4-21 热弯弯头制作要求是什么?
答:热弯弯头的制作有充砂手工热弯和机械热弯两种方式。热弯弯头制作要求如下。
(1)充砂手工热弯 充砂手工热弯有下列工序:充砂、划线、加热、弯管、检查、校正和除砂。热弯弯头的弯曲半径不得小于管子公称通径的3.5倍。弯曲后管壁变薄不得超过按计算所需壁厚的15%。
填充用砂应用洁净、干燥而耐高温(1000℃左右不熔化)的河砂或海砂。砂子的粒度应根据管径的大小按表4-29选用。
充砂一般在充砂台上进行,分段填充,每充一段,捣实砂子一段。填实砂子时,可用铁棍往下捣,或用锤子以及机械在管壁上敲击振实。当经过敲击而砂面不再下降,且发出的声音实而沉时,表明已捣实。砂子充实后,用木塞或钢塞堵牢,木塞尺寸见表4-30,钢塞如图4-18所示,都可以多次使用。

图4-18 钢塞
表4-29 热弯钢管填充砂子的粒度

表4-30 木塞尺寸

注:d为管子内径。
将打好砂的管子用白铅油划出起弯点、弧长及弯头中心线后,放入炉中加热。一般采用地炉加热,用焦炭或木炭做燃料,有条件的也可采用天然气和煤气做燃料,不宜用煤,因为烧煤加热管子,易引起局部过热,且煤中含硫量大,会损坏管子。
碳素钢管一般加热到950~1000℃的温度,管面的氧化层(轧制钢管时形成的保护层)呈蛇皮状并开始剥落时,即管内砂子已经热透,可以开始弯管。弯头最好一次加热后弯成。如管壁温度在弯曲角尚未弯成时,而温度降至700℃以下时,则应重新加热。管壁温度可由表4-31所列的管壁发光颜色来判定。
表4-31 管壁加热时的发光颜色

手动弯管工作一般在弯管平台上进行,如图4-19所示。将烧红的管子一端卡稳在弯管平台3的两个固定销之间,扳动管子自由端进行弯曲。公称通径DN100以下的管子,可用大管套着自由端用手工弯管;较大直径的管子则用钢丝绳缚牢自由端,用提升机匀速缓慢拉动钢丝绳而使管子弯曲。采用提升机拉动时,钢丝绳与管子的夹角应保持90°左右,一般用导向滑轮控制在90°±15°范围内。

图4-19 弯管平台上手动弯管(https://www.daowen.com)
a)应用样杆弯管 b)应用样板弯管
1—挡管桩 2—垫片 3—弯管平台 4—管子 5—样杆(样板) 6—夹箍 7—钢丝绳
当一管段已弯曲到所要求的弯曲角度时,随即可用冷水浇冷该部分,继续弯曲其余部分,直到与样板完全相符为止。由于钢管冷却时自行弯回3°~5°,故在弯管时应比样板多弯3°~5°。
在弯管过程中,如发现管子圆度过大、鼓包或出现较大折皱,应立即停止弯曲,并趁热用锤子修整。弯头弯成后,应趁热在弯曲部分涂以矿物油,以防锈蚀。
弯制好的弯头应进行质量检查,外圆弧应均匀、不扭曲,表面不应有裂纹、重皮、麻面等缺陷。热弯弯管的圆度、凸凹不平度和弯头弯曲半径的允许偏差见表4-32。
表4-32 热弯弯管的圆度、凸凹不平度和弯头弯曲半径的允许偏差

注:圆度指弯管中部同一截面最大外径与最小外径之差。
充砂热弯弯头弯制时,可能出现的各种缺陷及原因见表4-33。
表4-33 弯管缺陷及原因

(2)机械热弯 机械热弯可分三类:弯头整体加热后在通用弯管机或压力机上弯曲,如热推弯头、压制弯头等,一般由专门的生产厂家生产;在中频感应加热弯管机上弯曲;在火焰加热弯管机上弯曲。
中频感应加热弯管和火焰加热弯管,就是连续不断地弯曲一小段管子。管子置于中频感应圈内或火焰加热区内。这两种方法原理基本相同,所不同的是加热源一个是中频感应圈加热,另一个是氧乙炔火焰。根据弯管的受力形式,分为拉弯和推弯两种,如图4-20所示。

图4-20 中频弯管和火焰弯管示意图
a)拉弯 b)推弯
1—管子 2—支承滚轮 3—加热圈 4—加热区 5—夹头 6—转臂 7—电动机 8—减速机 9—推力轮 10—推力挡板
1)中频感应加热弯管的特点是:①中频感应弯管机结构简单,电动机功率小。②不需要弯管模具。对不同直径的管子,只要配置一套感应圈即可;对不同的弯曲半径,仅改变机床旋转中心至管子的垂直距离即可。③加热非常迅速,热效率高,工件表面氧化皮少;可根据管径和壁厚,选择最佳的加热和弯管规范,所以特别适用于弯制小批量、大口径、非标准弯曲半径的弯头。④弯管质量好,圆度一般均≤5%。⑤初次投资多,中频感应弯管机耗电量大。⑥弯头外侧壁厚减薄量较大,当相对弯曲半径(等于弯曲半径与管径之比)为1.5时达25%左右。
2)火焰加热弯管的特点是:①设备简单,制造方便,成本低,耗电小,维修容易。②不需要弯管模具。对不同直径的管子,只要配置一套加热圈即可;对于不同弯曲半径,仅需改变管子夹头与旋转中心的距离。适用于弯制小批量、非标准弯曲半径的弯头。③弯管质量好,圆度一般均<5%;但外壁减薄量较大,当相对弯曲半径为1.5时达25%左右。④采用火焰加热,较难控制温度稳定。