率半径为6000mm、角度为45°的弯管通道（图2所示虚线部分）。再次检测合格之后把弯管成型工装的托圈放置在滚轮架上，再把待组装成型的各弯管部件按要求分别放在1#—13#钢板之间的弯管通道上，再对各弯管部件进行组焊，最终成型为一个完整的弯管整体。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种大型弯管成型工装的具体安装方法，其特征在于，包括四根H型钢，即H型钢一(1)、H型钢二(2)、H型钢三(3)、H型钢四(4)，所述H型钢上分别连接有若干件钢板，所述钢板的数量根据弯管成型所需要的弯管外径、弯曲角度、曲率半径、直线段长度来选择，钢板编号1#钢板—N#钢板，其中N≥4，所述每个钢板表面开有圆孔(7)，所述圆孔(7)直径与待安装成型的弯管外径相等，所述H型钢的两端连接有两个环板(5)，所述环板(5)外径上连接有托圈(6)；弯管成型工装的具体安装方法包括以下步骤：

第一步：确定水平基准面；

将辅助平板安装到位，用全站仪对平板进行水平校准，使其水平度小于2mm，以此作为水平基准面；

第二步：安装H型钢一(1)、H型钢二(2)；

分别把H型钢一(1)、H型钢二(2)吊上平板，两个H型钢开口向上且相互平行放置在平板上；把H型钢一(1)、H型钢二(2)用压板压在平板上，再把悬在平板两端的H型钢与地面支撑牢固，H型钢一(1)、H型钢二(2)就作为安装1#—N#钢板的基准；然后分别在H型钢一(1)、H型钢二(2)上口中心线上垂直安装1根钢管；

第三步：划距离线；

在H型钢一(1)、H型钢二(2)上口按图纸计算出的钢板在H型钢上投影长度划线，划线时从H型钢一(1)、H型钢二(2)长度中心线向两侧逐一划线；

第四步、安装1#钢板—N#钢板；

（1）、设置基准棉线；

在待安装钢板侧边上、下所在位置，即H型钢附近的水平方向分别设置一根棉线，两根棉线彼此平行，且处于同一垂直面上；

（2）、安装中间两根钢板；

设定中间两个相邻钢板编号为N₁#钢板、N₂#钢板，其中N₂=N₁+1，对钢板进行校直，吊装N₁#钢板，使其下端对正H型钢一(1)、H型钢二(2)上口已划好N₁#钢板将要安装的位置线，然后分别在H型钢一(1)、H型钢二(2)上口N₁#钢板位置线上各焊1个挡块；用同样方法吊装N₂#钢板并安装在H型钢一(1)、H型钢二(2)上口，并用挡块连接起来；将N₁#钢板、N₂#钢板的上端调整到位，用加强筋连接在一起，并且固定在两根钢管上端；两块钢板的中部也通过加强筋支承在一起，并且连接在两根钢管中部上；再用全站仪检测N₁#钢板、N₂#钢板夹角是否符合设计要求，若不符合，则对N₁#钢板、N₂#钢板的位置或角度进行调整，直至达到要求为止；

（3）、安装其余钢板；

以N₁#钢板、N₂#钢板为准，向N₁#钢板一侧依次安装N₁-1#钢板…2#钢板、1#钢板，向N₂#钢板一侧依次安装N₂+1#钢板、N₂+2#钢板…N#钢板，1#钢板—N₁-1#钢板、N₂+1#钢板—N#钢板的安装方法与N₁#钢板、N₂#钢板的安装方法一样，待1#—N#钢板安装完成，经过自检达到要求后，进入下一个工序；

第五步、安装H型钢三(3)、H型钢四(4)；

把H型钢三(3)开口向上吊上N件钢板上端，与H型钢一(1)相互平行连接在 N件钢板上端，检测并调整H型钢三(3)与H型钢一(1)在同一垂直平面上；再把H型钢四(4)开口向上吊上N件钢板上端，与H型钢二(2)相互平行连接在 N件钢板上端，检测并调整H型钢四(4)与H型钢二(2)在同一垂直平面上；

第六步、安装托圈(6)；

将4个H型钢端面分别焊接在两个环板(5)上，环板(5)位于H型钢两侧，并且两个环板(5)轴线相互重合，再把托圈(6)装夹在环板(5)上，并且焊接牢固。

2.根据权利要求1所述一种大型弯管成型工装的具体安装方法，其特征在于：所述H型钢一(1)、H型钢二(2)由2根槽钢做为支撑筋相互连接。

3.根据权利要求1所述一种大型弯管成型工装的具体安装方法，其特征在于：所述1#钢板—N#钢板在安装H型钢一(1)、H型钢二(2)上后，采用人工检测方法进行精度的核实，所述人工检测方法是用钢卷尺在通道内测量1#钢板—N#钢板厚度中心线之间的直线距离，读数应与理论计算的直线距离尺寸相符，允许误差在规定范围。

4.根据权利要求1所述一种大型弯管成型工装的具体安装方法，其特征在于：所述工装在安装完毕后进行加固，所述加固方法是在4个H型钢与1#钢板—N#钢板组对工装的正面、背面使用剪刀支撑固定在一起，并且所有钢板上用钢管相互支撑在圆孔(7)外侧。

5.根据权利要求1所述一种大型弯管成型工装的具体安装方法，其特征在于：所述N件钢板，其中安装在两侧的部分钢板根据弯管直线段部分的设计要求相互平行安装，即1#钢板、2#钢板相互平行安装，N₁#钢板、N₁-1#钢板相互平行安装。