金属煨管及弯管计算
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管道热煨弯头弯管计算管道热煨弯头、弯管计算是确定管道设计参数的重要环节,它关系到工程的安全性、可靠性和经济性。
在进行管道热煨弯头、弯管计算时,需要考虑流体介质的性质、流量、温度、压力等因素,并根据相关的规范和标准进行计算和选择。
下文将介绍管道热煨弯头、弯管计算的基本原理、方法和注意事项。
1.热煨弯头、弯管的基本原理热煨弯头、弯管的计算是为了保证管道在使用过程中的热膨胀和热应力能够得到合理的控制,防止管道的变形和破裂。
热煨弯头、弯管的计算一般包括以下几个方面的内容:1.1管道的热膨胀计算管道的热膨胀是指管道在受热后由于温度升高而引起的长度变化。
根据热力学原理,当管道受热时,其膨胀量与管道的长度、温度变化和材料的线膨胀系数有关。
通过对管道的热膨胀进行计算,可以得到管道的变形量和相关的应力情况。
1.2管道的温度分布计算当管道中流体温度发生变化时,由于温度梯度的存在会导致管道内部的应力分布不均匀。
通过对管道的温度分布进行计算,可以了解管道各个部位的温度变化情况,为热煨弯头、弯管的设计提供依据。
1.3管道的热应力计算管道热煨弯头、弯管的设计需要考虑到管道在受热冷却过程中引起的应力分布情况。
由于温度变化引起的热应力会对管道的强度和可靠性产生影响,因此需要进行热应力计算。
常用的计算方法有静态弯曲应力计算、力在线参照法等。
2.热煨弯头、弯管计算方法在进行管道热煨弯头、弯管计算时,一般可以采用以下两种方法:2.1管道热膨胀计算方法管道的热膨胀计算一般可以采用线膨胀系数法或者一维热传导法。
线膨胀系数法是根据管道材料的线膨胀系数和管道的长度、温度变化来计算管道的膨胀量。
一维热传导法是根据管道中的温度分布来计算管道的膨胀量。
两种方法各有优缺点,可以根据实际情况选择合适的计算方法。
2.2管道热应力计算方法管道的热应力计算可以根据管道的几何尺寸、材料性能和温度变化来进行。
常用的热应力计算方法有静态弯曲应力计算、力在线参照法等。
一、90°弯管的计算90°弯管在管道工程中应用最广,其弯曲半径月因制作方法不同而异。
对于冷煨弯管,常取R=(4~6)D;热煨弯管取R=4D;冲压弯头或焊接弯头,常取R=(1~1.5)D。
弯曲半径确定以后,即可计算出弯曲部分的下料长度,并能确定热煨时的加热长度,如图1-3所示。
从图中可知,管道弯曲后,其弯曲段的外弧、内弧不是原来的直管实际长度,而只有弯管中心线的长度在弯曲前后不变,其展开长度等于原直管段长度。
现设弯曲段起止端点分别为a、b,当弯曲角为90°时,管子弯曲段的长度正好是以r为半径所画圆的周长的1/4,其弧长用弯曲半径来表示,即为弧长由式(1-3)可知,90°弯管弯曲段的展开长度为弯曲半径的1.57倍。
图1-3 90°弯臂在弯制U形弯、反向双弯头或方形伸缩器时,如以设计图样要求或实际测量得出的两个相邻90°弯头的中心距尺寸进行划线煨制,那么弯成的两个弯头中心距将比原来的距离要大些,这是由于金属管材加热弯曲时产生延伸的结果。
下料时,应将两个弯头中心距减去这一延伸误差,再划出第二个弯头中心线和加热长度,这样才能使两个弯头弯好后,中心线间的距离正好等于所需要的尺寸。
延伸误差如图1-4所示,其数值可按下式进行计算:式中△L——延伸长度(mm);R——弯曲半径(mm);——第二个弯曲角的角度(°)。
图1-4U形弯划线示意图1-第一个弯头 2-规定的第二个弯头中心线位置3-实际第二个弯头中心线位置4-第二个弯头下面以方形伸缩器为例,说明弯管划线下料计算方法。
在图1-5a中,已知方形伸缩器的尺寸单位为mm,管径为DNl50,弯曲半径R=4DN=600mm。
若划线在图1-5b的直线上进行,并以左边端点o为起点,由图上可以看出Oa=1500—R=1500—600=900mmab是弯曲部分,其弧长为ab=1.57R=1.57 X 600=942mm从a到d由两个反向90°弯加一直管段bc组成,直管段bc的长度应减去延伸误差△L,则bc=2100—2R—△L由式(1—4)可知△L=600X(1—0.00875×90)=127.5mm那么bc=2100—2×600—127.5=772.5mm依此类推,便可计算出各管段的下料长度,如图1—5b所示,划线工作便可顺利进行。
第一章煨管设备及弯管计算弯管按其制作方法不同,可分为煨制弯管、冲压弯管和焊接弯管。
煨制弯管又分为冷煨和热煨两种。
本章着重介绍常用煨管设备的结构特点、性能及操作等方面的知识,以及煨制弯管的下料计算。
第一节弯管的一般知识弯管是改变管道方向的管件。
在管子交叉、转弯、绕梁等处,都可以看到弯管。
煨制弯管具有较好的伸缩性、耐压高、阻力小等优点。
因此,在施工中常被采用。
弯管的主要形式有:各种角度的弯头、U形管、来回弯(或称乙字弯)和弧形弯管等,如图1—1所示。
弯头是带有一个任意弯曲角的管件,它被用在管子的转弯处。
弯头的弯曲半径用R表示。
R较大时,管子的弯曲部分就较大,弯管就比较平滑;R较小时,管子的弯曲部分就较小,弯得就较急。
来回弯是带有两个弯曲角(一般为135°)的管件。
来回弯管子弯曲端中心线间的距离叫做来回弯的高度,用字母h表示。
室内采暖立支管与干管及散热器连接,管道与不在同一平面上的接点连接时,一般需采用来回弯。
U形管是成正半圆形的管件。
管子的两端中心线问的距离d等于两倍弯曲半径R。
U形管可代替两个90°弯头,经常用来连接上下配置的两个圆翼形散热器。
图1-1弯管的主要形式弧形弯管是带有三个弯曲角的管件。
中间角一般成90°,侧角成135°。
弧形弯管用于绕过其它管子,在有冷热水供应的卫生设备配管时,经常采用弧形弯管。
弯管尺寸由管径、弯曲角度和弯曲半径三者确定。
弯曲角度根据图纸和施工现场实际情况确定,然后制出样板,照样板煨制并按样板检查煨制管件弯曲角度是否符合要求。
样板可用圆钢煨制,圆钢的直径根据所煨管径的大小选用,10-14mm即可。
弯管的弯曲半径应按管径大小、设计要求及有关规定而定。
既不能过大,也末虚选得太小。
因为弯曲半径过大,不但用材料多,而且管子弯曲部分所占的地方也大,这样会给管道装配带来困难;弯曲半径选得太小时,弯头背部管壁由于过分伸长而减薄,使其强度降低,而在弯头里侧管壁被压缩,形成皱纹状态。
弯管一般知识及计算下料方法讲解弯管是一种常见的管道连接方式,它可以将一段直管弯曲成所需的曲线形状,以适应特定的工程需求。
在工程中,弯管的使用广泛,常见于建筑、机械设备、石油化工等领域。
下面我将对弯管的一般知识及计算下料方法进行详细的讲解。
一、弯管的一般知识:1.弯管的类型:弯管按照曲率半径可分为大曲率弯管和小曲率弯管,其中小曲率弯管又可细分为中弯弯管和小弯弯管。
根据弯管角度的大小,还可以分为常规弯管(一般为45度和90度)和特殊角度弯管。
2.弯管的材质:弯管一般由金属材料制成,常见的材质有碳钢、不锈钢、铝合金、铜等。
根据工程的要求,弯管的材质选择会有所不同。
3.弯管的加工方法:弯管加工一般使用压力机进行,其中常见的加工方法有热弯和冷弯两种。
热弯是通过加热管材至一定温度后,在保温状况下进行弯曲;冷弯则是在室温条件下进行弯曲加工。
二、弯管的下料计算方法:下料计算是在制作弯管时必不可少的步骤,下面将介绍常见的弯管下料计算方法。
1.弯管长度计算方法:弯管长度的计算公式为:L=π*(R*S)/180其中,L为弯管的长度,R为曲率半径,S为弯管的弯曲角度。
2.弯管的展开长度计算方法:弯管展开长度是指将弯曲的管材展开变平的长度。
展开长度的计算公式根据不同的弯管类型和角度而不同,以下是常见弯管的展开长度计算方法:- 弧形弯管的展开长度计算公式:L=π*R*[tan(α/2)]-90度常规弯管的展开长度计算公式:L=π*D/2-其他角度的常规弯管展开长度计算方法可通过三角函数计算得出。
3.弯管下料的工艺步骤:弯管下料的工艺过程主要包括管材切割、制作弯块和弯管的焊接。
-管材切割:根据计算得出的弯管长度进行管材的切割,可以使用锯床、火焰切割机等设备进行切割。
-制作弯块:根据设计要求,制作出对应曲率半径和角度的弯块。
-弯管焊接:将切割好的管材放入弯块内,使用焊接设备对管材进行焊接,形成弯管。
弯管的下料计算是一个重要的工艺环节,它直接关系到弯管的制作质量和安装效果。
Q/SY-GD-SJ 直管段及热煨弯管和冷弯弯管的壁厚 计算方法 2008-11-25发布2009-01-01实施中国石油天然气管道工程有限公司 发布 Q/SY-GD-SJ-JC041-001—2008 前 言 本标准由公司线路室提出,并归口管理; 本标准起草单位:线路室; 本标准主要起草人:佟雷、赵子峰、余志峰、陈文国; 本标准批准人: 王贵涛; 本标准为首次制订。
目 次 1 范围 (3)2 规范性引用文件 (3)3 术语和定义 (3)3.1冷弯弯管 (3)3.2热煨弯管 (3)4 直管段壁厚计算及校核 (3)4.1壁厚计算 (3)4.2强度校核 (3)4.3刚度校核 (4)4.4径向稳定性校核 (4)5 热煨弯管壁厚计算及校核 (6)5.1弯管母管壁厚计算 (6)5.2弯管成品管壁厚计算 (6)5.3强度校核 (6)6 冷弯弯管壁厚计算及校核 (8)6.1壁厚计算 (8)6.2强度校核 (8)1 范围 1.0.1 为在管道壁厚计算及校核中统一技术要求,做到技术先进、经济合理,制订本规范。
1.0.2 本标准适用于陆上长输埋地管道,规定了直管段、热煨弯管、冷弯弯管的壁厚计算和强度校核,架空管道可参照执行。
1.0.3 本标准不适用于无套管穿越公路、地震区等特殊管段的壁厚计算及校核。
2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本是用于本标准。
GB 50251 输气管道工程设计规范 GB 50253 输油管道工程设计规范 SY/T5257 油气输送用钢制弯管 3 术语和定义 3.1 冷弯弯管用模具(或夹具)不加热将管子弯制成需要角度的弯管。
3.2 热煨弯管管子加热后,在夹具上弯曲成需要角度的弯管,其曲率半径一般不小于5倍管子外直径。
弯管设计长度计算公式在管道系统中,弯管是一种常见的管件,用于改变管道的流向和方向。
在设计和安装管道系统时,正确计算弯管的长度是非常重要的,可以确保管道系统的正常运行和安全性。
本文将介绍弯管设计长度的计算公式,以帮助工程师和设计师正确计算和选择合适的弯管。
弯管设计长度的计算公式可以通过以下步骤来推导:1. 首先,我们需要了解弯管的基本参数,包括弯管的直径、弯头的角度和弯管的厚度。
这些参数将直接影响弯管的设计长度。
2. 其次,我们可以使用三角函数来计算弯管的长度。
根据三角函数的定义,弯管的长度可以表示为弯头角度的正弦函数和管道直径的乘积。
具体而言,弯管的长度L可以表示为L = π/180 θ R,其中θ为弯头的角度,R为管道的半径。
3. 最后,我们需要考虑弯管的厚度对长度的影响。
通常情况下,弯管的设计长度应该考虑弯管的厚度,以确保弯管可以完全覆盖管道的弯曲部分。
因此,我们可以将弯管的长度修正为L = π/180 θ (R + t),其中t为弯管的厚度。
根据以上推导,我们可以得到弯管设计长度的计算公式为L = π/180 θ (R + t)。
通过这个公式,工程师和设计师可以根据具体的管道参数来计算和选择合适的弯管,以确保管道系统的正常运行和安全性。
除了上述的基本计算公式外,还需要注意以下几点:1. 弯管的设计长度应该考虑管道系统的实际需求,包括流体的流速、流量和压力等参数。
在实际应用中,可能需要根据实际情况对设计长度进行修正和调整。
2. 不同类型的弯管(如长弧弯、短弧弯、三通弯等)可能需要使用不同的计算公式。
工程师和设计师需要根据具体的管道系统和弯管类型来选择合适的计算方法。
3. 在计算弯管设计长度时,还需要考虑弯管的制造工艺和材料特性。
不同的材料和制造工艺可能会对弯管的长度产生影响,需要进行合理的修正和调整。
总之,弯管设计长度的计算是管道系统设计和安装中非常重要的一部分。
通过正确计算和选择合适的弯管,可以确保管道系统的正常运行和安全性。
弯管长度计算方法在工程和制造中,弯管应用广泛,常用于管道系统、汽车排气系统、锅炉等领域。
为了确保弯管的准确安装和合适长度的选择,需要使用特定公式和计算方法。
1.求解弯管弯曲长度的公式弯管弯曲长度的计算通常使用下列公式:其中L表示弯管的弯曲长度(单位:mm);R表示弯管的半径(单位:mm);θ表示弯管的弯曲角度(单位:°);α表示弯管的扁平度系数。
其中,扁平度系数α通常是根据弯管的制造标准或材料的弹性模量确定的,并且范围一般在0.015-0.035之间。
2.弯管长度计算方法的步骤(1)确定弯曲角度(θ)和弯管的半径(R)。
在设计或制造弯管时,通常会给出弯曲角度和半径的要求。
根据实际情况,选择合适的数值并确保满足使用要求。
(2)确定弯管的材料和标准,找到合适的扁平度系数(α)。
弯管的材料和标准会直接影响到扁平度系数的选择。
根据相应的标准,确定合适的扁平度系数范围。
(3)带入公式计算弯管的弯曲长度(L)。
将半径(R)、角度(θ)和扁平度系数(α)的值代入上述公式,计算出弯管的弯曲长度。
3.示例计算假设有一段半径为300mm、角度为90°的弯管,并且选择的扁平度系数范围为0.020-0.025将以上数据带入公式:计算得出弯管的弯曲长度。
4.注意事项此外,在实际操作中,还需要注意以下几点:-弯管的制造工艺和材料特性会对弯曲长度产生影响,需要根据具体情况进行调整;-弯管的端头长度、工艺余量和连接方式也应考虑在内;-弯管的弯曲半径应符合相应的设计要求和标准。
过小的半径可能导致弯管的负荷过大或使用寿命缩短。
总之,弯管长度的计算方法是根据弯曲角度、弧线半径和扁平度系数来计算弯管的弯曲长度。
通过正确的计算和选择,可以确保弯管的准确安装和合适长度的选择,提高工程和制造的质量。
第一章煨管设备及弯管计算弯管按其制作方法不同,可分为煨制弯管、冲压弯管和焊接弯管。
煨制弯管又分为冷煨和热煨两种。
本章着重介绍常用煨管设备的结构特点、性能及操作等方面的知识,以及煨制弯管的下料计算。
第一节弯管的一般知识弯管是改变管道方向的管件。
在管子交叉、转弯、绕梁等处,都可以看到弯管。
煨制弯管具有较好的伸缩性、耐压高、阻力小等优点。
因此,在施工中常被采用。
弯管的主要形式有:各种角度的弯头、U形管、来回弯(或称乙字弯)和弧形弯管等,如图1—1所示。
弯头是带有一个任意弯曲角的管件,它被用在管子的转弯处。
弯头的弯曲半径用R表示。
R较大时,管子的弯曲部分就较大,弯管就比较平滑;R较小时,管子的弯曲部分就较小,弯得就较急。
来回弯是带有两个弯曲角(一般为135°)的管件。
来回弯管子弯曲端中心线间的距离叫做来回弯的高度,用字母h表示。
室内采暖立支管与干管及散热器连接,管道与不在同一平面上的接点连接时,一般需采用来回弯。
U形管是成正半圆形的管件。
管子的两端中心线问的距离d等于两倍弯曲半径R。
U形管可代替两个90°弯头,经常用来连接上下配置的两个圆翼形散热器。
图1-1弯管的主要形式弧形弯管是带有三个弯曲角的管件。
中间角一般成90°,侧角成135°。
弧形弯管用于绕过其它管子,在有冷热水供应的卫生设备配管时,经常采用弧形弯管。
弯管尺寸由管径、弯曲角度和弯曲半径三者确定。
弯曲角度根据图纸和施工现场实际情况确定,然后制出样板,照样板煨制并按样板检查煨制管件弯曲角度是否符合要求。
样板可用圆钢煨制,圆钢的直径根据所煨管径的大小选用,10-14mm即可。
弯管的弯曲半径应按管径大小、设计要求及有关规定而定。
既不能过大,也末虚选得太小。
因为弯曲半径过大,不但用材料多,而且管子弯曲部分所占的地方也大,这样会给管道装配带来困难;弯曲半径选得太小时,弯头背部管壁由于过分伸长而减薄,使其强度降低,而在弯头里侧管壁被压缩,形成皱纹状态。
弯管知识详解及计算下料方法弯管按其制作方法不同,可分为煨制弯管、冲压弯管和焊接弯管。
煨制弯管又分为冷煨和热煨两种。
本章着重介绍常用煨管设备的结构特点、性能及操作等方面的知识,以及煨制弯管的下料计算。
01弯管的一般知识弯管是改变管道方向的管件。
在管子交叉、转弯、绕梁等处,都可以看到弯管。
煨制弯管具有较好的伸缩性、耐压高、阻力小等优点。
因此,在施工中常被采用。
弯管的主要形式有:各种角度的弯头、U形管、来回弯(或称乙字弯)和弧形弯管等,如图1—1所示。
弯头是带有一个任意弯曲角的管件,它被用在管子的转弯处。
弯头的弯曲半径用R表示。
R较大时,管子的弯曲部分就较大,弯管就比较平滑;R较小时,管子的弯曲部分就较小,弯得就较急。
来回弯是带有两个弯曲角(一般为135°)的管件。
来回弯管子弯曲端中心线间的距离叫做来回弯的高度,用字母h表示。
室内采暖立支管与干管及散热器连接,管道与不在同一平面上的接点连接时,一般需采用来回弯。
U形管是成正半圆形的管件。
管子的两端中心线问的距离d等于两倍弯曲半径R。
U形管可代替两个90°弯头,经常用来连接上下配置的两个圆翼形散热器。
图1-1弯管的主要形式弧形弯管是带有三个弯曲角的管件。
中间角一般成90°,侧角成135°。
弧形弯管用于绕过其它管子,在有冷热水供应的卫生设备配管时,经常采用弧形弯管。
弯管尺寸由管径、弯曲角度和弯曲半径三者确定。
弯曲角度根据图纸和施工现场实际情况确定,然后制出样板,照样板煨制并按样板检查煨制管件弯曲角度是否符合要求。
样板可用圆钢煨制,圆钢的直径根据所煨管径的大小选用,10-14mm即可。
弯管的弯曲半径应按管径大小、设计要求及有关规定而定。
既不能过大,也末虚选得太小。
因为弯曲半径过大,不但用材料多,而且管子弯曲部分所占的地方也大,这样会给管道装配带来困难;弯曲半径选得太小时,弯头背部管壁由于过分伸长而减薄,使其强度降低,而在弯头里侧管壁被压缩,形成皱纹状态。
第一章煨管设备及弯管计算弯管按其制作方法不同,可分为煨制弯管、冲压弯管和焊接弯管。
煨制弯管又分为冷煨和热煨两种。
本章着重介绍常用煨管设备的结构特点、性能及操作等方面的知识,以及煨制弯管的下料计算。
第一节弯管的一般知识弯管是改变管道方向的管件。
在管子交叉、转弯、绕梁等处,都可以看到弯管。
煨制弯管具有较好的伸缩性、耐压高、阻力小等优点。
因此,在施工中常被采用。
弯管的主要形式有:各种角度的弯头、U形管、来回弯(或称乙字弯)和弧形弯管等,如图1—1所示。
弯头是带有一个任意弯曲角的管件,它被用在管子的转弯处。
弯头的弯曲半径用R表示。
R较大时,管子的弯曲部分就较大,弯管就比较平滑;R较小时,管子的弯曲部分就较小,弯得就较急。
来回弯是带有两个弯曲角(一般为135°)的管件。
来回弯管子弯曲端中心线间的距离叫做来回弯的高度,用字母h表示。
室内采暖立支管与干管及散热器连接,管道与不在同一平面上的接点连接时,一般需采用来回弯。
U形管是成正半圆形的管件。
管子的两端中心线问的距离d等于两倍弯曲半径R。
U形管可代替两个90°弯头,经常用来连接上下配置的两个圆翼形散热器。
图1-1弯管的主要形式弧形弯管是带有三个弯曲角的管件。
中间角一般成90°,侧角成135°。
弧形弯管用于绕过其它管子,在有冷热水供应的卫生设备配管时,经常采用弧形弯管。
弯管尺寸由管径、弯曲角度和弯曲半径三者确定。
弯曲角度根据图纸和施工现场实际情况确定,然后制出样板,照样板煨制并按样板检查煨制管件弯曲角度是否符合要求。
样板可用圆钢煨制,圆钢的直径根据所煨管径的大小选用,10-14mm即可。
弯管的弯曲半径应按管径大小、设计要求及有关规定而定。
既不能过大,也末虚选得太小。
因为弯曲半径过大,不但用材料多,而且管子弯曲部分所占的地方也大,这样会给管道装配带来困难;弯曲半径选得太小时,弯头背部管壁由于过分伸长而减薄,使其强度降低,而在弯头里侧管壁被压缩,形成皱纹状态。
金属煨管及弯管计算一、弯管的一般知识1)弯管的主要形式:各种角度的弯头、U形管、来回弯(或称乙字弯)和弧形弯管等,如图1—1所示。
图1-1弯管的主要形式①、弯头是带有一个任意弯曲角的管件,它被用在管子的转弯处。
弯头的弯曲半径用R表示。
R较大时,管子的弯曲部分就较大,弯管就比较平滑;R较小时,管子的弯曲部分就较小,弯得就较急。
②、来回弯是带有两个弯曲角(一般为135°)的管件。
来回弯管子弯曲端中心线间的距离叫做来回弯的高度,用字母h表示。
管道与不在同一平面上的接点连接时,一般需采用来回弯。
③、U形管是成正半圆形的管件。
管子的两端中心线间的距离d等于两倍弯曲半径R。
U形管可代替两个90°弯头。
④、弧形弯管是带有三个弯曲角的管件。
中间角一般成90°,侧角成135°。
弧形弯管用于绕过其它管子。
2)弯管尺寸由管径、弯曲角度和弯曲半径三者确定。
①、弯曲角度根据图纸和施工现场实际情况确定,然后制出样板,照样板煨制并按样板检查煨制管件弯曲角度是否符合要求。
样板可用圆钢煨制,圆钢的直径根据所煨管径的大小选用,10-14mm即可。
②、弯管的弯曲半径既不能过大,也不能选得太小。
因为弯曲半径过大,不但用材料多,而且管子弯曲部分所占的地方也大,这样会给管道装配带来困难;弯曲半径选得太小时,弯头背部管壁由于过分伸长而减薄,使其强度降低,而在弯头里侧管壁被压缩,形成皱纹状态。
因此规定冷煨弯管的弯曲半径应不小于管子外径的4倍。
③、弯管时,弯头里侧的金属被压缩,管壁变厚;弯头背面的金属被拉伸、管壁变薄。
弯曲半径越小,弯头背面管壁减薄就越严重,对背部强度的影响就越大。
为了使管子弯曲后不致对原有的工作性能有过大改变,一般规定管子弯曲后,管壁减薄率不得超过15%。
管壁减薄率可按下式进行计算:010021⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+-=W D R R A式中A ——管子弯曲后外侧母线处管壁的减薄率(%);D W ——管子外径(mm);R ——弯管的弯曲半径(mm)。
(由上式可知,¢25的管子弯曲半径不得小于70 mm, ¢20的管子弯曲半径不得小于56 mm,但由于薄壁管一般达不到国标标准,所以该半径尺寸应放大一些)④、弯管时,由于管子弯曲段内外侧管壁厚度的变化,还使得弯曲段截面由原来的圆形变成了椭圆形。
弯管断面形状的改变,会使管子的过流断面面积减小,从而增加流体阻力,同时还会降低管子承受内压力的能力,因此,一般对弯管的椭圆率做以下规定:管径小于或等于150mm 时,椭圆率不得大于10%;管径小于或等于200mm 时,椭圆率不得大于8%。
管道的椭圆率可按下式进行计算:0121100⨯-=d d d T 式中T ——椭圆率(%);d 1——最大椭圆变形处的长径(mm); d 2——最大椭圆变形处的短径(mm)。
煨制弯管一般不允许产生皱纹,如有个别起伏不平的地方,其高度亦不得大于以下规定:管径小于或等于125mm 时,不得超过4mm ;管径小于或等于200mm 时,不得超过5mm 。
二、弯管计算及下料1)在进行弯管工作之前,必须先算出管子弯曲段的展开长度,并划出弯曲的始点,以便弯曲后能得到正确的半成品件。
2)90°弯管的计算①、90°弯管在管道工程中应用最广,其弯曲半径因制作方法不同而异。
对于冷煨弯管,常取R=(4~6)D 。
弯曲半径确定以后,即可计算出弯曲部分的下料长度,如图1-3所示。
图1-3 90°弯臂②、从图中可知,管道弯曲后,其弯曲段的外弧、内弧不是原来的直管实际长度,而只有弯管中心线的长度在弯曲前后不变,其展开长度等于原直管段长度。
现设弯曲段起止端点分别为a 、b ,当弯曲角为90°时,管子弯曲段的长度正好是以r 为半径所画圆的周长的1/4,其弧长用弯曲半径来表示,即为弧长R Rab 57.142==π 由上式可知,90°弯管弯曲段的展开长度为弯曲半径的1.57倍。
若D=25 mm,取R=4D,则弯曲段a 、b 的长度=157 mm 若D=20 mm,取R=4D,则弯曲段a 、b 的长度=125.6 mm3)在弯制U 形弯、反向双弯头或方形伸缩器时,如以设计图样要求或实际测量得出的两个相邻90°弯头的中心距尺寸进行划线煨制,那么弯成的两个弯头中心距将比原来的距离要大些,这是由于金属管材加热弯曲时产生延伸的结果。
①、下料时,应将两个弯头中心距减去这一延伸误差,再划出第二个弯头中心线和加热长度,这样才能使两个弯头弯好后,中心线间的距离正好等于所需要的尺寸。
延伸误差如图1-4所示,其数值可按下式进行计算:⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆αα00875.02tg R L式中△L ——延伸长度(mm);R ——弯曲半径(mm);α——第二个弯曲角的角度(°)。
②、U 形弯划线示意图图1-4 U 形弯划线示意图1-第一个弯头 2-规定的第二个弯头中心线位置 3-实际第二个弯头中心线位置4-第二个弯头4)下面以方形伸缩器为例,说明弯管划线下料计算方法。
①、已知方形伸缩器的尺寸单位为mm ,管径为DN25,弯曲半径R=4DN=100mm 。
②、若划线在图1-5b 的直线上进行,并以左边端点o 为起点,由图上可以看出Oa=1500—R=1500—100=1400mm ;ab 是弯曲部分,其弧长为ab=1.57R=1.57 X 100=157mm③、从a 到d 由两个反向90°弯加一直管段bc 组成,直管段bc 的长度应减去延伸误差△L ,则bc=2100—2R —△L④、由式(1—4)可知△L=100X(1—0.00875×90)=21.25mm ;那么bc=2100—2×100—21.25=1878.75mm⑤、依此类推,便可计算出各管段的下料长度。
在实际工作中,煨制多个弯头组成的管件时,划线工作都分几次去完成。
首先在草图上计算出各段下料长度,选取适当长度的直管;然后从一端开始逐个弯头进行制作,在前一个弯头制作好之后,再划下一个,以便处理在弯管工作中的尺寸误差。
5)任意弯管的计算①、任意弯管是指任意弯曲角度和任意弯曲半径的弯管。
这种弯管弯曲部分的展开长度可按下式进行计算:R RL απα01745.0180==式中L ——弯曲部分的展开长度(mm);α——弯曲角度(°); π——圆周率; R ——弯曲半径(MM)。
②、此外,任意弯管弯曲段展开长度的计算,还可按图1-6及表1-1进行。
表1-1任意弯管计算注:引用表中C、L值时,应乘以弯曲半径R。
③、下面举例说明表1-1的使用方法。
已知图1-7中弯头的弯曲角度α=25°,弯曲半径R=500mm,安装管段距转角点M的距离为91lmm,取一根直管来煨制弯头,试问应如何划线?●需加工的弯管端直管段长度b=911-CR●查表1-1得,当α=25°时,C=0.2216,L=0.4363;故CR为:0.2216R=0.2216×500=111mm●因此,得b=911-111=800 mm●弯曲部分实际展开长度L=0.4363R=0.4363×500=218 mm●根据计算出来的直管段长度b及弯曲部分展开长度L,便可进行划线。
如图1-7b所示。
6)其它弯管的计算①、任意角度来回弯 任意角度来回弯分等弯曲半径和不等弯曲半径两种。
图1—8为等弯曲半径的任意角度来回弯。
这种弯管具有弯曲半径R 、弯曲角度α、弯曲距离H 、弯管长度A 及直管长度L 五个可变数据。
在实际工作中,一般可根据设计或现场实际情况确定三个数据(H 、R 及α),仅有两个数据(L 、A)需由计算确定。
1-8带等弯曲半径的任意角度来回弯 图1-9带不等弯曲半径的来回弯②、L 、A 值的计算分两种情况当H ≠2R 时22sin ααRtgH L -=22ααRtgtg H A +=来回弯展开总长度为90απR L +。
● 当H=2R 时ααtg H tg R L ==2ααsin sin 2H R a ==来回弯展开总长度仍为90απR L +。
图1—9为不等弯曲半径来回弯,其下料计算可按下述公式进行。
弯管间直管段的长度()()()[]ααsin cos 1212122A R R H R R H A L +---⨯+-+=弯管展开总长度()()()21222121'201745.0180R R H H A R R L R R L +-+++=++=απα③、弧形弯管计算弧形弯管也叫半圆弯、抱弯。
常见弧形弯管的角度为45°及60°两种,如图1—10所示。
● 45°弧形弯下料总长度计算公式为()L r R L 22'++=π式中L /——弯曲件的展开总长度(mm); R ——鼻尖弯的弯曲半径(mm); r ——膀弯的弯曲半径(mm); L ——鼻梁的直管段长度(mm)。
60°弧形弯管下料总长度计算公式为R L π34'=式中L /——弯曲件的展开总长度(mm); R ——弯曲半径(mm)。
7)下料①、下料方式按表4执行。
表4 单位:mm②、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规定。
图5表5 单位:mm③、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6④、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、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。
● 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0.02≤S x <0.094。
公式四: R xmin ≥6.5×(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 。
● 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 ≥()bb K s -⋅1 单位:mm 。
式中:s K =21x 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。