淺談長輸管道中大管徑冷彎管彎制技術

曾士偉

遼河油田建設有限公司 遼寧盤錦 124010

1 冷彎管制作工序

彎管機大致可以分為數控彎管機，液壓彎管機等。根據工程的管徑大小選擇彎管機的大小，長輸管道中通常使用的是液壓彎管機。

防腐管必須選用具有出廠合格證的管材，冷彎管制作應采用直縫埋弧焊鋼管（SAWL）、螺旋縫埋弧焊鋼管（SAWH）和無縫鋼管，高頻焊鋼管（HFW）應通過試驗確定。鋼管的質量性能應符合GB/T9711，Q/SYGJX101，Q/SYGJX102，Q/SYGJX103 的 相關要求。鋼管外防腐層可為三層結構聚乙烯。

外徑為914mm 以下、L485/X70 及以下鋼級的冷彎管制作可采用直縫埋弧焊鋼管或螺旋縫埋弧焊鋼管，外徑為914mm-1219mm，L485/X70 或L555/X80 的冷彎管制作應采用直縫埋弧焊鋼管。冷彎管制作宜選用同鋼級、同規格、同批次的鋼管。

2 冷彎管制作要求

冷彎管制作的環境溫度不得低于-15℃，不得高于50℃。彎管機進行管材的彎曲和板料的彎曲一樣。在純彎曲的情況下，外徑為D，壁厚為t 的管子受外力矩M 的作用發生彎曲時，中性層外側管壁受拉應力σ1 作用，管壁變薄；中性層內側管壁受拉應力σ1 作用，管壁變厚。而且橫截面的形狀由于受合力F1 和F2 的作用由圓形變為近似橢圓形，當變形量過大時，外側管壁會產生裂紋，內側管壁會出現起皺。管材的變形程度，取決于相對彎曲半徑R/D和相對厚度t/D 數值的大小、R/D 和t/D 值越小，表示變形程度越大。為保證管件成形質量，必須控制變形程度在許可范圍內，管材彎曲成形極限不僅取決于材料的力學性能和彎曲方法，而且還考慮管件的使用要求。

3 冷彎管缺陷分析及注意事項

彎曲時，管子在外力距作用下，其中性層外側臂壁受拉應力作用而減薄，內側受壓應力作用而增厚，合力使管子橫截面發生變化。對于此種缺陷規定壁厚減薄率來控制產品質量。彎胎的精度也是影響彎管質量的因素之一。我們在彎胎制造時，除規格尺寸要求控制在一定公差范圍時，同時也要求用戶在使用時根據彎制管徑選擇相應的彎胎。管材本身的可彎曲性能與表面腐蝕情況，亦可能影響到彎管質量。現場施工時，操作者亦需了解被加工管道的材料，加工性能和對表面腐蝕情況做出判斷[1]。

4 冷彎管加工

放下彎管機的托管模、推管模，用履帶吊將鋼管裝入彎管機的托管模上并支撐穩定。將絞車纜繩掛在管子末端，使絞車拉著管子向彎管機前部移動，使管子的起始進給量標志與彎管機推管模上的基準標志對齊。在管子被完全裝入彎管機后，將芯軸放入鋼管內并定位芯軸。利用推管模、托管模及校平基準標記使管子保持水平。利用推管模和彎曲基準標記使管子彎曲。利用角度測量儀，對管子的最初的3 次彎曲角度進行檢查，以保證合格的彎曲角度。此外，對最后2 次彎曲角度進行檢查，以保證整根管子彎曲角度合格。卸下推管模、托管模，使其恢復到原來的位置，卸出芯軸。利用吊車將彎好的管子從彎管機前部卸下，放到彎管堆放處[2]。

5 冷彎管彎制控制要點

經常檢查彎管機、內胎芯、上模具、下模具及夾具的工作狀況，發現問題及時修理。內胎芯、上模具、下模具及夾具的聚氨酯保護層厚度至少為10mm。鋼管進入彎管機時應緩慢，防止防腐管碰傷。

在彎管操作前，應首先確定彎管機芯軸定位基準標志，然后建立牽引間隔基準標志、管子校平基準標志及彎曲基準標記。

建立芯軸基準位置時，將芯軸準確地放置于彎管模下面，每次彎管操作時都要保持其位置不變。

建立牽引間隔基準標志。在彎管過程中，管子在彎管機內每次至少按0.9m 或0.45m 的進給量（根據彎曲半徑而定）向前移動，以保證每次進給量的彎曲角度大致相同。各個進給量間隔在管子的外表面做出標記，同時在推管模襯里上做出標記[3]。

每次進給完畢后，檢查螺紋焊道是否在彎管機上磨具的正下方，如果是，則適當增大進給量，調整螺紋焊道與上模具正中間的相對位置，經驗表明應錯開至少300mm，否則在彎管時，鋼管很容易出現褶皺。

24m 長鋼管是國內標準12m 長鋼管的2 倍，而彎管機自帶的兩個鋼管支撐輪間距只有6m，在彎管過程中，因鋼管過長、支撐輪間距太窄，而造成管子偏重，一端上翹，使彎管機絞車纜繩和液壓泵受力過大，極易損壞; 同時，偏重使得管子上翹一端的FBE防腐層容易壓傷，鋼管變形。根據現場情況，在距彎管機起升缸一側支撐輪8m 的位置增加了一組滑輪支撐。新增支撐輪的高度與彎管機支撐輪的高度水平或略低，支撐基礎用12mm 厚鋼板與彎管機相連，保證彎制時，該支撐的穩定性。