基于球柱類輔體輔助的手工冷校直金屬管方式的研究

邢月先 楊明明

摘 要：本文首先簡述了三種典型的傳統手工冷校直金屬管方式及其所存在的主要缺陷。之后，針對傳統手工冷校直金屬管方式的主要缺陷提出了基于球柱類輔體輔助的手工冷校直金屬管方式，并結合實例對這種手工冷校直金屬管方式的操作、長處以及與其有關某些重要的概念進行了詮釋。最后，本文明確地指出了基于球柱類輔體輔助的手工冷校直金屬管方式的三大優點。

關鍵詞：手工冷校直 ； 金屬管 ； 缺陷 ；球柱類輔體

1 引言

所謂金屬管的冷校直是指在常溫狀態下對金屬管子不作加熱的調直金屬管子的工藝或做法。對批量小的金屬管或進行臨時施工時，手工冷校直往往是重要的調直金屬管的手段。錘擊調直、平臺上調直和專用工具調直是傳統手工冷校直技術的三種基本方式。錘擊調直法常用于調直小管徑的金屬管，如圖1所示。錘擊調直主要做法是：將兩把錘子中的一把錘子頂在管子彎曲凹面段的起點處并將其做為支點；另一把錘子敲打管子彎曲凸面段的高點。敲打時，兩把錘子不能在管子的同一點上下對著敲打，以防將管子打扁；兩錘的擊點要相互錯開，可根據管徑和管子彎曲程度保持恰當的距離。對于長度和彎曲較大的金屬管，可在普通平臺上調直，如圖2所示。在平臺上調直管子時，一人站在管子的一端，邊轉動管子邊觀察，找出彎曲的部位，并將需要調直的彎曲凸面朝上，另一人按觀察者的指點，用錘子在彎曲凸面處敲打。經幾次翻轉，反復矯正，管子即可調直。對于管徑稍大的管子，也可用大錘從上向下敲打，但管子上面必須墊上胎模，不得直接打在管子表面上。調直時要細心，先從大彎處著手，繼而再調小彎；用力要適中，過重了，管子會產生凹陷和斑點；邊敲打，邊觀察，邊轉動管子，反復矯正，直到管子調直為止。 專用工具調直金屬管是指使用專用工具來調直管子的工藝或做法。專用工具調直金屬管的常見工藝或做法之一是用螺旋頂調直金屬管，如圖3所示。用螺旋頂可以很方便地調直DN125以內的管子。

比較圖1、圖2和圖3，顯然，圖3的用專用工具螺旋頂調直金屬管的做法要比圖1的用錘擊法調直金屬管的做法及圖2的在平臺上調直金屬管的做法更不易使金屬管出現扁、皺、凹和裂紋等缺陷，更易保證校直質量。所謂“扁”是指金屬管的局部或整體出現了壓扁或扁化；所謂“皺”是指金屬管的管壁出現了褶皺或折疊；所謂“凹”是指金屬管表面發生了凹陷或出現了坑洼；所謂“裂紋”是指金屬管管壁的內表面、外表面或管壁體內出現了開裂或裂紋。但是，對于某些特殊形狀的金屬管或管壁薄的金屬管或材料軟的金屬管，無論是圖3的用螺旋頂調直金屬管做法，還是圖1的用錘擊法調直金屬管做法或圖2的在平臺上調直金屬管做法，在校直時均易產生或均會發生扁、皺、凹和裂紋等缺陷的。如何在用傳統手工冷校直技術的三種基本方式對薄壁金屬管、軟質金屬管以及某些特殊形狀的金屬管進行冷校直時不產生或不易產生扁、皺、凹和裂紋等缺陷呢？這是值得研究的問題。基于鋼球輔助的手工冷校直金屬管工藝可在一定程度與方面上較好地使傳統手工冷校直技術的三種基本方式在對薄壁金屬管、軟質金屬管以及某些特殊形狀的金屬管進行冷校直時不產生或不易產生扁、皺、凹和裂紋等缺陷。

2 基于球柱類輔體輔助的手工冷校直金屬管方式的提出與詮釋

所謂基于球柱類輔體（指質地剛硬的球體或短柱體等，如鋼珠、鋼柱、鋼珠鏈和鋼柱鏈等）輔助的手工冷校直金屬管方式是指在用傳統手工校直方式進行金屬管冷校直之前，需向要校直的金屬管內灌入或打入足夠的、直徑比需校直金屬管的內徑略小或等于其內徑的鋼珠、鋼柱、鋼珠鏈和鋼柱鏈等之類的支撐輔助體的一種手工冷校直金屬管的做法。兩則典型的基于球柱類輔體輔助的手工冷校直金屬管的實例見圖4。圖4（a）是一則鋼球打入或灌入需手工冷校直金屬管內的案例，圖4（b）是一則鋼珠鏈打入或灌入需手工冷校直金屬管內的案例。這里把如圖4（a）和圖4（b）中的起著徑向支撐作用的鋼珠、鋼珠鏈等稱為支撐輔助體，簡稱輔體。基于球柱類輔助的手工冷校直金屬管方式的輔體種類或形態是多種多樣的，可以鋼球的、短柱的，也可以單一的或混合的等等；輔體的材料不一定是鋼，其它的剛硬性高且不易破裂的材料也可以。圖4中的（a）與（b）的主要區別在于兩者輔體的形式不同，一個是鋼珠，一個是鋼珠鏈。圖5給出了幾種典型的輔體。基于球柱類輔體輔助的手工冷校直金屬管方式有諸多長處，這些長處主要有：在向需校直的金屬管內打入足夠的直徑略小或等于其內徑的球柱類等輔體時，需校直的金屬管的凹扁處可被頂起變圓。換句話說，基于球柱類輔體輔助的手工冷校直金屬管方式不會或不易產生扁、凹、皺等缺陷，可對需要校直的金屬管可實現高質量的人工冷校直，即可對薄壁金屬管、軟質金屬管，多彎曲金屬管等實現高效和高質量的人工冷校直。特別是，當輔體為圖4（a）中的球體時，基于球柱類輔體輔助的手工冷校直金屬管方式可用于多彎急彎金屬管子的高質量的人工冷校直。這是因為球形輔體在多彎急彎金屬管內仍保持著或擁有著優良的被打入性或被灌入性。在使用基于球柱類輔體輔助的手工冷校直金屬管方式校直管子時，需要特別注意的方面是：當金屬管內被打入或被灌入足夠的輔體后，應將輔體串的兩端固定，即鎖死輔體串。鎖死輔體串的方式方法有很多，比較簡單的做法是將輔體串兩端處的金屬管打凹或打扁。當金屬管彎曲各處校直完后，可鋸除打凹或打扁處的金屬管，也可把打凹或打扁處的金屬管撬開并打入新的輔體，且使新打入的輔體頂出管內的輔體，由基于球柱類輔體輔助的手工冷校直金屬管方式的長處可知，被校直金屬管的校直質量是可以保證的。

（a） （b）

3 結語

手工冷校直多彎急彎或薄壁金屬管時，易出現扁管、皺管、凹管等現象，為防止或減少管子校直子時出現扁管、皺管、凹管等現象，可在管子校直之前預先灌入或打入適當的球柱類支撐輔助件。事實上，基于球柱類輔體輔助的手工冷校直金屬管方式有三大優點：一是在校直管子時，不易發生或不發生扁管、皺管、凹管等現象；二是對那些校直之前已存在著管壁凹陷的管子，在打入適當的球柱類支撐輔助件后可使其凹陷處被頂起圓化；三是對某些僅存在著凹管問題的管子或對某些已被校直的管子有凹管現象的管子，可選擇恰當的球柱類輔體打入并穿過其凹陷處可圓化其凹陷處。當然，基于球柱類輔體輔助的手工冷校直金屬管方式還有其他方面的優點這里就不贅述了。

（a） （b） （c）

參考文獻：

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