一、煨彎時(shí)管子受力與變形
煨彎時(shí)管子受力與變形,見圖5-4。管子在煨制過程中,其內(nèi)側(cè)管壁各點(diǎn)均受壓力,由于擠壓作用管壁增厚。直線CD成為圓弧C′D′,由于壓縮變短;外側(cè)管壁受拉力,在拉力作用下管壁減薄,直線AB變?yōu)閳A弧線A′B′且伸長。管壁減薄會(huì)使強(qiáng)度降低,為了保證一定強(qiáng)度,要求管壁有一定厚度,在彎曲段管壁減薄應(yīng)均勻。
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壁厚減薄率,高壓管不超過10%,中低壓管不超過15%,且不小于設(shè)計(jì)計(jì)算壁厚。
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斷面橢圓率,高壓管不超過5%,中低壓管不超過8%。
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影響彎管壁厚的主要因素是彎曲半徑R(見圖5-5)。同一直徑的管子彎曲時(shí),R大,彎曲斷面的外側(cè)的減薄量或內(nèi)側(cè)的厚量小,R小,彎曲斷面外側(cè)減薄量大。從強(qiáng)度方面和減少管道阻力考慮,R值大較為有利,但在工程上R大的變頭占空間大且不美觀,所以R值應(yīng)有選用范圍。一般常用R=(1.5~4)D(D為管子公稱直徑),熱煨彎R=3.5D,冷煨彎R=4D,沖壓彎頭R=1.5D,焊接彎頭R=1.5D。
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用直縫鋼和煨彎時(shí)應(yīng)注意焊縫的位置,應(yīng)將焊縫放在受力小、變形小的部位。圖5-4的I-I斷面圖是對最大利斷面的描繪。煨彎后圓形斷面(虛線圓)變?yōu)闄E圓形,圓周上只有A、B、C、D四點(diǎn)位置不變,其他各點(diǎn)都發(fā)生了移位,AB弧及CD弧區(qū)內(nèi)的各點(diǎn)在拉力作用下沿徑向向移位,AD弧與BC弧區(qū)的各點(diǎn)在壓力作用下沿徑向向圓心移動(dòng),形成橢圓。橢圓長軸和短軸與橢圓交點(diǎn)處均屬受力最大,變形最大的位置,應(yīng)避免放焊縫。A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)不受力的作用,不產(chǎn)生移位,這四個(gè)點(diǎn)與橢圓的長短軸近似成45°角,是放焊縫的最佳位置。
二、彎管加工
1.鋼管冷彎 指鋼管不加熱,在常溫下彎管加工。常用手工彎管器與電動(dòng)彎管機(jī)。
(1)手工彎管器 手工彎管器的形式較多,圖5-6是滾輪工彎管器,由固管輪1、活動(dòng)輪2、管子夾持器3及杠桿4組成。將需要煨彎的管子插入兩滾輪之間,一端用夾持固定,然后扳動(dòng)杠桿,則管子彎曲,達(dá)到需要的彎曲角度后停止扳動(dòng)杠桿。其缺點(diǎn)是一套滾輪只能變一種管徑的管子,需要有多套滾輪,勞動(dòng)強(qiáng)度高,只適用于小管徑。
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圖5-6 滾輪彎管器