【正文】 管機(jī)簡(jiǎn)圖 1－彎模； 2－滾輪； 3－杠桿； 4－卡板； 5－管子 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? ⒉ 攜帶式彎管機(jī) ? 圖 58所示為攜帶式彎管機(jī)中的一種。圖中虛線所示為彎曲前的原始位置 ,在彎曲的過程中 ,滾輪要一直跟管子和彎模接觸 ,以保證管子的截面形狀不變。它由彎模 滾輪 2和杠桿 3組成 ,在彎模 1的工作部分上制有與管子外徑大小相同的槽 ,滾輪 2也具有同樣的槽 ,而在杠桿 3上則有滾輪的銷軸。 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 彎管機(jī) ? 冷彎彎管機(jī) 的 分 類 : ? 手動(dòng) 、 電動(dòng) 、 液壓驅(qū)動(dòng)三種類型 ， ? 有芯彎管機(jī)和無芯彎管機(jī) 。根管子零件加工圖或樣棒確定直管的下料長(zhǎng)度時(shí)，考慮到彎管時(shí)的誤差，下料長(zhǎng)度一般要放工藝余量。 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 “先彎后焊”和“先焊后彎” ? “ 先彎后焊’就是根據(jù)管子零件加工圖或樣棒所提供的管子各個(gè)參數(shù)，先將管子彎曲成形。 ? ⑷ 直徑較大或不常用管子 ,目前尚無該種模子。 ? ⑵ 管子形狀復(fù)雜或彎頭 間 無直線管段 ,不能在彎管機(jī)上固緊。 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? 原則上 一般的管子會(huì) 盡量 采用冷彎方式， 僅在如下情況下 ,才允許采用熱彎。對(duì)于碳素鋼管和大多數(shù)的合金鋼管 ,熱彎的彎曲半徑要比冷彎小得多 ,彎曲半徑可小到管子外徑的 ～ 。 ? 例如 ,在一根管子上兩相鄰彎頭之間直線距離可 留 得很小 ,甚至能不留直管段間隔進(jìn)行連續(xù)彎曲 ； ? 能將冷延性很差的材料加工成彎頭 ； 能 加 工冷彎時(shí) 需 花費(fèi)較大機(jī)械能的彎頭 ,并能將冷彎時(shí)管子易破裂的脆性材料彎曲成形 。 但 是 冷彎需要消耗更多的彎管功率 ,且回彈和殘余應(yīng)力都有較明顯的增大 ，而且 冷彎不能彎制曲率半徑很小的急轉(zhuǎn)彎頭。兩種方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)。管子彎曲處的背部不得有裂紋、結(jié)疤、燒傷、折疊、分層等缺陷存在，如有上述缺陷應(yīng)完全清除，被清除的部位壁厚的減薄應(yīng)在減薄率的范圍內(nèi)。 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? ⑸ 管壁不應(yīng)有擦傷溝槽和碰撞形成的明顯凹陷。因此規(guī)定： ? 外徑 ≤50㎜ 的管子，不允許有皺折。 ? 其值可按下列公式計(jì)算： ? （ 57） ? 式中 W ——管子外側(cè)減薄率 ? δ ——管子彎曲前壁厚，㎜； ? δ0 ——管子彎曲后的壁厚，㎜； ? 其中， δ0可由下式進(jìn)行計(jì)算： ? （ 58） ? 式中： R彎曲半徑，㎜ ? Dw同上式 %1 0 00 ??? ? ??W)(220 DwRDwR??? ??船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? ⑷ 管子彎曲時(shí)，內(nèi)側(cè)壁受擠壓而增厚，由于金屬材料的可塑性較差，擠壓力不僅使其產(chǎn)生壓縮變形，而且在很大程度上使其產(chǎn)生皺折變形。這樣就降低了管子的承壓強(qiáng)度，在承受高壓的情況下，容易發(fā)生脹裂。 ? 截面收縮率即為截面處的平均直徑與管子實(shí)際外徑之比值，取其百分率： ? （ 56） ? 式中 Q——截面收縮率； ? A、 B、 Dw——同式 55。 %1 0 0???WDBAT船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 表 51 彎管時(shí)允許的圓度百分率 彎曲半徑 R R≤2 Dw 2Dw＜ R≤3 Dw 3Dw＜ R≤4 Dw R＞ 4Dw 圓 度 % ≤12 ≤10 ≤8 ≤6 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? ⑵ 管子彎曲時(shí)，由于彎曲部分金屬?gòu)?qiáng)度的影響而產(chǎn)生了截面的收縮，這樣，就減小了管子的有效截面，增加了管內(nèi)的流動(dòng)阻力。 ? 圓度可用鋼球通過管子的方法進(jìn)行測(cè)量。這樣就增大了流體的壓頭損失，因此其圓度符合表 51的規(guī)定。 7mm。 ? ⒊彎曲后的彎曲角 α和旋轉(zhuǎn)角 ψ之公差均為 177。 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? ⒈ 管子彎曲半徑一般采用 2～ 3倍管子外徑，只有在個(gè)別情況下才允許小于 2倍，但不得小于 。 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 圖 55 彎曲斷面處沒有改變位置的零點(diǎn)（ a、 b、 c、 d） 圖 56 彎曲斷面變形焊縫應(yīng)放在管徑的 1/4 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 二、管子彎曲的技術(shù)要求 ? 確定管子彎曲質(zhì)量的主要技術(shù)特征是：橢圓度、截面收縮率、外側(cè)減薄率、內(nèi)側(cè)增厚皺折以及彎曲形狀和表面質(zhì)量等。管子彎曲處斷面的變形會(huì)通過橫斷面上的許多零點(diǎn)，也就是在彎曲過程中沒有改變位置的 a、 b、 c、 d各點(diǎn)，如 55所示。因此管徑愈大變形程度愈大。 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? ㈡ 彎曲角度對(duì)變形的影響 ? 管子外層金屬組織的伸長(zhǎng)和內(nèi)層組織的縮短，在彎曲角度大的時(shí)候很小，而在彎曲角小的時(shí)候就很大，如圖 53所示。 ? ⑵焊接的管子：彎頭， R≥d， d為管子內(nèi)徑。 ? R ——彎曲半徑，㎜； ? D ——管子外徑，㎜。所以管材彎曲時(shí)的間塑性特性是用相對(duì)伸長(zhǎng)率來評(píng)定的。如果管子的彎曲處有一個(gè)較大的彎曲半徑，如圖 52a所示，那么金屬組織 C2C3的長(zhǎng)度，比原來長(zhǎng)度 C C1略微縮短些，變形程度很小。這種變形隨著彎曲半徑、彎曲角度、管子材料和管徑大小而有所不同。由于拉伸和壓縮作用的結(jié)果，在彎曲過程中，管子截面有改變，由圓形變?yōu)闄E圓。 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 情境一 管子的彎制 ? 一、管子彎曲原理 ? 金屬材料當(dāng)其所受外力超過材料的屈服極限時(shí)，將產(chǎn)生塑性變形，這就是管子彎曲的基本原理。船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 船舶管系的加工 學(xué)習(xí)情境一 管子的彎制 學(xué)習(xí)情境二 管子的校對(duì) 學(xué)習(xí)情境三 管子的強(qiáng)度試驗(yàn) 學(xué)習(xí)情境四 管子的清洗與表面處理 學(xué)習(xí)情境五 船舶管路的安裝與試驗(yàn) 學(xué)習(xí)情境六 管路的絕緣與油漆 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? 能力目標(biāo) ? 能進(jìn)行管子的彎曲操作 ； ? 能編制管子加工的工藝流程； ? 能編制管子強(qiáng)度試驗(yàn)的試驗(yàn)大綱。 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? 知識(shí)目標(biāo) ? 掌握管子加工的工藝過程； ? 掌握彎管的方法和設(shè)備； ? 了解管子的校對(duì)與焊接的方法和操作過程； ? 了解強(qiáng)度試驗(yàn)的作用和操作步驟； ? 掌握管子清洗與表面處理的方法和工藝過程； 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 活動(dòng)設(shè)計(jì) ? 在專用學(xué)習(xí)室，利用多媒體進(jìn)行教學(xué)，再在實(shí)訓(xùn)室和船廠的管子車間進(jìn)行實(shí)地參觀管子的加工流水線，來掌握彎管的設(shè)備和方法、校管的設(shè)備和操作過程，會(huì)編制管子加工的工藝流程，編制強(qiáng)度試驗(yàn)的試驗(yàn)大綱。 ? 管子在彎曲時(shí)，其管壁外側(cè)因受拉伸而變薄，內(nèi)側(cè)因受壓縮而變厚，但其中性層 MM處不受壓力，因此其長(zhǎng)度和厚度都不改變。此時(shí)橢圓的短軸位于管子的彎曲平面 BB上，而長(zhǎng)軸在 AA上，如圖 51所示。 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 圖 51 彎曲時(shí)管子截面的變化 1－在彎曲后管子的橢圓截面 2－管子原來的的圓形截面 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? ㈠ 彎曲半徑對(duì)變形的影響 ? 管子的彎曲半徑由管材的拉伸與壓縮變形極限來確定。在彎曲半徑比較小的時(shí)候，彎曲以后的 金屬組織長(zhǎng)度相差很大，如圖 52b所示，因此，變形程度也就增加。 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 圖 52 彎曲半徑的影響 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? 假如不考慮管子橢圓度和其它的原因，而且認(rèn)為彎曲開始與終了的變形是近似的 (即均勻變形 )，那么： L=aR=常數(shù) ? 彎管的外側(cè)： （ 51） ? 彎管的內(nèi)側(cè)： （ 52） ? 平均伸長(zhǎng)率或壓縮率： ? （ 53） ? 式中 L ——沿彎管軸線展開的弧長(zhǎng)； ? L1－ L2 ——沿彎管外側(cè)、內(nèi)側(cè)展開的弧長(zhǎng)； ? α ——彎曲角度， rad。 1 ()2DLR???2 ()2DLR???122L L L L DL L R???? ? ?平均船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? 為保證質(zhì)量，管子的彎曲半徑應(yīng)符合下列規(guī)定： ? ⑴熱彎的管子： ? 鋼管， R≥3； ? 銅和銅合金管， R≥2D； ? 受水擊的管子， R≥5D。 ? ⑶彎管機(jī)冷彎的管子：直徑＞ 110㎜ 和蒸汽管必須符合 (1)的規(guī)定；直徑 ≤110mm時(shí)， R≥。 圖 53 彎曲角的影響 a) 彎曲角大 b)彎曲角小 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? ㈢ 管子的直徑大小對(duì)變形的影響 ? 在管徑小的最外層組織，距離中性層近，而在管徑大的最外層距離中性層遠(yuǎn)，如圖 54所示。 圖 54 管徑對(duì)變形大小的影響 a) 管徑小 b)管徑大 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? 在管子彎曲時(shí)，斷面的變形是由彎曲的一瞬間而產(chǎn)生的。顯然，這些點(diǎn)的應(yīng)力最小，通過管子各橫斷面上相應(yīng)點(diǎn)的連線就是管子的安全線，因此，在彎制有縫鋼管時(shí)，應(yīng)把焊縫放在安全線上，它約在平面圖上管徑的 1/4處，如圖56所示。管子彎曲質(zhì)量與采用的彎制工藝、管子材料和尺寸參數(shù)以及彎曲半徑等有關(guān)。 ? ⒉外徑大于 120mm的碳素鋼蒸汽管和任何直徑的合金鋼管，冷彎后應(yīng)進(jìn)行不低于 600℃ 的高溫退火，保溫不少于 40min，退火后先在爐中冷卻，溫度降至 500℃ 以下時(shí)，可在空氣中冷卻。 ，管段長(zhǎng)度 L的公差為 177。 船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? ⒋ 管子彎曲以后的變形要求： ? ⑴管子彎曲時(shí)，受彎曲力的作用，使其截面變?yōu)闄E圓。 ? 圓度就是管子彎曲后截面處的最大長(zhǎng)軸尺寸和最小短軸尺寸之差與管子實(shí)際外徑的比值，取其百分率： ? （ 55） ? 式中 T ——圓度， %； ? A ——彎曲處截面最大外徑， mm； ? B ——彎曲處截面最小外徑， mm； ? Dw ——管子實(shí)際外徑， mm。鋼球的最小直徑不得小于管子內(nèi)徑的 90%。因此規(guī)定： ? 管子彎曲后截面的收縮率不得小于 95%。 %1002 ???WDBAQ船舶管路系統(tǒng) 武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院動(dòng)力工程系 ? ⑶ 管子彎曲時(shí)，外側(cè)管壁由于受拉伸力作用而減薄。因此減薄率應(yīng)符合表 52的規(guī)定。 ? 管壁的皺折減小了管子的流通截面，增大了流動(dòng)阻力系數(shù)，破壞了金屬組織的穩(wěn)定性，容易產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。 ? 外徑＞ 50㎜ 和管子實(shí)際外徑尺寸大于管壁厚度 20倍時(shí)的管子，允許有均勻皺折存在，但皺折高度不得超過管子外徑的 4%，在皺折處不得有目測(cè)可見的裂紋。溝槽深度在管壁厚度 20%～ 30%范圍內(nèi)時(shí)溝槽處允許補(bǔ)焊；凹陷深度不超過管子外徑的