一、煨弯时管子受力与变形
煨弯时管子受力与变形,见图5-4。管子在煨制过程中,其内侧管壁各点均受压力,由于挤压作用管壁增厚。直线CD成为圆弧C′D′,由于压缩变短;外侧管壁受拉力,在拉力作用下管壁减薄,直线AB变为圆弧线A′B′且伸长。管壁减薄会使强度降低,为了保证一定强度,要求管壁有一定厚度,在弯曲段管壁减薄应均匀。
图5-4 弯管受力与变形
壁厚减薄率,高压管不超过10%,中低压管不超过15%,且不小于设计计算壁厚。
断面椭圆率,高压管不超过5%,中低压管不超过8%。
影响弯管壁厚的主要因素是弯曲半径R(见图5-5)。同一直径的管子弯曲时,R大,弯曲断面的外侧的减薄量或内侧的厚量小,R小,弯曲断面外侧减薄量大。从强度方面和减少管道阻力考虑,R值大较为有利,但在工程上R大的变头占空间大且不美观,所以R值应有选用范围。一般常用R=(1.5~4)D(D为管子公称直径),热煨弯R=3.5D,冷煨弯R=4D,冲压弯头R=1.5D,焊接弯头R=1.5D。
图5-5 弯管
用直缝钢和煨弯时应注意焊缝的位置,应将焊缝放在受力小、变形小的部位。图5-4的I-I断面图是对最大利断面的描绘。煨弯后圆形断面(虚线圆)变为椭圆形,圆周上只有A、B、C、D四点位置不变,其他各点都发生了移位,AB弧及CD弧区内的各点在拉力作用下沿径向向移位,AD弧与BC弧区的各点在压力作用下沿径向向圆心移动,形成椭圆。椭圆长轴和短轴与椭圆交点处均属受力最大,变形最大的位置,应避免放焊缝。A、B、C、D四个点不受力的作用,不产生移位,这四个点与椭圆的长短轴近似成45°角,是放焊缝的最佳位置。
二、弯管加工
1.钢管冷弯 指钢管不加热,在常温下弯管加工。常用手工弯管器与电动弯管机。
(1)手工弯管器 手工弯管器的形式较多,图5-6是滚轮工弯管器,由固管轮1、活动轮2、管子夹持器3及杠杆4组成。将需要煨弯的管子插入两滚轮之间,一端用夹持固定,然后扳动杠杆,则管子弯曲,达到需要的弯曲角度后停止扳动杠杆。其缺点是一套滚轮只能变一种管径的管子,需要有多套滚轮,劳动强度高,只适用于小管径。
图5-6 滚轮弯管器