目录
弯管制造工艺流程示意图 (2)
1.范围 (3)
2.引用标准 (3)
3.术语和定义 (3)
4. 弯管制造工艺流程 (3)
5. 弯管制造工艺要求 (3)
6.通球表 (18)
弯管制造工艺流程示意图
1.范围
本标准规定了锅炉平面弯管成形制造技术要求及验收要求。
本典型工艺适用于图1。1~3个弯头的平面弯管,空间弯管可分解为几个平面弯管,分解后的平面弯管仍可参照本工艺。
图1
2.引用标准
JB/T3375-2002《锅炉用材料入厂验收规则》
JB/T1611-1993《锅炉管子制造技术条件》
JB/T1612-1994《锅炉水压试验技术条件》
JB/T1613-1993《锅炉受压元件焊接技术条件》
JB/T1615-1991《锅炉油漆和包装技术条件》
JB/T4308-1999《锅炉产品钢印及标记移植规定》
JB/~6-2005《承压设备无损检测》
《蒸汽锅炉安全技术监察规程》1996
3.术语和定义
H:停止点 W:见证点
4.弯管制造工艺流程见第2页《弯管制造工艺流程示意图》
5.工艺要求
5.1材料验收
5.1.1制造管子的材料应符合图纸设计要求,材料代用应按规定程序审批。
5.1.2制造管子用的钢材和焊接材料必须经过检验部门按JB/T3375-2002的规定进
行入厂检验,未经检验或检验不合格者不准用于生产。
用于额定蒸汽压力不大于的蒸汽锅炉和额定热功率不大于且额定出水温度
小于120℃的热水锅炉的管子材料,如原始质量证明书齐全,且材料标记清晰、齐全时,可免于复检。
5.2 确定下料尺寸L
5.2.1图1(c )中两端外倒角1×30°,且两端不需加长,下料长度L 按下列公式计算:
公式一:()10
232132211ααα++?-
?+++++++=l B L L L L L L L L b a
中中 单位:
mm 。
式中:a L 、b L —管子两端直段长度,单位:mm 。 1中L 、2中L —管子中间直段长度,单位:mm 。
1α、2α、3α—分别为管子弯头的弯曲角度,单位为:度。
1L 、2L 、3L
—分别为管子弯头1α、2α、3α 对应中性层弧
长,单位:mm 。
B —管子一端倒角需留的机械加工余量,其值按表1选
取。
表1 单位:mm l ?—弯头每弯10°管子伸
长量,其值可按下列公
式二计算。
l ?=
?180πα
2
r ?
R r ? 单公式二:
位:mm 。
式中: r=
2
S
D w -
R —弯管半径,单位:mm 。
α—弯管弯曲角度,本式取α=10°。 l ?数值也可以参考表2、表3试弯后确定。
表2 (上锅、无锡推荐经验l ?数据表)
表3 (我公司实测l ?数据表)
如两端不需外倒角,则不需加机械加工余量B 。 5.2.2 需加长两端直段管子下料长度的计算
见图1(b ),在弯管时考虑以a L 或b L 为头弯制,而a L 或b L 小于弯管模具夹块
直段长度e 时
可以按图2在管子内塞芯轴以减少管端夹紧变形;但a L 或b L 小于弯管模具夹块直段长度e 数值较大或管子直径大于φ89,则应放长管子两头直段a L 或b L 等于e ,弯管后切除余量。
图2
在弯管时考虑以a L 或b L 为尾弯制,而a L 或b L 小于弯管模具尾部成型轮中心距
L 1(见图3),
则应放长管子两头直段a L 或b L 等于1L ,弯管后切除余量。
如弯管机尾部为拖板式,且a L 、b L ≥e (夹块直段),可不加长。 图3 要放夹位的下料尺寸L 按公式三计算:
公式三:(1)a L 加长至e :()e L L L L L L b ++?-+++=10
2121αα 中 单位:
mm
(2)a L 加长至1L :()1212110
L L L L L L L b ++?-
+++=αα
中 单位:
mm
(3)b L 加长至e ,b L 加长至1L 计算方法同上。 5.2.3 一端为相贯线弯管下料尺寸的计算
见图4,一端为相贯线气割坡口的弯管,只需在相贯线最长处加10mm 气割余
量即可。其计算方法参照公式一和公式三。
图4 5.2.4 左右防焦箱下料尺寸的计算
两端缩口的φ159×6,R500左右防焦箱下料尺寸,两端缩口留余量按
Q/JGRD-J203-2007《集箱制造工艺守则》规定,其余部分参照公式一、公式三计算。
5.2.5 材料标记移植
进行材料标记移植,按JB/T4308-1999《锅炉产品钢印及标记移植规定》标记。
5.3下料
按已定尺寸L下料。
5.3.1下料方式
下料方式按表4执行。
表4 单位:mm
5.3.2 下料公差
下料公差按《下料工艺守则》规定。
管子对界处端面倾斜度f (图5),按表5、表6规定。
图5
热水锅炉和额定蒸汽压力不大于按表5执行。
表5 单位:mm
表6执行。
表6
单位:mm
5.3.3 切管机下料
按图5测量管子端面倾斜度,机械切管机切刀要锋利,建议按图6磨刃,以
保证管端毛刺能用锉刀轻轻或自行脱落。
图6
5.3.4 下料标记
跨车间的下料要逐根用白漆注明产品图号。本车间的下料标记,在不易产生
差错的情况下,允许简化成一批标注其中几件。
下降管标记移植:
1)通用备料根据工艺技术科的下降管分段图进行标记。
标记内容:图号/总段数—第几段,工艺长度。
标记要求:白油漆字迹端正清晰。
2)管子弯制单位在每段下降管下端距端口100mm处涂红丹漆约(80~100)×(400~500)mm2范围用于标记移植。
标记内容:图号/总段数—第几段。
标记移植要求:白油漆字迹端正清晰,字体大小约50×25 mm2。
5.4检验
检验下料尺寸、公差、端面倾斜度、管端毛刺及标记。
5.5倒角
不需加长且两端需倒角的弯管,在弯制前倒角;需加长且两端需倒角的弯管,弯制后切除加
长部分再倒角。
5.5.1 划线
两端要留机械加工余量的,按图7划长度线、倒角线。
图7
注:锅炉管子倒角1×30°,表示倒角30°,钝边1mm。见图7所示。
5.5.2 倒角
D
≤108mm按图7倒角。133≤DW≤800由SDJ800-2型坡口机倒角,倒角完成
w
后必须清除毛刺。
5.5.3 检验
检查长度尺寸L、倒角1×30°、端面倾斜度。
5.6 弯管
5.6.1 划线
划起弯线,夹位线,各直段线,批量生产可简化划线。在弯管机模具上量夹块位置,但试弯后要加强检查。 5.6.2 确定用有芯还是无芯弯管
弯管半径R 越大,管子外径D w 越小,壁厚S 越大,越不易起皱,且较易保证椭圆度。同时满足下列两公式R >R min 时,才可以采用无芯弯管。
1) 按内壁不起皱条件确定无芯弯管的最小弯管半径
R min ,适用于≤S x <。
公式四: R xmin ≥×(1-9×S x ) 单位:mm 。 式中: R x —相对弯管半径,R x =R/D w ; S x —相对壁厚, S x =S/ D w ; S — 管子壁厚,单位:mm ; D w —管子外径,单位:mm ; R —弯管半径,单位:mm 。
2) 按壁厚允许减薄量
b ,确定无芯弯管最小弯管半径R min 时用公式五计
算。
公式五: R min ≥
()b
b K s -?1 单位:mm 。
式中:s K =2
1x
S --a y ;
a y —JB/T 1611对应的椭圆度要求;
b —JB/T 1611对应的壁厚减薄量要求。 按公式四、公式五计算后,取两式中数值较大的值。
3) 用以上两公式计算比较繁琐,根据我公司经验下列弯管要用有芯弯
制。
φ108×4、、6、7/R400; φ89×R300; φ83×、4/R250; φ76×R300; φ60×R200、300;
4) 当管子外径
D w >108时,我公司用中频加热弯管机弯管。目前可弯管子
规格如下:
D w :133,159,168,219,245,273,325,351,377,406,
426,450,480,500,530,610,630。
S :8~50。 R ≥ D w ~6 D w
5.6.3 选用芯轴
确定有芯弯管后,选用合格的芯轴d 。
公式六:s d n D d δδ2+-= 单位:mm 。
式中: D n —管子内径,单位:mm ;
δd — D w ,单位:mm ;; δs — ,单位:mm 。
可以简化上式计算,取d ≥ D n ,一般d= D n -~mm 。 我公司现有芯轴可按表7选取:
表7 单位:mm
液压弯管机是油缸取出芯轴,操作比较方便。机械弯管机是人工取出芯轴
劳动强度大,在不影响质量的情况下,按表7中芯轴尺寸仍可选小~1.5mm 。
5.6.4 芯轴伸出长度
芯轴圆球中心,要超过弯管起弯点一定距离P,以顶起被弯痕的部位,如图8所示。芯轴伸出长度P 按下列公式七计算:
公式七:2)
()()2
(2d D d D D R P n n n
---?+
= 单位:mm 。 我公司经验P 数据见表8:
表8 单位:mm
图8 图9
除用上述方法确定P 的长度外,还可以按图9所示,切L=5的一段被弯
管圆环沿弯管模移动,调整芯轴伸出量,以圆环能通过为准。按上述两种方法预调伸长量P ,试弯管后仍要调整,如果起皱及椭圆度超差,则要加大伸长量P ,外径起鼓,弯管力矩增大,机器负荷增大,则说明P 要减少。
5.6.5 有芯弯管注意事项:
有芯弯管前必须清除管子内污物、铁屑、氧化皮等,并用抹布捆成拖把状往管子内孔涂机油,以防芯轴拉伤管子内壁,并能减少摩擦力。检查芯轴表面是否光滑,对拉伤积瘤打磨平滑,并在弯管过程中随时检查、清除。有芯轴弯管可以不采用反变形的滚轮与滑槽。
5.6.6 弯管回弹量
管子弯曲过程是塑性变形,但伴有弹性变形过程,外力除去后,管子弯曲半径增大,角度增加。由于管子硬度,外径公差及壁厚不一,难于一次调整出回弹量,理论计算公式为:
公式八:E
R m x s δα
α211-
=
式中:x
R K K m 20
1+
= 1α—机床应调角度; α—图纸要求角度;
s δ—管子材料的屈服强度; E —弹性模数;
0K —相对强化系数; 1K —管子截面形状系数; x R —相对弯管半径,R
D R w
x =
; 上述计算繁琐,也不可能测量每根管子的各种参数,一般都是按下列推
荐值试弯后确定α?(回弹量):
D w ≤φ76 ??=?3~2α φ83<D w ≤φ108 ??=?5~4α φ133<D w ≤φ159 ??=?5.5~5.4α
一般以角度超弯容易校正,另外随着弯管内应力的释放,比较容易达到图纸的要求。 5.6.7 管子校直
对于直线度超过1/1000的管子,弯管前应进行校正,超差过度的则不使用。 5.6.8 平面度的控制
1)用平板控制平面度,如图10。在弯管机前放置可调平台,调整平台平面与
弯管机平面平行,弯制一个弯头后避免弯头直接接触平板,以免椭圆度不一致影响平面度。在管子同一直段部分垫一等高垫铁,用以控制平面度。
图10
2)对于较大直径的管子(φ89~φ159),除了用平板调整管子的平面度外,
还可以按图10所示,用木质水平尺来调整管子的平面度。先检验机床水平度是否准确,管子是否平直,再检 查自己弯出的管端是否水平,可以用木榔头轻敲管端夹调整管子的平面度。
5.6.9 弯管机的检查
弯管机必须定期检查,精度达不到要求的要修复。
弯管模具的夹紧
目前我公司采用的弯管方式,无论是否有芯或无芯,滚轮式管槽,其与弯管模具的夹紧程度,是控制弯管产生椭圆度的关键之一。
1)丝杆,偏心夹紧的机械弯管机必须每次夹紧,并且要在夹紧位置上做好标记,使每次加紧的程度一致。
2)油压加紧的弯管机,必须使油缸顶紧,杠杆处于图11水平位置,使弯管工作开始后,滚轮及滑槽不致后退。
3)滚轮与滑槽和弯管模具之间的距离应尽可能缩小,一般不得大于2mm,以能满足椭圆度的要求为准。
t要尽量小,使椭圆度合格。
图11
弯管模具的夹紧
弯头弯制顺序的选择
1)图1(b)弯管,如果两头都有夹位,应该选择较短的一头夹在弯管模具上,比较长的一头靠滚轮或滑槽。弯管只要两端都有夹位,而且中
间直段长于滚轮中心距L长,可以分别从两头任意选头弯,如果有一
端无夹位放了余量,则应后弯该头。
2)图1(c)弯管,两端需要机械坡口,如果两端都有夹位,弯管前应开好坡口,可以照上述要求,任选顺序。如果有一端有夹位,已加工坡
口,另一端没有夹位,预留有机械加工坡口余量,必须先弯已加工坡
口的一端。
3)有芯弯管的弯头顺序选择很重要。如图1(b),需要有芯弯管,只要两头有夹位,弯一头时另一头直段、弧长加中间直段小于芯轴尾架
长,则可以任意选顺序,反之就要选够尾架长的一头后再弯。三个弯
头的有芯弯管,一定不可以先弯两头的弯头,后弯中间弯头,否则无
法装入芯轴。
自检
弯制首件产品后,必须放大样检查各段偏移、直段长,用量角器测量各弯
头角度公差,用游标卡尺测量椭圆度、测平面度,φ60以下受热面管还要
作通球检查,全部符合JB/T 1611标准后,方可投入批量生产。由于采用
反变形法弯制的弯头,特别是滚轮反变形,其起弯点有1/4圆残余变形留
在管端直段,终弯点有1/4圆残余变形留在管子中间直段上(见图12),
难于用量角器在管子上划出圆弧与直线段的明确分界点,因此允许用对照
大样检查管端及中段长度误差,批量生产后要经常抽查上述项目,及时调
整弯管机及模具。变形不大的可以用量角器找到起弯点的弯管,应该用量
角器确定直段长度。
图12
检验
按上述要求首件检查,有芯弯管随时检查内壁是否拉伤。
校正
批量生产后,经检验员检查出少部分由于回弹引起角度不对量角器及大样、平面度超差的,要进行逐根校正。
.1 机械校正
对于管子直径较小,角度超差≤±°,平面度超差2~3mm,允许用机械校正。将管子夹持在弯管模具上,人工均匀施以外力,使之达到要求。不允许用榔头敲,以免管子产生凹陷。
.2 火焰校正
对于管子直径超过φ42,或变形不大,角度偏差≤±°,平面度超差~,
采用火焰校正。用烘枪中性焰加热至不高于850℃~950℃,空冷,不允许用水敷冷,加热时烘枪距工件表面40mm,移动烘枪在指定区域内烘烤,目测不超过亮樱红色,避免局部过烧。
图13
见图13,当弯曲角度大于理论角度时(即弯钩了),放大样直段合适
则均匀加热B
1B
2
区域;如果管端直段过短,在烘烤B
1
B
2
区域时,重点烘
烤B
2区域,以使B
2
区域收缩拉直弥补管端直段过短。反之管子中间直
段过短,在烘烤时则重点烘烤B
1
区域,以达到既校正角度又调正直段;当弯曲角度小于理论角度时(即弯撒了),如果对大样各直段尺
寸符合大样,则可以均匀加热A
1A
2
区域。如果管端直段较短,在烘烤
时重点烘烤A
1区域,使A
1
区域收缩变形,反之管端直段过长,在烘烤
A 1A
2
区域时,重点烘烤A
2
区域,使A
2
区域收缩变形,以减少直段长度。
.3火焰机械校正
对于管子直径太大,变形超差太大,单纯靠火焰加热后仍然达不到要
求者,可以按图14a在较大范围用烘枪加热后,在非加热部位施以外
力缓慢使其变形至需要位置,以达到圆滑过度,无局部凹陷。无论角
度弯大或弯小,即弯钩或弯撒,都要整圈管子加热均匀,缓慢施力,
如图14b。
加热范围过小,而强行将弯小角度的管子拉大,则可能造成管子外部
凹陷,如图14c。反之可能造成内部凹陷,如图14d。
图14
.4平面度的火焰校正
平面度超差不大的大管子,可以在如图15管子平面度凸起部位烘枪加
热,使其在空气中自然冷却收缩,不施加外力,可以达到平面度要
求。
图15
如果平面度超差过大,则要在如图16所示,较大面积加热烘红,在非
受热面上用木榔头施以外力,使其校平。
图16
.5 火焰校正操作要求
火焰校正时,先校正平面度,然后放大样校角度,火焰、机械施力校
正可以同时进行。火焰校正要求操作者有一定的熟练程度,要细心观
察总体加热部位、面积及收缩量。
空间弯管
空间弯管弯制时,都是将空间弯管化作几个平面弯管来弯制,一旦受
条件限制,不能将空间弯管化作平面弯管弯制时,见图17所示,则需
要提供控制角度α来达到保证二面角。图中角度α的计算方法,可以参
照锅炉设计手册中空间弯管的计算,由于计算比较复杂,一般由工艺
科给出空间角度 。
图17
检验
检验平面度、角度,放大样对各段长度管端偏移,椭圆度及通球(φ60以下受热面管)。
5.7管端加工
5.7.1划线
对要气割坡口的下降管(见图4)按零件图要求划坡口气割线,要求划两道线,一道实际长度线,一道坡口线。
对管端需要外倒角,但工艺加长了留有夹位的直段划切割线,并按图划长
度线、倒角线并打样冲眼。
5.7.2 检验
按工艺及图纸要求检查划线。
5.7.3 气割
对相关线1×30°倒角按气割线的实际长度割去多余部分,按坡口线割1
×30°坡口,对需要机械加工坡口的管子则留加工余量,割去剩余直段5.7.4辅工
打磨1×30°坡口至要求。
5.7.5镗工
对留有夹位的弯管,在割去剩余直段后,按图7倒角1×30°机械加工坡
口,管端与管子的不垂直度偏差△f见图6,按表5、表6规定。
5.8检验
全部按JB/T 1611管子制造技术条件检查,对同一种弯管半径,同一种管
子直径及厚度,在每年至少解剖一个弯头,用测厚仪测量减薄量可以不
必解剖。
5.9油漆
用钢丝刷清除易剥落氧化皮、残留焊接飞溅物、铁锈,用抹布擦去油
污,符合油漆工艺守则要求。
油漆按JB/T 1611《锅炉油漆和包装技术条件》要求执行。油漆干后,用
白色油漆标注零件图号于管子中段。对于管子要求焊附件的,焊后按
JB/T 1612《锅炉水压试验技术条件》试压,试验压力按图纸要求。
5.10包装
按JB/T 1611《锅炉油漆和包装技术条件》要求执行。
附表一
,公称外径D不大于60mm的对接接头或弯管应进行通球试验,通球直径d
b 对接接头根据公称内径d按表9计算,弯管根据弯管半径R按表10计算。
表9 单位:mm
表10 单位:mm
图18