弯管的基本知识

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上次我们学习了弯管的基本知识，这次我们对管件的基本知识进行学习。

所为管件，顾名思义就是管路中的部件称为管件，管件的种类可分为弯头、三通、大小头、封头、异径弯头、翻边短接等，随着工业管路的需求品种可能更多。其中弯头分为长半径弯头和短半径弯头和异径弯头。三通分为三通、四通和多通。这其中分为等径和异径，大小头分为同心和偏心。翻边短接分为长型和短型。他们的类别和代号在GB/T12459-2005中可以查到。

1.5DN称为长半径弯头，1DN称为短半径弯头，也有的地方需要2DN、

2.5DN，但不属于12459-2005标准规定，我们通常也称为非标管件。

三通和四通有等径和异径之分，等径是指三个口径相等称为等径。三个口径不相等称为异径。

封头的形状有椭圆型、半球型、蝶型，在使用中中低压管道一般采用椭圆型，电力高压一般采用半球型。还有封头组合件、三通组合件等多种多样。

对管件的加工方面，一般多采用扩和缩两种加工工艺，就是以钢管做加工毛坯料，通过扩和缩的加工方法使其改变所需产品的形状，既能不破坏原有组织的结构和机械性能，又能保证所需管件用途的质量和机械性能。如推制弯头就是采用扩径的方法加工的一样。根据正常的1.5DN弯头扩径比例为1.4~1.5倍的比率比较理想，大小头和三通的加工工艺采用缩口的加工方法加工而成，封头采用钢板模压法压制而成。

下面咱们学习一下弯头推制过程作业指导书和三通作业指导书。然后学习一些金属材料知识。

根据GB12459-2005标准中碳钢及低合金钢无缝弯头的加工要求。以感应加热推制成型的加工工艺。我们编写的有作业指导书和工艺卡等文件。无缝推制弯头的原理是将无缝弯

头的坯料（无缝钢管）利用中频感应加热，以特殊材料的牛角芯棒为内模，由液压机装置为动力，通过轴向推进感应加热。使钢管坯料在通过芯棒进行弯制过程中同时扩径、同时弯曲，使金属材料晶间体重新分布，形成壁厚均匀、表面光滑的无缝弯头。弯头在推制成型过程进行中的工序由：原材料复检----下料----推制---整形---划线齐口---粗校口—热处理（合金钢）---坡口---精校口----尺寸检验---酸洗钝化（不锈钢）——喷砂----无损检测-----修磨------防腐------标示、包装-----产品终检-------成品入库。

原材料检验：原材料进厂后，质量管理部依据原材料验收规范对原材料进行检验，检验内容有外观检查，看管材表面有无凹坑、裂纹、划痕、重皮和壁厚不均匀、材质、型号。并且对化学成分进行分析。检验合格的原材料方能进行下料，下料时首先应按照下料工艺卡的数据用锯床进行下料。将下好的料段应标示清楚数量、规格、材质、必要时应标示编号移交下道工序进行推制。

在推制弯头前应对设备进行检查。包括心头芯杆是否匹配。水路、电路是否完好。并将涂刷好润滑剂的料段套在芯杆上。将芯头预热道700-800℃开始推制。推制温度为：碳钢一般为750-850℃，合金钢为900-950℃.并随时监控温度防止温差过大造成撕裂、翻边、起皱、包口等现象发生，造成废品。当第一杆管坯推制前止点时。关闭电源，停止加热，推制机退回原起始位置重新循环操作。为了方便推制弯头的型为尺寸更精确，我们还要趁热对弯头进行模压整形，这道工序我们称为整形。然后对弯头进行划线，按照弯头的结构尺寸用投影法画出弯头齐口线，用氧气气割齐头。然后对弯头进行粗校口、坡口。粗校口技术要求口径要圆。口径大小应在公差范围之内，约为±1%D左右。坡口角度：管件类一般为37.5°±2.5°。弯管一般为30°+5°，-0°。同时要求不能有偏口、斜口。结构尺寸过长或过短（详见标准公差表）。在各个工序间交接过程中我们实行三检制：既自检、互检、专检。并且制定有生产过程检验内控标准，让产品质量高于国家标准。做到保证出场

产品外在质量精内在质量优的目的。

对于合金钢和不锈钢，冷成型的管件要进行热处理。热处理也是钢制管件制造过程中很重要工序。热处理方法很多。但任何一种热处理工艺都是有加热保温冷却三个阶段组成。过程可用温度时间为坐标曲线图表示。

热处理通常所为的四把火既：退火、回火、正火、淬火。不锈钢热处理叫固溶处理。退火的目的：

1、降低钢的硬度、提高塑性。以利于切削加工及冷变形加工。

2、细化晶粒均匀钢的组织及成分，改善钢的性能。

3、消除钢中的残余内应力防止变形和开裂。

正火与退火两者的目的基本相同。但是正火温度高，冷却速度比退火稍快故正火钢的组织比较细，它的强度、硬度比退火高。淬火：将钢加热到适当温度经保温后快速冷却。淬火的主要目的是获得马氏体组织，以提高钢的硬度和耐磨性和硬度。根据不同材质和用途选用淬火的的冷却方式有水、矿物油、盐水溶液等。回火：将淬火后的钢加热到某一温度，保温一定时间冷却到室温。淬火钢虽有较高的硬度和强度，但较脆，并且工件内部残留着淬火内应力，必须经回火后才能使用。淬火钢回火的目的是：

1、减少或消除工件淬火时发生的内应力，防止工件在使用过程中发生组织转变，从

而保证工件的形状和尺寸不变，保证工件的精度。

2、使工件达到所要求的机械性能，通过回火提高钢的韧性。适当调整钢的强度和硬

度，以满足各种工件的要求。

3、稳定组织，使工件在使用过程中不发生组织转变，从而保证工件的形状和尺寸不

变。保证工件的精度。

在热处理过程中，对热处理操作应按照操作规范和热处理工艺卡的要求进行操作，并做好

相关的记录。

对热处理后的产品应进行喷砂除锈，不锈钢产品要求酸洗钝化处理。然后对管件才能进行无损检测。其中碳钢必须做磁粉检测、硬度检测、超声检测、渗透检测和水压试验等。按照工序经检验合格的管件进行标示、包装、入库、发运。

关于三通的制造工艺：

三通的制造工艺有热法和冷法两种制造工艺方法，所为热法是指采用管坯加热成型的工艺方法。热法三通主要工艺是将大于三通成品规格1.2D的管坯通过加热、压扁、缩口（既中间鼓凸）、开口、翻边、等工序制造而成。碳钢三通加热温度一般在870-930℃，较为合适，这种工艺适用于制造厚壁，对于薄壁不锈钢三通则采用冷成型方法较为合适，冷成型方法是将同等规格管坯在模具中利用介质水或油使其产生内压，经液压推制而生产出的三通。由于外有模具控制外型、内有内压控制而成型。所以此种方法生产的三通几何尺寸精确。壁厚比热压三通均匀，是现在国内较为先进的加工工艺。我公司引进的设备本月有望投入生产。不锈钢冷成型的管件（三通、弯头）要进行固溶热处理。固溶热处理是把不锈钢管件加热到一定温度1000-1100℃然后快速冷却。这种热处理方式只对不锈钢产品使用。不锈钢产品最后要进行酸洗钝化。主要目的是清楚表面氧化皮。钝化的主要作用是清除残酸形成保护膜，提高表面光洁度。

无损检测：

射线：对焊缝进行100%射线，要求Ⅱ级合格

超声：对焊缝进行100%超声，要求Ⅰ级合格对三通的主支管过渡区所有变形区进行100%超声，以确认无影响使用的缺陷存在，要求Ⅰ级合格。

磁粉：对三通的主支管过渡区所有变形区进行100%磁粉，以确认无影响使用的缺陷存在。要求Ⅰ级合格。

渗透：对不锈钢整体进行100%渗透，以确认无影响使用的缺陷存在。要求Ⅰ级合格。

金属材料知识：

金属材料一般可分为黑色金属和有色金属两大类。我们通常接触最多的钢为黑色金属。铁是指铸铁包括灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。其余各种碳钢、合金钢、普通钢、优质钢、工具钢、铸钢等均称为钢。有色金属有铜、钛、铅、锡、铝等其合金。普通的钢只保证其机械性能。如牌号A3、A4、A5多用于建筑。如牌号B3、B4、B5等多用于铁丝、铁钉、铆钉等用途。

优质碳素钢与普通碳素钢比较，含碳量得到严格控制，含硫、磷等杂质少。既保证机械性能又保证化学成分。如10#、20#、45#和某些含锰量较高的钢。如16Mn、20Mn等。也属于碳素钢的范围。

优质碳素钢的牌号用两位数字来表示，如20#钢，它表示含碳量0.2%左右。标准规定含碳量范围为0.17%---0.24%。如钢号后加A表示为高级优质钢，含杂质少。

碳素钢的硅元素可以增加钢水的流动性，锰可以减少硫的有害影响。但由于其含量不多对钢的强化作用不大，称为无害杂质。硫能使钢产生热脆性，磷可以使钢产生冷脆性。所以对其含量必须严加控制。一般碳钢均应把硫、磷含量控制在0.05%以下，20#钢标准规定其含量为0.04%。

所谓合金钢是在碳素钢的基础上加入的元素称为合金元素，合金钢按加入元素的多少可分为低合金钢（含合金元素总量≥10%）按用途可分为合金结构钢、合金工具钢、耐热钢、不锈钢耐酸钢等。我们公司经常用到的合金结构钢如16Mn耐热钢如12CrMo、15CrMo、Cr5Mo,不修耐酸钢有1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9。碳钢加热过程中始终温度不低于750℃时可不进行热处理。不锈钢在加工过程中，则必须进行热处理（固溶处理）以恢复完全奥氏体保证耐晶间腐蚀性能。热处理规范为加热1000---1100℃水淬。20#钢的适宜加工温度为

800—1100℃.合金钢适宜加工温度为900---1150℃左右。如果加热温度过高或时间过长，会发生过热、过烧现象。影响使用性能。过热会使金属晶粒长大，机械强度降低，甚至产生裂纹。过热时钢可以通过热处理使晶粒细化进行补救。但过烧的的钢因其发生焦脆、失去塑性。而称为废品，无法补救。10#、20#等碳钢钢的过热温度为1100℃---1250℃左右。过烧最高温度为1250℃--1400℃.管线钢也属碳素钢范围，过热温度超过1100℃晶间粒度将增大出现过热。我公司轧型工艺均属锻造工艺范围。低碳钢熔点在1500℃。