焊接彎頭

　　焊接彎頭即為“蝦米彎”，它可在管道上或鋼板上切割下料后焊制而成，其規格可為很大。彎的節數與彎曲半徑由制作者自由確定。焊接彎不很圓順，兩者的彎曲半徑均不大，一般為管道直徑的1倍左右。

　　分類

　　焊接彎頭的分類方法，按它的曲率半徑來分，可分為長半徑彎頭和短半徑彎頭。長半徑彎頭指它的曲率半徑等于1.5倍的管子外徑，即R=1.5D.短半徑彎頭指它的曲率半徑等于管子外徑，即R=D。公式中的D為彎頭直徑，R為曲率半徑。最常用的是為1.5D的彎頭，如果在合同中沒有注明是1D或者1.5D，那么是要優化選用1.5D的。我國最常用的執行標準有GB/T12459-2005，GB/13401-2005,GB/T10752-1995.

　　壓力等級分類

　　若按壓力等級來分，大約有十七種，和美國的管子標準是相同的，有：Sch5s、Sch10s、Sch10、Sch20、Sch30、Sch40s、STD、Sch40、Sch60、Sch80s、XS;Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160、XXS，其中最常用的是STD和XS兩種。按彎頭的角度分，有45°彎頭，有90°彎頭和180°彎頭。這樣一來彎頭的種類是很多的，定貨時定單常采取如下表示方法：如"LR　STD　90°　8"，表示長半徑，壓力等級為STD，90°的8"彎頭;又如，"SR　XS　45°　4"表示短半徑，壓力等級為XS，45°的4"彎頭。以上為彎頭的大概分類情況。 三通，一般有兩種。三個口直徑相等的為等直徑三通，兩端直徑相同，但匯流端直徑與其它兩個直徑不同稱為異徑三通。表示方法如下：對于等徑三通，比如"T3"三通則表示外徑是3英寸的等徑三通。對于異徑三通，比如"T4×4×3.5"表示同徑為四英寸異徑為3.5英寸的異徑三通。壓力等級和彎頭的壓力等級都是一樣的，其規格范圍也是一樣的。

　　大小頭，也是這個分法。大小頭的表示方法是大頭直徑乘以小頭直徑，例如"8×6"表示大頭直徑是8英寸，小頭直徑是6英寸的大小頭。

　　焊接彎頭的材質劃分

　　碳鋼: ASTM/ASME A234 WPB、WPC

　　合金: ASTM/ASME A234 WP 1-WP 12-WP 11-WP 22-WP 5-WP 91-WP911、15Mo3 15CrMoV、 35CrMoV

　　不銹鋼:ASTM/ASME A403 WP 304-304L-304H-304LN-304N

　　ASTM/ASME A403 WP 316-316L-316H-316LN-316N-316Ti

　　ASTM/ASME A403 WP 321-321H ASTM/ASME A403 WP 347-347H

　　低溫鋼:ASTM/ASME A402 WPL3-WPL 6

　　高性能鋼: ASTM/ASME A860 WPHY 42-46-52-60-65-70

　　結構

　　焊接彎頭的外表

　　作為焊接彎頭的外表來說，那么我們說一下焊接彎頭的外表吧。 焊接彎頭的外表都是固定的，當然，一般焊接彎頭的外表都是根據鋼管的不同而進行選擇焊接彎頭的不同知識，所以來說，為了保障焊接彎頭的外表，通常鋼管進來以后，如果沒有被院子之中的雨水沖洗過，那么焊接彎頭經過高溫的推制，一般焊接彎頭的外表都是出現了藍色，當然， 如果被雨水沖洗過，我們在進行經過高溫進行加熱，所加熱出來的焊接彎頭的表面顏色都是紅色的。但是整體來說，我們保證鋼管不被雨水沖洗是很難的，因為就是夏天院子之中被雨水有霧水沖洗過以后，那么所推制出來的焊接彎頭的表面也是紅色的。

　　制作方法

　　技術要求

　　幾何尺寸包括外徑、內徑、壁厚。還要求控制曲率半徑。比如半徑長度為1.5D，那么曲率半徑必須在所要求的公差范圍之內。由于這些管件大多數用于焊接，為了提高焊接質量，端部都車成坡口，留一定的角度，帶一定的邊，這一項要求也比較嚴，邊多厚，角度為多少和偏差范圍都有規定，幾何尺寸上比管件多了很多項。表面質量和機械性能基本和管子是一樣的。為了焊接方便，和被連接的管子的鋼種是相同的。第四，就是所有的管件都要經過表面處理，把內外表面的氧化鐵皮通過噴丸處理噴掉，再涂上防腐漆。這既是為了出口需要，再者，在國內也是為了方便運輸防止銹蝕氧化，都要做這方面的工作。第五，就是對包裝的要求，對于小管件，如出口，就需要做木箱，大約1立方米，規定這種箱子中的彎頭數量大約不能超過一噸，該標準允許套裝，即大套小，但總重量一般不可超過1噸。對于大件就要單個包裝，像24〃的就必須單個包裝。另外就是包裝標記，標記是要注明尺寸、鋼號、批號、廠家商標。在管件上要打上鋼印，并附有裝箱單和質保書等文件。

　　生產工藝

　　焊接彎頭生產的工藝流程，若做長半徑彎頭，要先選定規格，提出管料。擴徑率，通過理論計算，一般擴徑率在33%-35%之間，倒推回去。短半徑219mm的一般的擴徑率為50%.選好原料后，按彎頭規格下料，再考慮曲率半徑， 比如，90°的彎頭，通過其曲率可以算出下多長料可加工出90°的彎頭。通過理論計算可算出，然后以該長度為定尺進行切斷。最后把料進行熱推制。推制機大家可能都看過，實際很簡單。它是一個牛角狀芯頭或芯棒，芯棒由細變粗，推制過程是一個擴徑帶彎曲的過程。后邊有支撐，把下料管段穿入芯棒，后邊有一牌坊架將芯棒固定。中間有一小車，小車有的通過液壓傳動，有的通過機械傳動即絲杠傳動，然后往前推小車。小車推著管子順著芯棒往前走，芯棒外有一個感應圈，把管子加熱，加熱好，然后小車把管子推下，就加工好一個。推好后，彎頭要就此熱狀態下進行整形。因為有的彎頭處理不當后，就會扭曲，這是不允許的。另外，推頭后一般都是前端外徑大，要通過整形模進行整形。整形模實際上是一個壓力機，要有一套模具，兩個半圓弧，上下各一個。整形后的外徑就達到了成品的尺寸要求了。壁厚就以來料的壁厚進行控制。彎頭和管子的壁厚公差都是相同的，均為±12.5%.在推制過程中，正常情況下壁厚不應當發生變化，但如果因為工具原因，有的地方會發生減壁現象，所以一般提料時，壁厚要加一些余量，如彎頭是8.18mm的壁厚，一般都提8.5mm左右的管子，防止在推制時由于局部減厚而超差。整好形后，彎頭的外徑、壁厚尺寸都達到了要求。下面就進行精整工序，經過噴丸處理，把彎頭內外表面的氧化鐵皮去除，把兩端進行坡口處理以便于焊接。再經過檢查、打鋼字、噴涂漆、包裝等工序后，就可以出廠了。以上是24〃以下以無縫鋼管作為原料的彎頭生產方法，超過24〃以后即600mm以上的，最大彎頭在2.032米~2.80米之間，是用鋼板做的。把鋼板按要求裁成料后，像UOE成型，也是通過沖模沖壓沖成圓形。有兩半然后再拼合、焊接。由于焊縫的存在，所以要進行無損探傷。由于有焊接應力的存在，所以還要進行熱處理。焊接彎頭多了兩道工序：一是探傷，一是熱處理。其他程序相同。

　　三通的生產工藝也基本是如此。要根據三通的不同規格進行下料。下料后先要噴砂，要在成形前將表面的氧化鐵皮去除。成形則采用液壓鼓脹法成形。有模具，模具底部平直，上邊有凸緣孔。將管子放入后，管子用液壓缸固定，兩邊充入液體向內凸脹，把管擠成"凸"字形，再把凸起處從適當位置切除，也打成坡口。它要經過兩次噴丸處理。由于加工過程中，有加工硬化，所以也需要熱處理。管件的生產工藝流程就是這些情況。

　　需要再說明的是切斷，要求一定采用切管機，再有鋸床，大一些的規格就采用火焰切割。無論采用什么方法，一定要保證管端平直、無毛刺、定尺準確。否則，在推制過程中，管端容易破裂。推制這方面的技術問題，在于工具設計。若設計的好，推出來的型比較正，基本符合要求。有的廢品較多，主要是由于工具問題。設計主要是憑經驗。還需要有經驗的工人不斷修磨，才能投入正常使用。工具很重要。另外，推制都采用液壓的推制方法。液壓推制速度可調。大彎頭與小彎頭的推制速度是不同的，加熱速度也不相同。另外用液壓推制的變形也比較平穩。機械推制的方法已經不很多了，加熱也比較重要。老式的加熱采用煤氣爐，把管子加熱，都改用中頻加熱。約在70年代以后我國的這種加熱方式才過關。這種方法溫度比較好控制，加熱也比較均勻。通過調節線圈的個數來控制加熱溫度。若是燒咀，就不太好控制。另外推制前要預熱。芯棒預熱后再固定管子。中頻加熱技術的采用對彎頭生產是很大的進步，產量、質量都有很大提高。

　　工藝流程

　　無縫彎頭:彎頭是用于管道轉彎處的一種管件。在管道系統所使用的全部管件中，所占比例最大，約為80%。通常，對不同材料或壁厚的彎頭選擇不同的成形工藝。制造廠常用的無縫彎頭成形工藝有熱推、沖壓、擠壓等。

　　熱推成形

　　熱推彎頭成形工藝是采用專用彎頭推制機、芯模和加熱裝置，使套在模具上的坯料在推制機的推動下向前運動，在運動中被加熱、擴徑并彎曲成形的過程。 熱推彎頭的變形特點是根據金屬材料塑性變形前后體積不變的規律確定管坯直徑，所采用的管坯直徑小于彎頭直徑，通過芯模控制坯料的變形過程，使內弧處被壓縮的金屬流動，補償到因擴徑而減薄的其它部位，從而得到壁厚均勻的彎頭。

　　熱推彎頭成形工藝具有外形美觀、壁厚均勻和連續作業，適于大批量生產的特點，因而成為碳鋼、合金鋼彎頭的主要成形方法，并也應用在某些規格的不銹鋼彎頭的成形中。

　　成形過程的加熱方式有中頻或高頻感應加熱(加熱圈可為多圈或單圈)、火焰加熱和反射爐加熱，采用何種加熱方式視成形產品要求和能源情況決定。

　　沖壓成形

　　沖壓成形彎頭是最早應用于批量生產無縫彎頭的成形工藝，目前，在常用規格的彎頭生產中已被熱推法或其它成形工藝所替代，但在某些規格的彎頭中因生產數量少、壁厚過厚或過薄。

　　產品有特殊要求時仍在使用。彎頭的沖壓成形采用與彎頭外徑相等的管坯，使用壓力機在模具中直接壓制成形。

　　在沖壓前，管坯擺放在下模上，將內芯及端模裝入管坯，上模向下運動開始壓制，通過外模的約束和內模的支撐作用使彎頭成形。

　　與熱推工藝相比，沖壓成形的外觀質量不如前者;沖壓彎頭在成形時外弧處于拉伸狀態，沒有其它部位多余的金屬進行補償，所以外弧處的壁厚約減薄10%左右。但由于適用于單件生產和低成本的特點，故沖壓彎頭工藝多用于小批量、厚壁彎頭的制造。

　　沖壓彎頭分冷沖壓和熱沖壓兩種，通常根據材料性質和設備能力選擇冷沖壓或熱沖壓。

　　冷擠壓彎頭的成形過程是使用專用的彎頭成形機，將管坯放入外模中，上下模合模后，在推桿的推動下，管坯沿內模和外模預留的間隙運動而完成成形過程。

　　采用內外模冷擠壓工藝制造的彎頭外形美觀、壁厚均勻、尺寸偏差小，故對于不銹鋼彎頭特別是薄壁的不銹鋼彎頭成形多采用這一工藝制造。這種工藝所使用的內外模精度要求高;對管坯的壁厚偏差要求也比較苛刻。

　　中板焊制

　　用中板用壓力機做成彎頭剖面的一半，然后把兩個剖面焊接到一起。這樣的工藝一般用來作DN700以上的彎頭的。

　　其它成形

　　除上述三種常用的成形工藝以外，無縫彎頭成形還有采用將管坯擠壓到外模后，再通過管坯內通球整形的成形工藝。但這種工藝相對復雜、操作麻煩，且成形質量不如前述工藝，故較少采用。

　　技術參數

　　彎頭英文對照表

　　彎頭 elbow

　　異徑彎頭 reducing elbow

　　帶支座彎頭 base elbow

　　長半徑彎頭 long radius elbow

　　短半徑彎頭 short radius elbow

　　長半徑180°彎頭 long radius 180°elbow

　　短半徑180°彎頭 Short radius180°elbow

　　帶側向口的彎頭(右向或左向) side outlet elbow (right hand or left hand)

　　雙支管彎頭( 形) double branch elbow

　　衛生級快裝彎頭Stainless quick elbow

　　不銹鋼彎頭Stainless elbow

　　螺紋彎頭threaded elbow

　　快裝彎頭 quick elbow

　　90°彎頭 90°Elbow

　　承插焊彎頭 socket welded elbow

　　螺紋彎頭 threaded elbow

　　執行標準

　　日本標準

　　標準號 描述

　　JIS B2311 通用鋼制對焊管件

　　JIS B2312 鋼制對焊管件

　　JIS B2313鋼板制對焊管件

　　JIS B2316 鋼制承插焊管件

　　管件執行標準之美國標準：

　　標準號 描述

　　ASME/ANSI B16.9 工廠制造的鍛鋼對焊管件

　　ASME/ANSI B16.11 承插焊和螺紋鍛造管件

　　ASME/ANSI B16.28 鋼制對焊小半徑彎頭和回頭彎

　　ASME B16.5 管法蘭和法蘭配件

　　MSS SP-43 鍛制不銹鋼對焊管件

　　MSS SP-79 承插焊異徑插入件

　　MSS SP-83 承插焊和螺紋活接頭

　　MSS SP-97 承插焊、螺紋和對焊端的整體加強式管座

　　電力標準

　　標準號 描述

　　GB2000火電發電廠汽水管道零件及部件典型設計手冊

　　DL/T515-93電站彎管

　　D-GD87-1101 管道零件及部件典型設計

　　管件執行標準之化工標準：

　　標準號 描述

　　HGJ514碳鋼、低合金鋼無縫對焊管件

　　HGJ528 鋼制有縫對焊管件

　　HGJ10 鍛鋼制承插焊管件

　　HGJ529 鍛鋼制承插焊、螺紋和對焊接管臺

　　HGJ-44-76-91 鋼制管法蘭、墊片、緊固件

　　HG20592-20635 鋼制管法蘭、墊片、緊固件

　　中石化標準

　　標準號 描述

　　SH3406 -1996石油化工鋼制管法蘭

　　SH3408 -1996鋼制對焊無縫管件

　　SH3409-1996 鍛鋼制承插焊管件

　　SH3410 -1996鍛鋼制承插焊管件

　　SH3065-1994石油化工管式爐急彎彎管技術標準

　　國家標準

　　標準號 描述

　　GB12459-2005 鋼制對焊無縫管件

　　GB/T13401 鋼板制對焊管件

　　GB/T14383 鍛鋼制承插焊管件

　　GB/T10752-1995船用鋼管對焊接頭

　　GB/T17185-1995鋼制法蘭管件

　　管件執行標準之中石油標準：

　　標準號 描述

　　SY/T0510-1998 鋼制對焊管件

　　SY/T5257-2004 鋼制彎管

　　02S403 鋼制管件國家建筑標準

　　船用標準CB/T3590-94 鋁黃銅彎頭