1、彎頭簡(jiǎn)介
在管路系統(tǒng)中,彎頭是改變管路方向的管件。按角度分,有45°及90°180°三種最常用的,另外根據(jù)工程需要還包括60°等其他非正常角度彎頭。彎頭的材料有鑄鐵、不銹鋼、合金鋼、可煅鑄鐵、碳鋼、有色金屬及塑料等。與管子聯(lián)結(jié)的方式有:直接焊接(最常用的方式)法蘭聯(lián)接、熱熔連接、電熔連接、螺紋聯(lián)接及承插式聯(lián)接等。按照生產(chǎn)工藝可分為:焊接彎頭、沖壓彎頭、推制彎頭、鑄造彎頭等。其他名稱(chēng):90度彎頭、直角彎、愛(ài)而彎等。
2、彎頭分類(lèi)
①以材質(zhì)劃分碳鋼,鑄鋼,合金鋼,不銹鋼,銅,鋁合金,塑料,氬硌瀝,PVC,PPR等。
②以制作方法劃分可分為推制、壓制、鍛制、鑄造等。
③以制造標(biāo)準(zhǔn)劃分可分為國(guó)標(biāo)、電標(biāo)、水標(biāo)、美標(biāo)、德標(biāo)、日標(biāo)、俄標(biāo)等。
④按它的曲率半徑來(lái)分:可分為長(zhǎng)半徑彎頭和短半徑彎頭。長(zhǎng)半徑彎頭指它的曲率半徑等于1.5倍的管子的外徑,即R=1.5D。短半徑彎頭指它的曲率半徑等于管子外徑,即R=1.0D。(D為彎頭直徑,R為曲率半徑)。
⑤若按壓力等級(jí)來(lái)分:大約有十七種,和美國(guó)的管子標(biāo)準(zhǔn)是相同的,有:Sch5s、Sch10s、Sch10、Sch20、Sch30、Sch40s、STD、Sch40、Sch60、Sch80s、XS;Sch80、SCH100、Sch120、Sch140、Sch160、XXS;其中最常用的是STD和XS兩種。
⑥按照不同形狀用途可以分為:溝槽式彎頭、卡套式彎頭、雙承彎頭、法蘭彎頭、異徑彎頭、呆座彎頭、內(nèi)外牙彎頭、沖壓彎頭、推制彎頭、承插彎頭、對(duì)焊彎頭、內(nèi)絲彎頭等。
3、標(biāo)準(zhǔn):
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
GB12459 鋼制對(duì)焊無(wú)縫管件
GB/T13401 鋼板制對(duì)焊管件
GB/T14383 鍛鋼制承插焊管件
GB/T14626 鍛鋼制螺紋管件
GB9112-9131 鋼制管法蘭、法蘭蓋及法蘭用墊片
化工標(biāo)準(zhǔn):
HGJ514 碳鋼、低合金鋼無(wú)縫對(duì)焊管件
HGJ528 鋼制有縫對(duì)焊管件
HGJ10 鍛鋼制承插焊管件
HGJ529 鍛鋼制承插焊、螺紋和對(duì)焊接管臺(tái)
HGJ-44-76-91 鋼制管法蘭、墊片、緊固件
HG20592-20635 鋼制管法蘭、墊片、緊固件
日本標(biāo)準(zhǔn)
JIS B2311 通用鋼制對(duì)焊管件
JIS B2312 鋼制對(duì)焊管件
JIS B2313 鋼板制對(duì)焊管件
JIS B2316 鋼制承插焊管件
美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)
ASME/ANSI B16.9 工廠(chǎng)制造的鍛鋼對(duì)焊管件
ASME/ANSI B16.11 承插焊和螺紋鍛造管件
ASME/ANSI B16.28 鋼制對(duì)焊小半徑彎頭和回頭彎
ASME B16.5 管法蘭和法蘭配件
MSS SP-43 鍛制不銹鋼對(duì)焊管件
MSS SP-83 承插焊和螺紋活接頭
MSS SP-97 承插焊、螺紋和對(duì)焊端的整體加強(qiáng)式管座
電力標(biāo)準(zhǔn):
GD87-1101 火電發(fā)電廠(chǎng)汽水管道零件及部件典型設(shè)計(jì)手冊(cè)
DL/T515 電站彎管
中石化標(biāo)準(zhǔn)
SH3406 石油化工鋼制管法蘭
SH3408 鋼制對(duì)焊無(wú)縫管件
SH3409 鍛鋼制承插焊管件
SH3410 鋼板制對(duì)焊管件
中石油標(biāo)準(zhǔn)
SY/T0510-1998 鋼制對(duì)焊管件
SY5257-91 鋼制彎管
4、工藝流程:
無(wú)縫彎頭:彎頭是用于管道轉(zhuǎn)彎處的一種管件。在管道系統(tǒng)所使用的全部管件中,所占比例最大,約為80%。常見(jiàn)彎頭的工藝流程如下:
①高壓彎頭的工藝流程
選料—進(jìn)爐—熱處理—機(jī)械加工—成品—安檢—合格品
②拉制彎頭的工藝流程
鋼管—切割—芯棒成型—整型—熱處理—加工坡口—成品—質(zhì)檢—合格品
③焊接彎頭的工藝流程
鋼管—切割—沖壓—磨邊—焊接—熱處理—加工坡口—成品—質(zhì)檢—合格品
因焊管管件成形所采用的工藝與無(wú)縫管件大致相同,故這里所述的無(wú)縫管件成形工藝也適用于焊管制造的管件。通常,對(duì)不同材料或壁厚的彎頭選擇不同的成形工藝。目前,制造廠(chǎng)常用的無(wú)縫彎頭成形工藝有熱推、沖壓、擠壓等。
a. 熱推成形
熱推彎頭成形工藝是采用專(zhuān)用彎頭推制機(jī)、芯模和加熱裝置,使套在模具上的坯料在推制機(jī)的推動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)中被加熱、擴(kuò)徑并彎曲成形的過(guò)程。熱推彎頭成形的示意圖如下:

1-模具 2-坯料 3-加熱裝置 4-正在成形的彎頭
熱推彎頭的變形特點(diǎn)是根據(jù)金屬材料塑性變形前后體積不變的規(guī)律確定管坯直徑,所采用的管坯直徑小于彎頭直徑,通過(guò)芯模控制坯料的變形過(guò)程,使內(nèi)弧處被壓縮的金屬流動(dòng),補(bǔ)償?shù)揭驍U(kuò)徑而減薄的其它部位,從而得到壁厚均勻的彎頭。
熱推彎頭成形工藝具有外形美觀(guān)、壁厚均勻和連續(xù)作業(yè),適于大批量生產(chǎn)的特點(diǎn),因而成為碳鋼、合金鋼彎頭的主要成形方法,并也應(yīng)用在某些規(guī)格的不銹鋼彎頭的成形中。
成形過(guò)程的加熱方式有中頻或高頻感應(yīng)加熱(加熱圈可為多圈或單圈)、火焰加熱和反射爐加熱,采用何種加熱方式視成形產(chǎn)品要求和能源情況決定。
b. 沖壓成形
沖壓成形彎頭是最早應(yīng)用于批量生產(chǎn)無(wú)縫彎頭的成形工藝,目前,在常用規(guī)格的彎頭生產(chǎn)中已被熱推法或其它成形工藝所替代,但在某些規(guī)格的彎頭中因生產(chǎn)數(shù)量少、壁厚過(guò)厚或產(chǎn)品有特殊要求時(shí)仍在使用。彎頭的沖壓成形采用與彎頭外徑相等的管坯,使用壓力機(jī)在模具中直接壓制成形。沖壓彎頭成形的示意圖如圖:

1-上模 2-端模 3-內(nèi)芯 4-彎頭 5-下模
如圖所示,在沖壓前,管坯擺放在下模上,將內(nèi)芯及端模裝入管坯,上模向下運(yùn)動(dòng)開(kāi)始?jí)褐疲ㄟ^(guò)外模的約束和內(nèi)模的支撐作用使彎頭成形。
與熱推工藝相比,沖壓成形的外觀(guān)質(zhì)量不如前者;沖壓彎頭在成形時(shí)外弧處于拉伸狀態(tài),沒(méi)有其它部位多余的金屬進(jìn)行補(bǔ)償,所以外弧處的壁厚約減薄10%左右。但由于適用于單件生產(chǎn)和低成本的特點(diǎn),故沖壓彎頭工藝多用于小批量、厚壁彎頭的制造。
沖壓彎頭分冷沖壓和熱沖壓兩種,通常根據(jù)材料性質(zhì)和設(shè)備能力選擇冷沖壓或熱沖壓。
C.冷擠壓成形
冷擠壓彎頭的成形過(guò)程是使用專(zhuān)用的彎頭成形機(jī),將管坯放入外模中,上下模合模后,在推桿的推動(dòng)下,管坯沿內(nèi)模和外模預(yù)留的間隙運(yùn)動(dòng)而完成成形過(guò)程。下圖為某制造廠(chǎng)的不銹鋼彎頭在擠壓前和擠壓后的照片。
 
采用內(nèi)外模冷擠壓工藝制造的彎頭外形美觀(guān)、壁厚均勻、尺寸偏差小,故對(duì)于不銹鋼彎頭特別是薄壁的不銹鋼彎頭成形多采用這一工藝制造。這種工藝所使用的內(nèi)外模精度要求高;對(duì)管坯的壁厚偏差要求也比較苛刻
d. 其它的成形方法
除上述三種常用的成形工藝以外,無(wú)縫彎頭成形還有采用將管坯擠壓到外模后,再通過(guò)管坯內(nèi)通球的成形工藝。但這種工藝相對(duì)復(fù)雜、操作麻煩,且成形質(zhì)量不如前述工藝,故較少采用。
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