浅谈长输管道中大管径冷弯管弯制技术

曾士伟

辽河油田建设有限公司 辽宁盘锦 124010

1 冷弯管制作工序

弯管机大致可以分为数控弯管机，液压弯管机等。根据工程的管径大小选择弯管机的大小，长输管道中通常使用的是液压弯管机。

防腐管必须选用具有出厂合格证的管材，冷弯管制作应采用直缝埋弧焊钢管（SAWL）、螺旋缝埋弧焊钢管（SAWH）和无缝钢管，高频焊钢管（HFW）应通过试验确定。钢管的质量性能应符合GB/T9711，Q/SYGJX101，Q/SYGJX102，Q/SYGJX103 的 相关要求。钢管外防腐层可为三层结构聚乙烯。

外径为914mm 以下、L485/X70 及以下钢级的冷弯管制作可采用直缝埋弧焊钢管或螺旋缝埋弧焊钢管，外径为914mm-1219mm，L485/X70 或L555/X80 的冷弯管制作应采用直缝埋弧焊钢管。冷弯管制作宜选用同钢级、同规格、同批次的钢管。

2 冷弯管制作要求

冷弯管制作的环境温度不得低于-15℃，不得高于50℃。弯管机进行管材的弯曲和板料的弯曲一样。在纯弯曲的情况下，外径为D，壁厚为t 的管子受外力矩M 的作用发生弯曲时，中性层外侧管壁受拉应力σ1 作用，管壁变薄；中性层内侧管壁受拉应力σ1 作用，管壁变厚。而且横截面的形状由于受合力F1 和F2 的作用由圆形变为近似椭圆形，当变形量过大时，外侧管壁会产生裂纹，内侧管壁会出现起皱。管材的变形程度，取决于相对弯曲半径R/D和相对厚度t/D 数值的大小、R/D 和t/D 值越小，表示变形程度越大。为保证管件成形质量，必须控制变形程度在许可范围内，管材弯曲成形极限不仅取决于材料的力学性能和弯曲方法，而且还考虑管件的使用要求。

3 冷弯管缺陷分析及注意事项

弯曲时，管子在外力距作用下，其中性层外侧臂壁受拉应力作用而减薄，内侧受压应力作用而增厚，合力使管子横截面发生变化。对于此种缺陷规定壁厚减薄率来控制产品质量。弯胎的精度也是影响弯管质量的因素之一。我们在弯胎制造时，除规格尺寸要求控制在一定公差范围时，同时也要求用户在使用时根据弯制管径选择相应的弯胎。管材本身的可弯曲性能与表面腐蚀情况，亦可能影响到弯管质量。现场施工时，操作者亦需了解被加工管道的材料，加工性能和对表面腐蚀情况做出判断[1]。

4 冷弯管加工

放下弯管机的托管模、推管模，用履带吊将钢管装入弯管机的托管模上并支撑稳定。将绞车缆绳挂在管子末端，使绞车拉着管子向弯管机前部移动，使管子的起始进给量标志与弯管机推管模上的基准标志对齐。在管子被完全装入弯管机后，将芯轴放入钢管内并定位芯轴。利用推管模、托管模及校平基准标记使管子保持水平。利用推管模和弯曲基准标记使管子弯曲。利用角度测量仪，对管子的最初的3 次弯曲角度进行检查，以保证合格的弯曲角度。此外，对最后2 次弯曲角度进行检查，以保证整根管子弯曲角度合格。卸下推管模、托管模，使其恢复到原来的位置，卸出芯轴。利用吊车将弯好的管子从弯管机前部卸下，放到弯管堆放处[2]。

5 冷弯管弯制控制要点

经常检查弯管机、内胎芯、上模具、下模具及夹具的工作状况，发现问题及时修理。内胎芯、上模具、下模具及夹具的聚氨酯保护层厚度至少为10mm。钢管进入弯管机时应缓慢，防止防腐管碰伤。

在弯管操作前，应首先确定弯管机芯轴定位基准标志，然后建立牵引间隔基准标志、管子校平基准标志及弯曲基准标记。

建立芯轴基准位置时，将芯轴准确地放置于弯管模下面，每次弯管操作时都要保持其位置不变。

建立牵引间隔基准标志。在弯管过程中，管子在弯管机内每次至少按0.9m 或0.45m 的进给量（根据弯曲半径而定）向前移动，以保证每次进给量的弯曲角度大致相同。各个进给量间隔在管子的外表面做出标记，同时在推管模衬里上做出标记[3]。

每次进给完毕后，检查螺纹焊道是否在弯管机上磨具的正下方，如果是，则适当增大进给量，调整螺纹焊道与上模具正中间的相对位置，经验表明应错开至少300mm，否则在弯管时，钢管很容易出现褶皱。

24m 长钢管是国内标准12m 长钢管的2 倍，而弯管机自带的两个钢管支撑轮间距只有6m，在弯管过程中，因钢管过长、支撑轮间距太窄，而造成管子偏重，一端上翘，使弯管机绞车缆绳和液压泵受力过大，极易损坏; 同时，偏重使得管子上翘一端的FBE防腐层容易压伤，钢管变形。根据现场情况，在距弯管机起升缸一侧支撑轮8m 的位置增加了一组滑轮支撑。新增支撑轮的高度与弯管机支撑轮的高度水平或略低，支撑基础用12mm 厚钢板与弯管机相连，保证弯制时，该支撑的稳定性。