彎管一般知識及計算下料方法

1、.第一章煨管設(shè)備及彎管計算彎管按其制作方法不同，可分為煨制彎管、沖壓彎管和焊接彎管。煨制彎管又分為冷煨和熱煨兩種。本章著重介紹常用煨管設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、性能及操作等方面的知識，以及煨制彎管的下料計算。第一節(jié)彎管的一般知識彎管是改變管道方向的管件。在管子交叉、轉(zhuǎn)彎、繞梁等處，都可以看到彎管。煨制彎管具有較好的伸縮性、耐壓高、阻力小等優(yōu)點。因此，在施工中常被采用。彎管的主要形式有：各種角度的彎頭、U形管、來回彎(或稱乙字彎)和弧形彎管等，如圖11所示。彎頭是帶有一個任意彎曲角的管件，它被用在管子的轉(zhuǎn)彎處。彎頭的彎曲半徑用R表示。R較大時，管子的彎曲部分就較大，彎管就比較平滑；R較小時，管子的彎曲部分

2、就較小，彎得就較急。來回彎是帶有兩個彎曲角(一般為135)的管件。來回彎管子彎曲端中心線間的距離叫做來回彎的高度，用字母h表示。室內(nèi)采暖立支管與干管及散熱器連接，管道與不在同一平面上的接點連接時，一般需采用來回彎。U形管是成正半圓形的管件。管子的兩端中心線問的距離d等于兩倍彎曲半徑R。U形管可代替兩個90彎頭，經(jīng)常用來連接上下配置的兩個圓翼形散熱器。圖1-1彎管的主要形式弧形彎管是帶有三個彎曲角的管件。中間角一般成90，側(cè)角成135?；⌒螐澒苡糜诶@過其它管子，在有冷熱水供應(yīng)的衛(wèi)生設(shè)備配管時，經(jīng)常采用弧形彎管。彎管尺寸由管徑、彎曲角度和彎曲半徑三者確定。彎曲角度根據(jù)圖紙和施工現(xiàn)場實際情況確定，然

3、后制出樣板，照樣板煨制并按樣板檢查煨制管件彎曲角度是否符合要求。樣板可用圓鋼煨制，圓鋼的直徑根據(jù)所煨管徑的大小選用，10-14mm即可。彎管的彎曲半徑應(yīng)按管徑大小、設(shè)計要求及有關(guān)規(guī)定而定。既不能過大，也不能選得太小。因為彎曲半徑過大，不但用材料多，而且管子彎曲部分所占的地方也大，這樣會給管道裝配帶來困難；彎曲半徑選得太小時，彎頭背部管壁由于過分伸長而減薄，使其強度降低，而在彎頭里側(cè)管壁被壓縮，形成皺紋狀態(tài)。因此，一般規(guī)定：熱煨彎管的彎曲半徑應(yīng)不小于管子外徑的35倍；冷煨彎管的彎曲半徑應(yīng)不小于管子外徑的4倍；焊接彎頭的彎曲半徑應(yīng)不小于管子外徑的15倍；沖壓彎頭彎曲半徑應(yīng)不小于管子外徑。彎管時，彎

4、頭里側(cè)的金屬被壓縮，管壁變厚；彎頭背面的金屬被拉伸、管壁變薄。彎曲半徑越小，彎頭背面管壁減薄就越嚴重，對背部強度的影響就越大。為了使管子彎曲后不致對原有的工作性能有過大改變，一般規(guī)定管子彎曲后，管壁減薄率不得超過15。管壁減薄率可按下式進行計算：式中A管子彎曲后外側(cè)母線處管壁的減薄率()；DW管子外徑(mm)；R彎管的彎曲半徑(mm)。彎管時，由于管子彎曲段內(nèi)外側(cè)管壁厚度的變化，還使得彎曲段截面由原來的圓形變成了橢圓形。彎管斷面形狀的改變，會使管子的過流斷面面積減小，從而增加流體阻力，同時還會降低管子承受內(nèi)壓力的能力，因此，一般對彎管的橢圓率做以下規(guī)定：管徑小于或等于150mm時，橢圓率不得大

5、于10；管徑小于或等于200mm時，橢圓率不得大于8。管道的橢圓率可按下式進行計算：式中T橢圓率()；d1最大橢圓變形處的長徑(mm)；d2最大橢圓變形處的短徑(mm)。應(yīng)用水、煤氣鋼管和直縫焊接鋼管制作冷煨彎管或熱煨彎管時，管子的焊縫應(yīng)位于距側(cè)面中心線45的地方，如圖1-2所示。以免彎曲時，管子焊縫開裂。圖1-2有縫鋼管彎曲時焊縫的位置煨制彎管一般不允許產(chǎn)生皺紋，如有個別起伏不平的地方，其高度亦不得大于以下規(guī)定：管徑小于或等于125mm時，不得超過4mm；管徑小于或等于200mm時，不得超過5mm。第二節(jié)彎管計算及下料在進行彎管工作之前，必須先算出管子彎曲段的展開長度，并劃出彎曲的始點，以便

6、彎曲后能得到正確的半成品件。一、90彎管的計算90彎管在管道工程中應(yīng)用最廣，其彎曲半徑月因制作方法不同而異。對于冷煨彎管，常取R=(46)D；熱煨彎管取R=4D；沖壓彎頭或焊接彎頭，常取R=(115)D。彎曲半徑確定以后，即可計算出彎曲部分的下料長度，并能確定熱煨時的加熱長度，如圖1-3所示。從圖中可知，管道彎曲后，其彎曲段的外弧、內(nèi)弧不是原來的直管實際長度，而只有彎管中心線的長度在彎曲前后不變，其展開長度等于原直管段長度?，F(xiàn)設(shè)彎曲段起止端點分別為a、b，當(dāng)彎曲角為90時，管子彎曲段的長度正好是以r為半徑所畫圓的周長的14，其弧長用彎曲半徑來表示，即為弧長由式(1-3)可知，90彎管彎曲段的展

7、開長度為彎曲半徑的157倍。圖1-3 90彎臂在彎制U形彎、反向雙彎頭或方形伸縮器時，如以設(shè)計圖樣要求或?qū)嶋H測量得出的兩個相鄰90彎頭的中心距尺寸進行劃線煨制，那么彎成的兩個彎頭中心距將比原來的距離要大些，這是由于金屬管材加熱彎曲時產(chǎn)生延伸的結(jié)果。下料時，應(yīng)將兩個彎頭中心距減去這一延伸誤差，再劃出第二個彎頭中心線和加熱長度，這樣才能使兩個彎頭彎好后，中心線間的距離正好等于所需要的尺寸。延伸誤差如圖1-4所示，其數(shù)值可按下式進行計算：式中L延伸長度(mm)；R彎曲半徑(mm)；a第二個彎曲角的角度()。圖1-4U形彎劃線示意圖1-第一個彎頭 2-規(guī)定的第二個彎頭中心線位置 3-實際第二個彎頭中心

8、線位置4-第二個彎頭下面以方形伸縮器為例，說明彎管劃線下料計算方法。在圖1-5a中，已知方形伸縮器的尺寸單位為mm，管徑為DNl50，彎曲半徑R=4DN=600mm。若劃線在圖1-5b的直線上進行，并以左邊端點o為起點，由圖上可以看出Oa=1500R=1500600=900mmab是彎曲部分，其弧長為ab=157R=157 X 600=942mm從a到d由兩個反向90彎加一直管段bc組成，直管段bc的長度應(yīng)減去延伸誤差L，則bc=21002RL由式(14)可知L=600X(10.0087590)=1275mm那么bc=21002600127.5=772.5mm依此類推，便可計算出各管段的下料長

9、度，如圖15b所示，劃線工作便可順利進行。在實際工作中，煨制多個彎頭組成的管件時，劃線工作都分幾次去完成。首先在草圖上計算出各段下料長度，選取適當(dāng)長度的直管；然后從一端開始逐個彎頭進行制作，在前一個彎頭制作好之后，再劃下一個，以便處理在彎管工作中的尺寸誤差。圖15b方形伸縮器的下料二、任意彎管的計算任意彎管是指任意彎曲角度和任意彎曲半徑的彎管。這種彎管彎曲部分的展開長度可按下式進行計算：式中L彎曲部分的展開長度(mm)；a彎曲角度()；p圓周率；R彎曲半徑(MM)。此外，任意彎管彎曲段展開長度的計算，還可按圖1-6及表1-1進行。圖1-6任意彎管下面舉例說明表1-1的使用方法。表1-1任意彎管

10、計算彎曲角度a半彎直長C彎曲長度L彎曲角度a半彎直長C彎曲長度L 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 303132 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 4500087 00175 00261 00349 00436 00524 00611 00699 O0787 O0875 00962 01051 01139 01228 01316 01405 01494 01584 01673 01763 01853 01944 02034 02126

11、02216 02309 02400 02493 02587 02679 O277302867 O2962 O3057 03153 03249 O3345 O3443 03541 03640 03738 03839 03939 04040 041410017500349 00524 00698 00873 01047 01222 01396 01571 01745 01920 02094 02269 02443 02618 02793 O2967 03142 03316 03491 O3665 03840 04014 04189 04363 04538 04712 04887 05061 052

12、36 05411O5585 05760 05934 06109 O6283 06458 O6632 O6807 06981 07156 O7330 07505 07679 O7854 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 6263 64 65 66 6768 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 8182 83 84 85 86 87 88 89 90 O4245 04348 04452 04557 04663 04769 04877 04985 O5095 O5205 05317 O5429 0554

13、3 O5657 05774 05890 0600906128 O6249 06370 06494 06618 06745 O6872 07002 07132 O7265 O7399 07536 07673 0781307954 O8098 O8243 08391 08540 O8693 O8847 09004 09163 09325 09484 O9657 09827 1000 08029 O8203 O8378 08552 O8727 O8901 09076 O9250 09425 09599 09774 09948 10123 10297 10472 10647 1082110996 11

14、170 11345 11519 11694 11868 12043 12217 12392 12566 12741 12915 13090 1326513439 13614 13788 13963 14173 14312 14486 14661 14835 15010 15184 15359 15533 15708注：引用表中C、L值時，應(yīng)乘以彎曲半徑R。例 已知圖1-7中彎頭的彎曲角度a=25，彎曲半徑R=500mm，安裝管段距轉(zhuǎn)角點M的距離為91lmm，取一根直管來煨制彎頭，試問應(yīng)如何劃線?解 需加工的彎管端直管段長度b=911-CR查表1-1得，當(dāng)a=25時，C=0.2216，L=0.4

15、363；故CR為：0.2216R=0.2216500=111mm因此，得b=911-111=800 mm彎曲部分實際展開長度L=0.4363R=0.4363500=218 mm根據(jù)計算出來的直管段長度b及彎曲部分展開長度L，便可進行劃線。如圖1-7b所示。圖17彎管計算由上面的例子可以看出，只要彎曲角度和彎曲半徑一定，利用表11就能很方便地進行任意角度、任意彎曲半徑的彎管計算。而在熱煨時，其加熱管段長度一般應(yīng)比彎曲長度稍長一些，以便保證彎曲部分加熱均勻。增加的長度一般規(guī)定為：對于彎曲角度大的管子，可增加二倍管外徑長度；對彎曲角度小的則增加彎曲長度的20。三、其它彎管的計算1任意角度來回彎 任意

16、角度來回彎分等彎曲半徑和不等彎曲半徑兩種。圖18為等彎曲半徑的任意角度來回彎。這種彎管具有彎曲半徑R、彎曲角度a、彎曲距離H、彎管長度A及直管長度L五個可變數(shù)據(jù)。在實際工作中，一般可根據(jù)設(shè)計或現(xiàn)場實際情況確定三個數(shù)據(jù)(H、R及a)，僅有兩個數(shù)據(jù)(L、A)需由計算確定。1-8帶等彎曲半徑的任意角度來回彎 圖1-9帶不等彎曲半徑的來回彎L、A值的計算分兩種情況1)當(dāng)H2R時來回彎展開總長度為。2)當(dāng)H=2R時來回彎展開總長度仍為。圖19為不等彎曲半徑來回彎，其下料計算可按下述公式進行。彎管間直管段的長度彎管展開總長度2弧形彎管計算 弧形彎管也叫半圓彎、抱彎。常見弧形彎管的角度為45及60兩種，如圖

17、110所示。45弧形彎下料總長度計算公式為式中L/彎曲件的展開總長度(mm)； R鼻尖彎的彎曲半徑(mm)； r膀彎的彎曲半徑(mm)； L鼻梁的直管段長度(mm)。圖1-10弧形彎管a)角度為45b)角度為6060弧形彎管下料總長度計算公式為式中L/彎曲件的展開總長度(mm)； R彎曲半徑(mm)。3折皺彎頭 折皺彎頭的煨制方法與冷煨、熱煨彎管均不相同，其特點是：彎頭背部管壁彎曲前后總長度不變，而彎頭里側(cè)管壁由于局部加熱受熱彎曲，產(chǎn)生有規(guī)律的折皺。因此，其劃線方法也完全不同。彎曲角度為90的折皺彎頭各部位劃線尺寸，可按以下公式進行計算：(1)外圓弧展開長度L(mm) (2)彎頭背部不加熱部位

18、的寬度上L1(mm)(3)折皺間距a式中R彎頭的彎曲半徑(mm)；DW管子外徑(mm)；DN管子公稱直徑(mm)； n折皺數(shù)。現(xiàn)將公稱直徑為100600mm的管子，彎曲斗徑R=3DN時的90折皺彎頭各部位劃線尺寸列于表1-2內(nèi)，供選用。其余常用彎曲半徑下的90折皺彎頭各部位劃線尺寸，可查閱有關(guān)資料。下面以煨制公稱直徑DNl25mm的鋼管、彎曲半徑R=3DN的90折皺彎為例，介紹如何利用表1-2所列尺寸，進行折皺彎頭劃線計算。根據(jù)已知條件，先查表1-2，得R=375mm，a=117mm，L=700mm，n=7，b=89mm，m=28mm，L1=65mm。然后沿管子軸線劃兩條平行線AA/、BB/，

19、使AA/=BB/=700mm，兩線的端點A、B在垂直于管子軸線的同一圓周上，兩平行線之間距(即圓弧AB的弧長)L1=65mm。將AA/、BB/兩線段分為6等分(n-1=6)，每等分長度即為a=117mm，得Al、A2及B1、B2等等分點。如圖1-11所示。表1-2R：3DN的9釅折皺彎頭劃線尺寸(m)公稱直徑DN管子外徑DW彎曲半徑R折皺間距A外圓弧長度(取整數(shù))L折皺個數(shù)n加熱部分最大寬度b不加熱部分最小寬度m非加熱區(qū)寬度L1100125150200250300350400450500600108133159219273325377426480530630300375450600750900

20、105012001350150018009211713918419920921624725025227755070083011001395167019452220250027703320777789101011121364891061421501531601841871892072828324249565663636370506580105130160190210240260320圖1-11折皺彎頭的劃線再在管子反面的正中劃直線OO/，在直線O一O/與AB、A1B1、A2B2，各圓弧交點兩邊各截取b2=445mm，得T1、T2各點，如圖1-11所示。將A、B兩點分別與T3、T4相連，這些連線的

21、區(qū)域就是彎頭的折皺部位。第三節(jié)常用煨管設(shè)備管子煨彎分冷煨和熱煨兩種。冷煨是在常溫下對管子進行彎曲，既不需往管內(nèi)灌砂，也不需對煨彎管段進行加熱，便于操作，省人力、物力。鍍鋅鋼管、不銹鋼管及銅、鉛管等有色金屬管彎頭，采用這種方法煨制最為適宜。冷煨彎管必須依靠機具來加工。常用冷煨彎管設(shè)備有：手動彎管器、電動彎管機和液壓彎管機等。采用冷報彎膏機，一般可煨制公稱直徑不超過250mm的彎頭。當(dāng)煨制大直徑厚壁管道時，常采用中頻彎管機。采用冷煨彎管設(shè)備進行彎管時，彎頭的彎曲半徑不應(yīng)小于管子公稱直徑的4倍。當(dāng)用中頻彎管機進行彎管，彎頭的彎曲半徑只需不小于管子公稱直徑的15倍。金屬管道具有一定的彈性。在冷煨過程中

22、，當(dāng)施加在管子上的外力撤除后，彎頭會彈回一個角度。彈回角度的大小與管子的材質(zhì)、管壁厚度及彎曲半徑的大小等因寒有關(guān)；對于一般冷煨彎曲半徑為4倍管子公稱直徑的碳素鋼管，彈回角度大約為35。因此，在控制彎曲角度時，應(yīng)考慮增加這一彈回的角度。一、手動彎管器煨管手動彎管器分攜帶式和固定式兩種。可以煨制公稱直徑不超過25mm的管子，一般需備有幾對與常用管子外徑相應(yīng)的胎輪。攜帶式手動彎管器結(jié)構(gòu)如圖1-12所示。這種彎管器由帶彎管胎的手柄和活動擋板等部件組成。操作時，將所煨管子放在彎管胎槽內(nèi)，一端固定在活動擋板上，推動手柄，便可將管子彎曲到所需要的角度。這種彎管器的特點是輕巧靈活，可以在任何場合下進行煨彎作業(yè)

23、，最適宜于電器儀表等配管。圖1-12攜帶式手動彎管器1-活動擋板2-彎管胎3-連板4-偏心弧形槽5-離心臂卜手柄固定式手動彎管器結(jié)構(gòu)如圖1-13所示。它是目前施工中自制的一種常用手動彎管器。這種彎管器由定胎輪3、動胎輪2和推架等構(gòu)件組成，胎輪的邊緣都有向里凹陷的半圓槽，半圓槽直徑與被彎曲管子的外徑相符合。煨管時，先根據(jù)所煨管子的外徑和彎曲半徑，選用合適的胎輪，把定胎輪用銷子固定在操作平臺上，動胎輪插在推架上，把要彎曲的管子放在定胎輪和動胎輪之間的凹槽內(nèi)，一端固定在管子夾持器內(nèi)，然后推動手柄，繞定胎輪旋轉(zhuǎn)，直到彎成所需要的角度為止。圖1-13固定式手動彎管器1-手柄2-動胎輪3-定胎輪4-管子夾

24、持器二、電動彎管機煨管目前，常見的電動彎管機有WA27-60型、WB27108型及WY27159型等幾種。WA27-60型能彎曲外徑2560mm的管子；WB27108型能彎曲外徑38-108mm的管子；WY27159型能彎曲外徑51159mm的管子。圖114電動彎管機1-管子 2-彎管模 3-U型管卡 4-導(dǎo)向模 5-壓緊模電動彎管機由電動機通過傳動裝置，帶動主軸以及固定在主軸上的彎管模一起轉(zhuǎn)動進，行煨管。為電動彎管機煨管示意。煨管時，先把要彎1曲的管子沿導(dǎo)向模放在彎管模和壓緊模之間，調(diào)整導(dǎo)向模，使管子處于彎管模和壓緊模的公切線位置，并使起彎點對準切點，再用U型管卡將管端卡在彎管模上，然后起動

25、電動機開始煨管，使彎管模和壓緊模帶著管子一起繞彎管模旋轉(zhuǎn)，到所需彎曲角度后停車，拆除U型管卡，松開壓緊模，取出彎管。在使用電動彎管機煨管時，所用的彎管模、導(dǎo)向模和壓緊模，必須與被彎曲管子的外徑相符，以免煨完后彎管質(zhì)量不符合要求。當(dāng)被彎曲管子外徑大于60mm時，必須在管內(nèi)放置彎曲心棒。心棒外徑比管子內(nèi)徑小1-1.5mm，放在管子起彎點稍前處；心棒的圓錐部分轉(zhuǎn)為圓柱部分的交線要放在管子的起彎面上。如圖1-15所示。心棒伸出過前，煨彎時會使心棒開裂；心棒伸出過后，又會使煨出來的彎管產(chǎn)生過大的圓度。心棒的正確位置可用試驗方法獲得。凡使用心棒煨管時，在煨管前應(yīng)將被煨管子管腔內(nèi)的雜物清除干凈，有條件時可在

26、管子內(nèi)壁涂少許機油，用以減小心棒與管壁的摩擦。圖1-15彎曲心棒的放置位置1-拉桿 2-心棒 3-管子的開始彎曲面三、液壓彎管機煨管液壓彎管機主要由頂胎和管托兩部分組成。頂胎的作用和電動彎管機的彎管模作用相同。管托的作用及形狀和電動彎管機上的壓緊模一樣。圖1-16為液壓彎管機外形。使用這種彎管機液壓煨管時，先把頂胎退至管托后面，再把管子放在頂胎與管托的弧形槽中，并使管子彎曲部分的中心與頂胎的中點對齊，然后開動機器，將管子彎成所需要的角度。彎曲后，開倒車把頂胎退回到原來位置，取出煨好的彎管，檢查角度。若角度不足，可繼續(xù)進行彎曲。圖1-16液壓彎管機1-頂胎 2-管托 3-液壓缸這種彎管機胎具簡單、輕便、動力大，可以彎曲直徑較大的管子。但是，在彎曲直徑較大的管子時，彎管斷面往往變形比較嚴重。因此，一般只用于彎曲外徑不超過44.5mm的管子。使用這種彎管機煨管時，每次彎曲的角度不宜超過90。操作中還需注意把兩個管托間的距離最好調(diào)到剛好讓頂胎通過。太小時，會造成頂胎頂在管托上，損壞彎管機；太大時，則在彎曲時管托之間的管段會產(chǎn)生彎曲變形，一向彎管質(zhì)量。四、中頻彎管機中頻彎管機是采用中頻電能感應(yīng)對管子進行局部環(huán)狀加熱，同時用機械拖動管子旋轉(zhuǎn)，噴水冷卻，使彎管工作連續(xù)不斷地協(xié)調(diào)進行。采用這種管機，可以彎制f32510mm的彎頭，彎曲半徑為管子公稱直徑的1.5倍，比焦碳加熱熱煨彎管提高工效近1