[發(fā)明專利]小彎曲半徑壁厚低減薄彎管加工方法及中頻彎管機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710793860.9
• 申請(qǐng)日: 2017-09-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107597916B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉慶;孫國(guó)軍;劉尚斌;霍秀麗;盧金蕊;楊麗鵬;賈娜娜;黃泊;李軍敏;提寧;劉長(zhǎng)榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 渤海重工管道有限公司
• 主分類號(hào): B21D7/06
• 分類號(hào): B21D7/06;B21D7/16
• 代理公司: 13108 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 李羨民;周曉萍<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>

一種小彎曲半徑壁厚低減薄彎管加工方法及中頻彎管機(jī)，所述方法母材管的壁厚按照設(shè)計(jì)要求壁厚的1?1.1倍選??；管件煨彎工序在設(shè)有反力矩裝置的中頻彎管機(jī)上實(shí)施，管件在彎管機(jī)主油缸總推力F₃和反力矩裝置的反力油缸施加的反向力F₂的共同作用下進(jìn)行，反向力F₂經(jīng)鋼索和反力矩弧板對(duì)被加工管件施加反向力矩，反向力矩在管件變形截面產(chǎn)生附加壓應(yīng)力，使管件在整個(gè)彎曲變形過(guò)程中變形區(qū)由附加壓應(yīng)力來(lái)抵消部分或全部拉應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)彎管管件的外弧壁厚低減薄。本發(fā)明可使彎管外弧側(cè)應(yīng)力大大減少直至接近零，從而大大降低母材的耗費(fèi)量。同時(shí)可通過(guò)壓縮變形細(xì)化晶粒，提高了變形區(qū)域的機(jī)械性能，消除組織缺陷擴(kuò)大的趨勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種彎管加工技術(shù)，特別是可代替常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)半徑(GB/T12459、ASMEB16.9)彎頭使用的小彎曲半徑壁厚低減薄的彎管加工方法及中頻彎管機(jī)。

背景技術(shù)

目前，管路系統(tǒng)改變方向多采用彎頭焊接直管的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，彎頭焊接直管會(huì)產(chǎn)生較多的焊縫，對(duì)于一些重要的管路系統(tǒng)，如核電站的核反應(yīng)堆和蒸發(fā)器系統(tǒng)管路，電站鍋爐內(nèi)部管路和四大管道等緊湊且重要的管路系統(tǒng)，減少焊縫意味著提高管路的安全性和可靠性，并且可以消除焊縫部位對(duì)介質(zhì)流動(dòng)性造成的影響，因此重要的管路系統(tǒng)采用彎管替代彎頭焊接直管已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)。受空間環(huán)境的限制，管路系統(tǒng)的彎曲半徑要盡量小一些(以1.5D最為常用)，但是，采用現(xiàn)有彎管煨彎工藝加工彎管時(shí)，隨管子彎曲半徑的減小，管壁背弧減薄量增加，當(dāng)彎管彎曲半徑R為2.5D時(shí)，背弧減薄量接近20％，顯然為了保證管壁到達(dá)設(shè)計(jì)要求必需選用壁厚尺寸較大的母材進(jìn)行彎管加工。現(xiàn)行彎管標(biāo)準(zhǔn)限制彎曲半徑大于2.5D，以保證整個(gè)管路系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。換言之，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法解決彎曲半徑小于2.5D彎管兼顧經(jīng)濟(jì)性的要求。鑒于此，設(shè)計(jì)一種可以用于小彎曲半徑彎管加工且管壁背弧低減薄量乃至零減薄量的方法，無(wú)疑是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種小彎曲半徑壁厚低減薄的彎管加工方法，所述方法可明顯減小加工彎管的母材管規(guī)格，從而大幅度降低生產(chǎn)成本，拓寬管路系統(tǒng)使用彎管的范圍。

本發(fā)明還提供了用于實(shí)施所述方法的中頻彎管機(jī)。

本發(fā)明所述問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種小彎曲半徑壁厚低減薄的彎管加工方法，包括彎管備料工序和彎管煨彎工序，所述彎管備料工序中母材管的直徑按照設(shè)計(jì)要求的直徑選取，母材管的壁厚按照設(shè)計(jì)要求壁厚的1-1.1倍選?。?/p>

所述彎管煨彎工序在設(shè)有反力矩裝置的中頻彎管機(jī)上實(shí)施，煨彎過(guò)程，母材管在彎管機(jī)主油缸總推力F₃和反力矩裝置的反力油缸施加的反向力F₂的共同作用下進(jìn)行，反向力F₂經(jīng)鋼索和反力矩弧板對(duì)被加工母材管施加反向力矩，反向力矩在母材管變形截面產(chǎn)生附加壓應(yīng)力，使變形截面在整個(gè)變形過(guò)程中由附加壓應(yīng)力來(lái)抵消部分或全部拉應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)彎管段的外弧壁厚低減薄。

上述小彎曲半徑壁厚低減薄的彎管加工方法，煨彎工序中總推力F₃為0.8-0.9(F₁+F₂)時(shí)，所加工彎管段的壁厚減薄率小于10％，式中F₁為同規(guī)格彎管在常規(guī)煨彎加工過(guò)程中彎管機(jī)主液壓缸所施加推力的實(shí)測(cè)值，反向力F₂按照下述方法估算：

根據(jù)式M₁＝F₁×R計(jì)算出彎管轉(zhuǎn)矩M₁，式中R為彎管的彎曲半徑，

根據(jù)式M₁＝σ_平均×W_z求出σ_平均，W_z為母材管的塑性抗彎模量W_z＝(D³-d³)/6，

σ_平均為平均應(yīng)力；