CN110369573A - 一种大口径钢管弯管成型方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大口径钢管弯管成型装置，包括第一夹头、第二夹头和支撑座，第一夹头和第二夹头分别由第一摇臂和第二摇臂带动旋转，第一摇臂带动第一夹头对钢管进行第一次弧形的弯制，第二摇臂带动第二夹头对钢管进行第二次弧形的弯制；本发明还公开了一种大口径钢管弯管成型工艺，具体步骤依次包括弯管前验证、弯管尺寸计算、装钢管、一次弯制、二次弯制及弯制后矫正工序；本发明提供的一种大口径钢管弯管成型工艺及装置，可以通过中频热弯实现对同一根钢管进行两种不同半径的弯制；确保弯管成形过程中各部位管壁厚度始终保持不变，在保证弯管加工质量的情况下，提高钢管热弯加工作业效率。

Description

一种大口径钢管弯管成型方法及装置

技术领域

本发明涉及一种大口径钢管弯管成型工艺及装置，属于钢管制造和加工技术领域。

背景技术

随着国内管件制造业的发展，中频弯管制造工艺也在不断进步。目前，我国金属管件制造商所采用的制造工艺基本上与国外同行一致，可以说是同步的，部分制造厂在某些方面的工艺水平已达到行业领先的程度。但与国外同行相比，国内管件制造商存在的差距主要有两点，一是先进装备不如国外，而且现有装备的自动化程度较差，加之以零散订单为主的生产方式，生产率偏低；另一点是在工艺、质量及现场管理上的细节上还须完善，比如产品的外观质量等。这也是我国管件制造商今后应努力提高的方向。

中频弯管的过程是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。中频弯管中，按角度分，有45°、90°和180°三种最常用的，但是根据工程实际需要有时会用到非正常角度的弯管，比如说同一根大口径钢管上有两种不同半径的圆弧，这类弯管现有技术中的中频热弯技术则弯制不了。

申请号为CN201410053814.1，申请日为2014年02月18日的中国发明专利，公开了一种连续推进式中频加热弯管的加工设备及加工方法，包括弯制机和中频加热装置，所述的弯制机包括操作平台、弯制组件，所述的中频加热装置包括感应圈、电器箱，所述的弯制机还包括机架、安装在机架上的液压推进组件、与液压推进组件前进端相固定连接的直管夹紧块，感应圈固定套设在靠近弯制组件一侧的待弯制管道上，待弯制管道在液压推进组件推动下逐步通过所述的感应圈并在所述弯制组件的导向下实现弯管加工。

上述发明专利利用液压推进组件推动待弯制管道向前移动，能够提高弯管的加工精度和工作效率；另一方面利用感应圈对待弯制管道进行加热后直接进入弯制组件，能够有效避免中频加热后管道温度的降低，提高了弯管的成品率和质量。但是该装置在使用过程有很大的局限性，无法将同一根大口径钢管弯曲两种不同半径的圆弧，所以有必要发明一种新型的弯管成型工艺及装置，来突破现有技术的瓶颈。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种大口径钢管弯管成型工艺及装置，可以通过中频热弯实现对同一根钢管进行两种不同半径的弯制；确保弯管成形过程中各部位管壁厚度始终保持不变，在保证弯管加工质量的情况下，提高钢管热弯加工作业效率。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种大口径钢管弯管成型装置，包括第一夹头、第二夹头和支撑座；第一夹头和第二夹头分别由第一摇臂和第二摇臂带动旋转，第一摇臂和第二摇臂旋转方向相反，第一摇臂和第二摇臂的长度各自调节；第一摇臂带动第一夹头对钢管进行第一次弧形的弯制，第二摇臂带动第二夹头对钢管进行第二次弧形的弯制。

进一步地，所述支撑座放置于钢管第二次弯制时钢管的悬空端部，随钢管端部进行摆动。

一种大口径钢管弯管成型工艺，依次包括以下步骤：弯管前验证、弯管尺寸计算、装钢管、一次弯制、二次弯制及弯制后矫正工序；

装钢管：用起重机把钢管装在弯管成型装置上，按下推进装置快进速度按钮，使小车推动钢管进入导向轮内并夹紧；第一夹头的活动瓦张开夹持住钢管的前端部；

一次弯制：按下中频感应器的加热通按钮和冷却水通按钮，感应线圈开始加热，达到额定加热温度后，按下推进装置的慢进速度按钮；第一夹头在第一摇臂的带动下进行第一次弧形的弯制；当弯制的弧长达到预设长度时，中频感应器停止加热，第一夹头的活动瓦张开，松开夹持的钢管；

二次弯制：按下推进装置快进速度按钮，使小车推动钢管移动一段直线距离，第二夹头的活动瓦夹持住该直线段；按下中频感应器的加热通按钮和冷却水通按钮，感应线圈开始加热，达到额定加热温度后，按下推进装置的慢进速度按钮；第二夹头在第二摇臂的旋转带动下对钢管进行第二次弧形的弯制；第二摇臂的旋转方向与第一摇臂旋转方向相反，第二次弯折过程中支撑座放置于钢管的悬空端部；当弯制的弧长达到预设长度时，中频感应器停止加热，打开第二夹头的活动瓦，将第二摇臂转离弯管。

进一步地，在一次弯制和二次弯制过程中，感应线圈的额定加热温度为900-950℃。

进一步地，在一次弯制和二次弯制中，推进装置的慢进速度控制在1.2-1.5mm/s。

进一步地，在二次弯制中，推进装置的快进速度控制在10-15mm/s。

本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

本发明提供的一种大口径钢管弯管成型工艺及装置，通过弯管前验证、弯管尺寸计算、装钢管、一次弯制、二次弯制及弯制后矫正工序，可以实现对同一根大口径钢管进行两种不同半径的弯制，满足工程上对于某些非正常角度弯管的需求；

本发明各种工艺参数设计合理，可保证弯管成形过程中各部位管壁厚度始终保持不变，即一直等于变形前的直管坯管壁厚度，在保证弯管加工质量的情况下，提高钢管热弯加工作业效率；

本发明提供的弯管装置在整个弯制过程不需要成套的专用模具，制作成本较低，虽然构造简单，但是突破了现有技术的瓶颈，达到了意想不到的效果，

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中，

1-推进装置，2-导向轮，3-中频感应器，4-感应线圈，5-第一夹头，6-第一摇臂，7-第二夹头，8-第二摇臂，9-支撑座。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

实施例1一种大口径钢管弯管成型装置

如图1所示，本发明提供的一种大口径钢管弯管成型装置，包括待弯曲钢管端部的推进装置1、导向轮2、中频感应器3、感应线圈4、第一夹头5、第二夹头7和支撑座9；第一夹头5和第二夹头7分别由第一摇臂6和第二摇臂8带动旋转，第一摇臂6和第二摇臂8旋转方向相反，第一摇臂6和第二摇臂8的长度各自调节；第一摇臂6带动第一夹头5对钢管进行第一次弧形的弯制，第二摇臂8带动第二夹头7对钢管进行第二次弧形的弯制；支撑座9放置于钢管第二次弯制时钢管的悬空端部，随钢管端部进行摆动，在钢管弯制过程起支撑作用。

实施例2一种大口径钢管弯管成型工艺

如图1所示，本发明提供一种大口径钢管弯管成型工艺，可以对同一根大口径钢管进行两种不同半径的弯制；本发明的实施例是对材质为12Cr1MoV，外径D为325mm，壁厚t为30mm的钢管进行两种半径弯制；弯管加工工艺依次包括以下步骤：弯管前验证、弯管尺寸计算、装钢管、一次弯制、二次弯制及弯制后矫正工序。

弯管前验证：

a.检查原材料尺寸，管端外径允许偏差为-0.5mm~+2.0mm；钢管一端的直径与另一端直径之差不得大于2.0mm；

b.距管端100mm范围内钢管椭圆度应不大于1.2%D；

c.壁厚允许偏差为公称壁厚的0%~+10%；

d.对待弯曲钢管的表面污物清理干净后进行宏观检査，有重皮、表面裂纹、划痕、凹坑及表面腐蚀严重的钢管部位进行修磨；

e.对钢管的待弯曲部位，在周围方向均部取四点，沿钢管轴线方向毎间隔300mm逐点测厚，并挑选较厚的一侧作为弯曲拉伸面。

弯管尺寸计算：

弯管的展开长度=直线段+弯曲段+直线段+弯曲段+直线段；

弯曲段的展开长度可按下式进行计算：

L=πaR/180=0.01745aR；式中L为弯曲部分的展开长度(mm)，a为弯曲角度(°)，R为弯曲半径(mm)；

直线段的长度根据实际需要进行计算；

弯管尺寸计算好以后对弯曲段与直线段的各个连接处进行标记。

装钢管：

装钢管前把钢管内外表面清理干净，上料时应避免碰撞感应线圈4；用起重机把钢管装在弯管成型装置上，按下推进装置1快进按钮，推进速度控制在10-15mm/s，使小车推动钢管进入导向轮2内并夹紧；调节感应线圈4位置使感应线圈4与管子位置均匀一致；第一夹头5的活动瓦张开夹持住钢管的前端部。

一次弯制：

按下中频感应器3的加热通按钮和冷却水通按钮，感应线圈4开始预加热，同时水冷感应线圈4，用红外测温仪检测预加热温度，当达到额定加热温度900-950℃后，按下推进装置1的慢进按钮，推进速度控制在1.2-1.5mm/s；第一夹头5在第一摇臂6的旋转带动下对钢管进行第一次弧形的弯制，边推进，边弯制，弯制过程同步采用冷却水对弯曲位置处进行冷却；当弯制的弧长达到预设长度时，中频感应器3停止加热，第一夹头5的活动瓦张开，松开夹持的钢管。

二次弯制：

按下推进装置1快进按钮，推进速度控制在10-15mm/s，使小车推动钢管移动一段直线距离，第二夹头7的活动瓦夹持住该直线段；按下中频感应器3的加热通按钮和冷却水通按钮，感应线圈4开始加热，达到额定加热温度900-950℃后，按下推进装置1的慢进按钮，推进速度控制在1.2-1.5mm/s；第二夹头7在第二摇臂8的旋转带动下对钢管进行第二次弧形的弯制，边推进，边弯制，弯制过程同步采用冷却水对弯曲位置处进行冷却，避免弯曲后产生变形；第二摇臂8的旋转方向与第一摇臂6旋转方向相反，第二次弯折过程中支撑座9放置于钢管的悬空端部，随钢管进行摆动，在钢管弯制过程起支撑作用，防止钢管的热弯部位在自重的影响非正常形变；当弯制的弧长达到预设长度时，中频感应器3停止加热，打开第二夹头7的活动瓦，将第二摇臂8转离弯管，将弯好的弯管送出，并标记好直线段位置。

弯制后矫正：将弯管吊放到检测平台上，检测弯管结构尺寸及表面质量，对于检验不合格的弯管需要对其进行矫正，矫正在专用钢管弯曲矫正设备上进行，直到达到检验要求。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大口径钢管弯管成型装置，其特征在于：包括第一夹头（5）、第二夹头（7）和支撑座（9），第一夹头（5）和第二夹头（7）分别由第一摇臂（6）和第二摇臂（8）带动旋转，第一摇臂（6）和第二摇臂（8）旋转方向相反，第一摇臂（6）和第二摇臂（8）的长度各自调节；第一摇臂（6）带动第一夹头（5）对钢管进行第一次弧形的弯制，第二摇臂（8）带动第二夹头（7）对钢管进行第二次弧形的弯制。

2.如权利要求1所述的一种大口径钢管弯管成型装置，其特征在于：所述支撑座（9）放置于钢管第二次弯制时钢管的悬空端部，随钢管端部进行摆动。

3.一种大口径钢管弯管成型工艺，其特征在于：依次包括以下步骤：弯管前验证、弯管尺寸计算、装钢管、一次弯制、二次弯制及弯制后矫正工序；

装钢管：用起重机把钢管装在弯管成型装置上，按下推进装置（1）快进速度按钮，使小车推动钢管进入导向轮（2）内并夹紧，第一夹头（5）的活动瓦张开夹持住钢管的前端部；

一次弯制：按下中频感应器（3）的加热通按钮和冷却水通按钮，感应线圈（4）开始加热，达到额定加热温度后，按下推进装置（1）的慢进速度按钮；第一夹头（5）在第一摇臂（6）的带动下进行第一次弧形的弯制；当弯制的弧长达到预设长度时，中频感应器（3）停止加热，第一夹头（5）的活动瓦张开，松开夹持的钢管；

二次弯制：按下推进装置（1）快进速度按钮，使小车推动钢管移动一段直线距离，第二夹头（7）的活动瓦夹持住该直线段；按下中频感应器（3）的加热通按钮和冷却水通按钮，感应线圈（4）开始加热，达到额定加热温度后，按下推进装置（1）的慢进速度按钮；第二夹头（7）在第二摇臂（8）的旋转带动下对钢管进行第二次弧形的弯制；第二摇臂（8）的旋转方向与第一摇臂（6）旋转方向相反，第二次弯折过程中支撑座（9）放置于钢管的悬空端部；当弯制的弧长达到预设长度时，中频感应器（3）停止加热，打开第二夹头（7）的活动瓦，将第二摇臂（8）转离弯管。

4.如权利要求3所述的一种大口径钢管弯管成型工艺，其特征在于：在一次弯制和二次弯制过程中，感应线圈（4）的额定加热温度为900-950℃。

5.如权利要求3所述的一种大口径钢管弯管成型工艺，其特征在于：在一次弯制和二次弯制中，推进装置（1）的慢进速度控制在1.2-1.5mm/s。

6.如权利要求3所述的一种大口径钢管弯管成型工艺，其特征在于：在二次弯制中，推进装置（1）的快进速度控制在10-15mm/s。