CN103691776A - 一种大直径厚壁圆管的校圆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大直径厚壁圆管的校圆方法，该方法包括以下步骤：一是将千斤顶固定到变形管口内部，使其对变形管口内壁进行支撑；二是使用圆弧板对变形管口的外圆周进行测量，找出变形位置；三是根据变形位置确定加热位置，用烘枪对加热位置进行加热，同时使千斤顶沿径向向外推变形管口内壁；四是当加热位置温度达到一定温度后，停止加热，将其进行冷却；五是当加热位置冷却到室温时，取下千斤顶，完成校圆。本发明所述的校圆方法操作简单、效率高，不仅提高了管口校圆精度，还大大降低了废品率。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构技术领域，具体涉及一种大直径厚壁圆管的校圆方法。
背景技术
在钢结构制造领域，大直径厚壁圆管作为钢混柱在高层楼房中应用越来越多。在制作超高层大直径厚壁圆管构件过程中，上下柱对接的错边不得超过5mm。此种大直径厚壁圆管构件多为钢板卷制、焊接而成，在加工工程中会产生冷作硬化应力和焊接残余应力。当下料取短后，应力开始释放，圆管的管口会在应力作用下由圆形变为椭圆形，管口变形的大直径厚壁圆管无法满足钢混柱的外观要求。目前多采用机械或人工的方式来对管口进行校正，但这种校圆方法不仅费时费力，无法达到圆管的精度需求，还会因校圆方法不对造成废品率提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大直径厚壁圆管的校圆方法，该方法操作简单、效率高，不仅提高了管口校圆精度，还大大降低了废品率。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种大直径厚壁圆管的校圆方法，该方法包括以下步骤：
（1）将千斤顶固定到变形管口内部，使其对变形管口内壁进行支撑。通过使用千斤顶在管口内部支撑，对管口内壁有一个沿径向向外的作用力。该千斤顶能够在管口变形位置释放应力的时候，将变形位置校正。
（2）使用圆弧板对变形管口的外圆周进行测量，找出变形位置。具体地说，所述的圆弧板的直径等于圆管外壁直径。通过用圆弧板沿变形管口的外圆周依次进行测量，可以检测出与圆管直径不相符的位置，该位置即为发生形变的位置。用圆弧板测出变形管口外圆周上的最凸处，根据测量结果和经验分析，确定该最凸处为变形位置。
（3）根据变形位置确定加热位置，用烘枪对加热位置进行加热，同时使千斤顶沿径向向外推变形管口内壁。通过用烘枪对加热位置进行加热，能够使该位置的应力沿正确的方向进行释放。冷作硬化应力和焊接残余应力沿正确的方向释放后，在千斤顶的配合下，形变位置才能恢复原形。根据多次实验数据可知，正确的加热位置是管口变形位置相对的内壁上的位置，也即和最凸处相对的内壁上。
（4）当加热位置温度达到一定温度后，停止加热，将其进行冷却。具体地说，所述的一定温度的范围为650℃~800℃。根据多次实验数据可知，只有将变形管口内壁上的加热位置加热到这个温度范围之内时，才能够使变形位置的应力沿正确方向释放，不会因加热温度过高或过低造成校圆失败，使管口变形更加严重。优选的，所述的一定温度为650℃。当加热到650℃时，应力已经足够释放，再继续加热基本上不会再发生太大的变化，加热到650℃，也不会造成能源的浪费。
（5）当加热位置冷却到室温时，取下千斤顶，完成校圆。将加热过后的变形管口自然冷却到室温后，再取下千斤顶，管口位置即可恢复原状，校圆过程完毕。
进一步的，步骤（3）中所述的用烘枪对加热位置进行加热的具体过程是：
a. 根据圆管管壁的厚度确定加热线宽度。选择合适的加热线宽度，对应力释放过程十分重要。优选的，所述的加热线宽度为圆管管壁的厚度。通过以圆管管壁的厚度为标准进行加热，可以使管口变形位置的应力得到很好地释放，从而保证校圆结果的准确性，提高圆管质量。
b. 根据加热线宽度，选定第一段加热位置，用烘枪对第一段加热位置进行加热。
c. 对第一段加热位置完成加热后，在距离第一段加热位置50mm处，选定第二段加热位置，用烘枪对第二段加热位置进行加热。根据多次实验数据可知，对于一个变形位置，一般分两段进行加热即可完成校圆过程的加热。以圆管管壁的厚度为基本单位，将加热位置分为两个基本单位，且两个基本单位之间有50mm的直线距离。通过这样的方式来加热，能够保证变形管口应力的充分、准确释放，从而保证校圆结果的准确性。
由上述技术方案可知，本发明通过烘枪火焰加热与千斤顶共同作用，解决了机械校正和人工校正过程中存在的技术难题，使变形管口的应力得到正确、充分的释放，从而保证了变形位置的正确恢复和圆管精度，降低了废品率。
附图说明
图1是本发明的工作流程图；
图2是本发明的原理示意图。
其中：
1、圆弧板，2、烘枪，3、千斤顶，4、圆管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示的一种大直径厚壁圆管的校圆方法，该方法包括以下步骤：
（1）将千斤顶固定到变形管口内部，使其对变形管口内壁进行支撑。通过使用千斤顶在管口内部支撑，对管口内壁有一个沿径向向外的作用力。该千斤顶能够在管口变形位置释放应力的时候，将变形位置校正。
（2）使用圆弧板对变形管口的外圆周进行测量，找出变形位置。具体地说，所述的圆弧板的直径等于圆管外壁直径。通过用圆弧板沿变形管口的外圆周依次进行测量，可以检测出与圆管直径不相符的位置，该位置即为发生形变的位置。用圆弧板测出变形管口外圆周上的最凸处，根据测量结果和经验分析，确定该最凸处为变形位置。
（3）根据变形位置确定加热位置，用烘枪对加热位置进行加热，同时使千斤顶沿径向向外推变形管口内壁。通过用烘枪对加热位置进行加热，能够使该位置的应力沿正确的方向进行释放。冷作硬化应力和焊接残余应力沿正确的方向释放后，在千斤顶的配合下，形变位置才能恢复原形。根据多次实验数据可知，正确的加热位置是管口变形位置相对的内壁上的位置，也即和最凸处相对的内壁上。
（4）当加热位置温度达到一定温度后，停止加热，将其进行冷却。具体地说，所述的一定温度的范围为650℃~800℃。根据多次实验数据可知，只有将变形管口内壁上的加热位置加热到这个温度范围之内时，才能够使变形位置的应力沿正确方向释放，不会因加热温度过高或过低造成校圆失败，使管口变形更加严重。优选的，所述的一定温度为650℃。当加热到650℃时，应力已经足够释放，再继续加热基本上不会再发生太大的变化，加热到650℃，也不会造成能源的浪费。
（5）当加热位置冷却到室温时，取下千斤顶，完成校圆。将加热过后的变形管口自然冷却到室温后，再取下千斤顶，管口位置即可恢复原状，校圆过程完毕。
进一步的，步骤（3）中所述的用烘枪对加热位置进行加热的具体过程是：
a. 根据圆管管壁的厚度确定加热线宽度。选择合适的加热线宽度，对应力释放过程十分重要。优选的，所述的加热线宽度为圆管管壁的厚度。通过以圆管管壁的厚度为标准进行加热，可以使管口变形位置的应力得到很好地释放，从而保证校圆结果的准确性，提高圆管质量。
b. 根据加热线宽度，选定第一段加热位置，用烘枪对第一段加热位置进行加热。
c. 对第一段加热位置完成加热后，在距离第一段加热位置50mm处，选定第二段加热位置，用烘枪对第二段加热位置进行加热。根据多次实验数据可知，对于一个变形位置，一般分两段进行加热即可完成校圆过程的加热。以圆管管壁的厚度为基本单位，将加热位置分为两个基本单位，且两个基本单位之间有50mm的直线距离。通过这样的方式来加热，能够保证变形管口应力的充分、准确释放，从而保证校圆结果的准确性。
本发明的具体使用过程如下：
如图2所示，通常采用的大直径厚壁圆管构件的平均直径为1000mm，平均壁厚为30mm，上下柱对接错边不得超过5mm。首先将千斤顶3放置在圆管4的管口内部，使千斤顶3沿径向向外推圆管4的管口内壁，对管口内壁有一个沿离心力方向的作用力。其次，利用直径大小和圆管4直径大小相等的圆弧板1对管口外圆周进行测量，找出最凸处，找到的最凸处即为变形位置，进而将变形位置相对的内壁上的位置确定为加热位置。再次，利用烘枪2对加热位置分段加热，使变形位置的应力充分、准确释放，同时使用千斤顶3继续对管口内壁有一个沿径向向外的作用力。当加热到一定温度后，停止加热，使管口自然冷却到室温，校圆过程便完成。
综上所述，本发明通过烘枪火焰加热与千斤顶共同作用，解决了机械校正和人工校正过程中存在的技术难题，使变形管口的应力得到正确、充分的释放，从而保证了变形位置的正确恢复和圆管精度，降低了废品率。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种大直径厚壁圆管的校圆方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
（1）将千斤顶固定到变形管口内部，使其对变形管口内壁进行支撑；
（2）使用圆弧板对变形管口的外圆周进行测量，找出变形位置；
（3）根据变形位置确定加热位置，用烘枪对加热位置进行加热，同时使千斤顶沿径向向外推变形管口内壁；
（4）当加热位置温度达到一定温度后，停止加热，将其进行冷却；
（5）当加热位置冷却到室温时，取下千斤顶，完成校圆。
2.根据权利要求1所述的一种大直径厚壁圆管的校圆方法，其特征在于：步骤（2）中所述的变形位置为用圆弧板测出的变形管口外圆周上的最凸处。
3.根据权利要求1所述的一种大直径厚壁圆管的校圆方法，其特征在于：步骤（2）中所述的圆弧板的直径等于圆管外壁直径。
4.根据权利要求1所述的一种大直径厚壁圆管的校圆方法，其特征在于：步骤（3）中所述的加热位置为变形管口外圆周上的变形位置相对的内壁上的位置。
5.根据权利要求1所述的一种大直径厚壁圆管的校圆方法，其特征在于：步骤（4）中所述的一定温度的范围为650℃~800℃。
6.根据权利要求1所述的一种大直径厚壁圆管的校圆方法，其特征在于：
步骤（3）中所述的用烘枪对加热位置进行加热的具体过程是：
根据圆管管壁的厚度确定加热线宽度；
根据加热线宽度，选定第一段加热位置，用烘枪对第一段加热位置进行加热；
对第一段加热位置完成加热后，在距离第一段加热位置50mm处，选定第二段加热位置，用烘枪对第二段加热位置进行加热。
7.根据权利要求2或4所述的一种大直径厚壁圆管的校圆方法，其特征在于：步骤（3）中所述的加热位置为变形管口外圆周上的最凸处相对的内壁上的位置。
8.根据权利要求6所述的一种大直径厚壁圆管的校圆方法，其特征在于：所述的加热线宽度为圆管管壁的厚度。
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