冷弯管弯制工法.pdf
冷弯管弯制工法 一、工法特点 1、 能够很好的控制 冷弯管管口、弯曲段的椭圆度，平面度，直焊缝高度。 2、 能够对 母材管口，外防腐层和内减阻涂层起到很好的保护。 二、适用范围 本工法适用于 管径 400mm- 1066mm 范围内，管壁厚7.1-26.2毫米之间，曲率半径 40D ，X50-X70材质的钢管 。 三、 工艺原理 1、屈服原理：通过在钢管预定的地方（钢管的内、外部）施加一定的作用力，使 之发生塑性变形，达到一定的弯曲角度的施工原理。 2、曲率半径： 冷弯管就是通过若干次微分塑性变形，达到圆弧状所形成的。进给 量为 300毫米，曲率半径大于或等于40D 。 四、工艺流程 弯管工艺流程图 中心标示钢管就位找正焊缝位置进管胎芯进入管内 吊车吊起管端调整胎芯位确定起弯点启动绞车 弯制准备阶段 涨紧 胎芯 起升刚性 基座至水平 伸出楔块油 缸托住钢管 起升主油缸 至一定高度 缩回 主油缸 缩回楔 块油缸 启动绞车 进给 300mm 缩回 胎芯 胎芯退 回 600mm 达到弯 制角度 偶数次 奇数次 弯制阶段 奇数次 五、工法要点 （一） 施工准备 1、施工场地选择 施工场地宽阔平整，有足够的工作面积，且要求布局合理。在工作区内不允许有高 压线等不适合吊装作业的障碍物，作业地面要求平整、坚硬，适合运输设备的进入和装 卸。 2 、管堆的制作 根据冷弯管的堆放规则，弯管应堆放在管堆上，管堆用不损害钢管材质和防腐层的 材料堆砌而成。不允许放置在石头、砖瓦等硬性物体上。管堆的高度应保证弯管离开地 面 200mm 以上，且弯管只能进行单层堆放。 3、设备的就位 为严格执行施工规范，弯管机必须水平放置，且具有可调性。在设备下方垫一层碎 石，既可以强化地基，还可以调整设备的平整度，然后组装、调试好设备，在弯管施工 启动绞 车出管 胎芯相对 于钢管后退 吊车大钩跟 随钢管前进 胎芯退 出弯管 吊至 堆管场 放下 大钩 检漏测量标示 作技 术资料 上报 存档 弯制结束阶段 前应校平，前后左右误差不得大于0.1 °。 4、其它 制作晴雨棚，有利于保护好人、设备；制作安全标语、警示牌，做到现场文明施 工，争创优质工程。 （二）弯管准备 1、正式弯管前，应作好以下几项工作：调整内胎芯的主要参数( 根据钢管壁厚调 整胎芯的型号 )；弯管机性能应能满足弯管工艺参数，具有良好的工作状态，准确的 量值显示和安全性；配合设备应能满足弯管要求，具有良好的工作状态；应根据委 托单位的委托单加工；应对弯管机模具和待加工的钢管内、外进行清理，防止杂物将 外防腐层和内减阻涂层划伤。 2、在弯管机前设两个导管架，目的是以便在防腐管进入设备前能够调整直焊缝的 位置；且需要用软物体捆绑好， 以免破坏防腐层和母材， 且它们之间的最佳距离为7 米， 有利于施工。 3、用长度大于 7-8 米的卷尺量出防腐管轴线的中心点，以便于用吊带（宽600 毫 米，载重量为 32 吨）能够平衡的吊起，可以水平的进入弯管机。 4、防腐管进入设备的方向有两种可能，视具体情况而定： ）当防腐管弯制时不需要内胎芯时，可以从前后两端进入。 ）当防腐管弯制时需要内胎芯时，只能从前端进入。 5、吊车的选择： 选用 16 吨汽车吊。 6、防腐管的进入： 当用吊带把防腐管送入一半到设备后，放下吊带，吊车向前走，取下吊带，把管口 扶正装置（即带有弧形钩的吊钩）用吊车吊起，然后吊车向后行走，把剩下的一半送入 设备中。在防腐管进入设备的同时，操作手应该认真的配合，控制内胎芯在管中行走， 保持重心在适当的位置（一般在楔快的上方），以便于防腐管的顺利进入。 防腐管进入设备困难的主要原因有: I. 防腐管没有放在滚轮上； II. 前部楔块抬得较高，高出滚轮，产生很大摩擦力； III.吊车的吊装行走方向与设备的前后方向不平行，使得防腐管与设备产生侧向摩擦 力。 7、防腐管的定位： 防腐管进入设备后， 把绞车（其作用是用于防腐管弯制时提供进给的动力源）伸出， 根据需弯制的角度确定伸长余量，利用绞车拉动防腐管到适当的位置。画好第一次煨制 点，然后每隔 900毫米（ 3 次）再划一条线，该做法是用来确定进给量。 8、扶正钩的安置： 用线锥在防腐管前端的上下管壁划好垂直线，以便于吊钩位置的确定，从而减小了 冷弯管的平面度误差，该方法至关重要。在弯制的每一步的同时，都要注意它的变化， 同时还要注意吊车爬竿在重力变化的情况下产生倾斜，导致防腐管的偏扭，应尽量控制 它的偏差，提高冷弯管的质量。 9、第一弯制点的确定： 弯管机弯制点到定位点的距离标准要求的直管段为2米， 每次弯制角度 0.5 度， 冷弯管的曲率 40D （D为防腐管公称直径）。 举例：如需煨制一个9 度的冷弯管，钢管的长度为12 米，每次以 0.5 度计算，需 18 次，每次的进给量为0.3 米。弧线长为 17×0.3=5.1 米；直管段： 12-5.1=6.9米； 但根据设备的结构尺寸要求，前端的最短距离为2.45 米，后端的最短距离为3.2 米。 所以直管段共计为5.65 米，考虑到管材外观的均匀性，前端留出一部分。即：管端伸 出量为 1.25 米。 注意：实践证明该算法只在理论上能够实现，实际上，在第一次煨制点达到0.5 度， 对端口的椭圆度影响极大， 不可能达到标准（就意大利 Goriziane公司生产的设备而言） 要求, 并且直防腐管就存在椭圆度，所以端口的伸长量可采用以下经验值（或方法） a) 如果以 0.5 度/ 次计算，那么曲率半径为： b) 给每根管子留出4 次余量，所以弧线长为21×0.3=6.3 米，直管段为 12-6.3=5.7 米，伸长量为 5.7-5.65=0.05米，这样能够增大冷弯管的曲率半径，达到标准的要求。 c) 如果煨制较小度数的冷弯管，可以留出较长的直管段，有利于减小管口的椭圆度。 10、内胎芯位置的确定： 在胎芯定位之前， 如发现胎芯偏转应及时调整， 内胎芯的位置在上模具的正下方， 不同壁厚的管材，内胎芯的位置对端口椭圆度的影响起着至关重要的作用。 （三）煨制步骤 1、准备工作做好后，就可以开始煨制，操作手必须认真地对待每一个细节，质量就是 生命。 2、涨内胎芯：直到内胎芯的压力达到最大值，才可以进行下一个步骤。 3、启动底座控制手柄：使防腐管在上模具与底模和楔块中实现水平。 4、启动楔块控制手柄：拖起钢管，当防腐管水平后，按下底座控制手柄，使主顶油缸 上升，上升到一定高度时，松开手柄，此时可以用角度尺测量冷弯管的角度，测量方法 见附图 1（注意：角度尺放置的方向需朝同一方向，可以减小角度误差）。 5、上抬底座控制手柄：释放油缸压力，上抬楔块控制手柄，释放楔块油缸压力，然后 再测量弯管角度，可以发现前后角度的变化。 6、启动绞车控制手柄：冷弯管向前进给300毫米，执行第 2-5 步，完成后，上抬内胎 芯控制手柄，释放内胎芯压力。 7、再次按下绞车控制手柄：使冷弯管进给300 毫米，在工作人员的配合下，使内胎芯 向后倒退 600 毫米，使得内胎芯回到起弯点，这样保证了内胎芯永远在模具的下方，目 的是为了控制弯制点（弯曲段）的椭圆度。然后重复第 2-7 步，进行每弯两次退一次内 胎芯的循环过程。 8、煨制工艺：大于8 度和小于 8 度的煨制方法和次数是不同的，但大致可分三个阶段 起始段、微调段、结束段。当然 , 不同的操作手可能会产生不同的结果，但对于正常的 操作步骤来说出入不是很大（一般在标准要求的范围内）。因为设备前后结构的区别造 成前后端管口椭圆度的不同，所以需制订满足标准要求的工艺和规程。 9、角度的变化是钢材的弹性造成，一般情况下，弯制角度达1 度时，实际的自然角度 只有 0.5 度。所以要克服管材材质、 温度、操作手视觉、 测量员等综合因素造成的误差。 （四）出管步骤 当冷弯管达到了所需的要求后，需把冷弯管从设备中吊出，具体步骤如下： I.释放所有工作压力（内胎芯压力、楔块压力、底座油缸压力）。 II.按下绞车控制手柄，使冷弯管向前行走，同时上抬内胎芯行走控制手柄，使得 内胎芯在管中倒行，控制液压管与地面保持静止，减小了液压管的磨损，同时降低了工 人的劳动强度。 III.当冷弯管的末端达到模具的末端时，退出内胎芯，按下楔块控制手柄，使楔块 抬起，把冷弯管托起，摘下弧形吊钩，换上吊带，在冷弯管中部起吊，步骤与进管时相 反。 IV.把冷弯管放到管架上后，换用吊管钩调到成品堆放区，以备待检。 （五）冷弯管的吊装 在吊装冷弯管时， 一定要使管钩在同一条母线上，不然会在吊装过程中，管钩相对 打滑，损坏了管口坡口，这是不允许的。在冷弯管运输过程中，一定要保护好防腐层、 母材不受伤害，需要在运输设备上放置管堆，且不许与硬物体接触，一般采用草袋子装 上软土后摆放好，装车时，应小心轻放。 （六）冷弯管结构形式与工艺的关系 理论上内弧线管壁应该被挤压, 壁厚增加 , 但实际上冷弯管内弧线管壁厚增加甚微, 而是内弧线管壁存在波纹（波纹图见附图 1）, 从而达到减小内弧线的测量长度。 直焊缝高度与角度的关系，一般冷弯管的弯制角度的大小直接影响到焊缝的高度， 因为，冷弯管的角度越大，内波纹对直焊缝的影响程度就越大，即接近中性层。为了减 小直焊缝的弯曲（挤压）应力，一般角度越大的冷弯管的直焊缝的高度越接近中性层。 根据管材的可压缩、延展性和中部椭圆度值，可以判断出设备在结构上对端口椭圆 度的影响关系，根据内胎芯压力的可调性，可适当降低压力，在适当增加中部椭圆度的 前提下来减小端口椭圆度。实现方法有：当弯制一次后，内胎芯的压力减小，下次弯制 时，内胎芯压力可不补充，即可控制端口椭圆度的大小。对同一根冷弯管来说，温度对 冷弯管的角度影响很大，壁厚对端口椭圆度的影响很大。 设备结构与端口椭圆度的关系，弯制步骤上的不对称性就是因为设备前后部结构上 的不同造成的。 六、质量检验和管材标识 1. 原材料的检验 使用前应对钢（防腐）管进行检查，用于冷弯管弯制的钢管进入弯管厂后，应由钢 （防腐）管制作单位质量检验部门按批号、规格、外观和技术资料进行检查验收。对钢 管的表面质量、几何尺寸进行检查应符合各项验收规范的规定。防腐层表面应均匀、光 滑，不得有起鳞、磨损、渣垢、油脂、油漆等其它有损钢（防腐）管质量的有害物质。 2. 冷弯管的质量检验 a)冷弯管椭圆度的测量 : 中部椭圆度 0.02D，端部椭圆度应 0.006D。椭圆度值等于水 平直径 -垂直直径，弯曲段表面内弧侧起波高度一般不大于3mm ，最大起波高度不大于 5mm ；波峰、波谷间距应大于300mm 。 b)冷弯管角度的测量：采用电子角度仪，前后测量时保证角度仪朝同一方向放置，可以 减小测量误差， -0.5 °角度偏差 0.5 °。 C)检测工具 角度仪，内径千分尺，厚度仪，直角尺，线锥，检漏仪。 d)冷弯管检漏： 采用电火花检漏仪，检漏电压根据防腐层的类型而定。检漏的冷弯管须 接地良好，不然会造成静电伤人。 e)冷弯管管端平面度的测量：把冷弯管小心的放置在水平台上，测量该管的平面度，弯 管平面度必须 25 毫米。 f) 冷弯管管端垂直度不大于2.5 毫米。 g)内减阻涂层的检查：采用目测方法检查冷弯管内涂层，符合管道内壁减阻覆盖层补 充技术条件中的有关标准为合格。 h)表面质量检查：由弯管造成的对管子防腐层的损伤，必须按钢质管道三层结构聚乙 烯防腐层标准 的有关规定进行修补。 弯管内外表面应光滑， 无有损强度及外观的缺欠， 如结疤、划痕、重皮等缺欠。 3. 冷弯管标识 成套标志应用模版喷刷法清楚而耐久的喷刷在每一根弯管端部的内或外表面上。标 志内容应包括：委托单位代号、壁厚、对应桩号及距离、弯曲角度、制作单位代号和弯 管制作流水号。 七、主要机具设备 八、Q/HSE管理程序 1. 质量管理采用标准 管道线路工程冷弯管弯制技术规定 400mm- 1066mm 弯管机操作维修手册 400mm- 1066mm 弯管机内胎芯操作维修手册 2. 质量保证措施 按照冷弯管弯制技术规定的要求，做好冷弯管弯制施工过程质量控制，应执行 以下程序： 培训管理，物质进厂检验管理，仓库管理，技术交底管理，工序 质量管理，施工过程监控管理，成品检验管理，物质装卸、运输管理。 3.HSE管理措施 a. 全体施工人员都必须进行HSE 培训，认真学习落实安全生产法。劳保必须穿戴齐全， 并根据作业要求采取相应的保护措施。 b. 所有的吊具、索具都要在有效期内使用，其安全系数一般为2-4 倍。所用吊车的刹车 及其制动设备，钢丝绳、吊钩、绳索的强度是关键，应专人、定期的检查和更换。 c. 重点对吊装人员和普工进行短期培训，加强安全意识，严格按安全操作规程施工，不 序号名称规格单位数量备注 1 弯 管 机 457mm台1 加工弯管 2 汽车吊（履带吊）16 吨台1 配合弯管 3 电 焊 机台1 辅助工具 4 检 漏 仪台1 探伤 5 内径千分尺100mm-1200mm 个1 测量 6 角 度 仪个1 测量 可擅自更改或简化工艺，防止质量、安全事故的发生。 d. 搞好职工的饮食质量和卫生，充分保证职工的身体健康和良好的精神状态，因为良好 的精神状态是减少安全隐患的重要保证。配备常用药品，对职工进行自救、互救应急措 施的培训。 e. 加强环保意识，认真执行国家相关的规定。 九、劳动组织机构 弯管施工劳动组织机构： 序号岗位数量职责和权限 1 项目经理1 弯管施工的全面工作 2 队长1 负责现场具体工作 3 技 术 员1 负责工程的技术管理、监督工作 4 安 全 员1 负责工程的安全工作 5 质 检 员1 负责工程施工质量监控工作 6 起 重 工1 吊装 7 操 作 手1 操作弯管机 8 吊车司机1 吊装 9 普工4 配合施工 合计12 附图 1：冷 弯 管 结 构 示 意 图
