油气钢制管道冷弯管制作工艺研究

来源:用户上传      作者: 徐鹏

　　摘要：文章总结了在西气东输、川气东送等国家重点工程施工中的钢制管道冷弯管制作工艺，对其工艺原理、工艺流程及操作要点、质量要求进行了阐述。该项施工工艺具有施工质量好、施工效率高、操作简单、劳动强度低、施工人员少、成本低等优点，具有良好的应用前景。
　　关键词：油气钢制管道；冷弯；基准点
　　
　　 前言
　　钢管冷弯已成为油气管道施工中不可缺少的重要工序，尤其是在丘陵、山区的管道施工中，由于受地形地貌的影响，冷弯管的需求更大。在西气东输、川气东送等国家重点工程的管道施工中，我们针对工程所用管材的具体情况进行了大量的、有针对性的试验，探索出了一整套最佳的冷弯制作工艺，具有很好的指导和借鉴作用。
　　1、工艺原理
　　钢管冷弯是由设在简易平台上的液压控制系统发出操作指令，液压驱动的绞盘使钢管穿过冷弯机，钢管在轮廓相仿的模具内移动自如，胎芯在钢管内行走自如，并定位于弯曲部位，标准指示器拉杆确保钢管始终均匀弯曲，升降楔自动加紧钢管，以防扭曲变形。钢管在弯管机上以相同的弯曲间隔基准向前推进，在每一间隔都弯曲同样的角度。
　　2、工艺流程及操作要点
　　2.1工艺流程（见下页图1）
　　2.2操作要点
　　2.2.1 直管验收
　　检查已防腐母管的表面是否有油污、凹坑、弯曲、防腐层褶皱、防腐管编号及管号的标识不清晰或书写错误、结疤、机械损伤及外观缺陷。
　　2.2.2 确认弯管基本参数
　　弯管曲率半径、弯曲角度、弯管管体椭圆度、弯管平面度、弯管褶皱深度、弯管减薄率等。
　　2.2.3 弯管制作
　　（1）弯管机的起动
　　确保发动机操作手柄处于较低位置；按下发动机油压优先按钮，直到发动机油压处于绿色指示灯状态；转动发动机启动开关，启动后放开；若天冷让发动机慢速旋转以预
　　热，操作时发动机应在1500转运行；通过液压缸推动栓紧外胎到极限位置以检查液压柄将胎芯驶入钢管内。起重设备应将钢管降低到水平位置并向前移动使其进入弯管机，但不能超越弯曲外模的前端，这样可以非常容易的确保胎芯在外模下建立基准位置。
　　（4）设置基准点
　　①胎芯----顶模基准点设定
　　胎芯必须准确地定位在顶模下，并在每次弯曲时都保持在此位置。否则，钢管会出现变形或其他破坏。由于操作过程中胎芯是深入钢管内部的，操作手无法看到胎芯，就需要一个外部的基准来定位。胎芯的头部边缘应超出顶模前端30cm，胎芯定位好后，应在前端系一钢丝绳，在弯管机前端12m处予以打桩固定。
　　②弯曲间隔基准点设定
　　在弯曲过程中，钢管在事先确定的间隔下在弯管机上向前推进，在每一间隔都弯曲同样的角度，用记号笔标在钢管面向操作手的一侧，以便操作手很容易地看到标识。钢管每推进一次都停下来进行一次弯曲，在弯曲外胎的衬里也应标上间隔基准，以便钢管的间隔基准有一个参考。
　　③钢管水平基准点的确定
　　钢管每次弯曲的角度是在水平基准和弯曲基准之间测量的，两个基准都应建立并标在外侧液压缸的计量杆上。小心地向前推动弯曲外胎操纵杆，直到弯曲外胎托着钢管轻轻地接触顶模为止，然后放开阀杆，使钢管回到原来位置；向前推动栓紧外胎操纵杆，使栓紧外胎向上夹着钢管，然后松开操纵杆，保持栓紧外胎的位置不动；测量顶模前端的底边到管顶的距离，然后测量其后端底边到管顶的距离；对比连个结果，第一个测量尺寸应比顶模后端的测量尺寸小6-7mm，这样可使钢管在顶模的中前部开始弯曲（如果钢管先从顶模的后半部开始弯曲会产生变形）；当弯管机内的钢管处于水平时，标在刻度杆上。
　　④钢管弯曲基准的确定
　　使钢管升到水平位置，向前推动弯曲外胎操纵杆直到水平基准标志稍微露出一点在向导圈上面，然后松开操纵杆使弯曲外胎停留在此位置；向前推动栓紧外胎操纵杆直到栓紧外胎紧紧地拴住钢管，然后松开操纵杆；若水准基点标志仍在向导圈上面一点，向后轻轻拉动弯曲外胎使基准标志接触向导圈；用胎芯操纵杆涨紧胎芯；钢管找平后，开始弯曲钢管，但只是微量的，一点一点增加到所要求弯曲的量达到要求为止；按第一个标志位置开始对钢管进行后续的弯曲，直到达到所要求的角度为止。
　　当弯曲钢管的管径发生变化时，上述四个基准需重新设定。
　　（5）弯制工艺
　　刚性基准和楔块在最低位置，钢管从固定端放入弯管机；将胎芯从刚性基座上驶入钢管中；将钢管抬高直至管端达到固定端，用绞车吊住，即为第一弯制位置；将胎芯放入钢管中的正确位置，胎芯头部边缘超出顶模前端30cm；涨开胎芯，胎芯的最大工作压力为100kg/cm2；将刚性基座升到水平基准，钢管触到模具的最低点且不在棍子上，标好弯制表的刻度，即为弯管的起始位置；开动楔块液压缸直到钢管被放到辊子上，管夹自动打开；收缩胎芯，第一弯制周期结束。用绞车将钢管放到下一位置，重复进行下一弯制周期。钢管弯制完毕后，应从弯管定位端将钢管收出。
　　2.2.4 产品标志
　　（1）标识位置：从管端150mm处开始在每一弯管一端的内外表面沿圆周方向标识；
　　（2）标识特征：字符使用白色喷漆，严禁使用冲模锤标识；
　　（3）标识项目：材质、弯曲角度、钢管外径、壁厚、曲率半径、制作单位。
　　2.2.5 弯管堆放
　　弯管不得与地面直接接触；堆放时每根至少设置三个支墩，且弯管距地面不应大于200mm；堆放高度不应超过三层，堆放时在每根弯管的3-5处缠绕尼龙袋（绳），避免管体相互接触碰撞；冷弯管坡口应用管径相同的管卡予以保护，并确保运输中不脱落。
　　2.2.6 弯管吊运
　　钢管的装卸必须使用尼龙袋或专用吊钩，不得损伤防腐层；吊钩的荷载不应小于管重5倍的安全系数，沟宽不小于70mm，深度不小于60mm，与管内壁接触面做成相应弧度。装卸操作应轻起轻放，避免钢管与其他物体相互碰撞或摩擦；操作现场有专人指挥，摘钩时由两人同时摘钩，手提吊钩移离管体。管端坡口在吊装、运输时，必须采取保护措施，不得损伤；运输钢管的货车不得有杂物，避免在运输中擦伤钢管，不应使用车底或车帮有金属突出物的货车。每车钢管都应进行柔性捆扎，防止运输过程滑窜、碰撞造成防腐层损坏。
　　3、质量要求
　　弯管质量检查项目
　　序号 检查项目 技术要求 检测方法
　　1 外观检查 防腐层应平滑、无暗泡、麻点、褶皱、裂纹 目测
　　2 针孔 无漏点 电火花检漏仪
　　3 弯曲处椭圆度 ≤0.02D 内径千分尺
　　4 管端椭圆度 ≤0.006D 内径千分尺
　　5 弯曲角度 ±0.50 角度测量仪
　　6 褶皱深度 ≤3mm 板尺、卡尺
　　7 平面度 ≤25mm 板尺
　　8 焊缝位置 9点到10点或3点到2点之间（不含9点、3点） 目测
　　
　　4、结语
　　利用本工艺进行冷弯管制作，精度高、质量好、不留质量隐患，最根本的解决了弯曲处钢管失圆和褶皱的现象；且施工效率高、操作简单、劳动强度低、施工人员少、成本低，已在西气东输、川气东送、西南成品油管道等重点工程中得到应用，经济效益和社会效益显著，在未来具有良好的推广前景。
　
　
　　参考文献
　　［1］GB 50369-2006 油气长输管道工程施工及验收规范［S］.北京：中国计划出版社，2006.
　　［2］Q/CNPC 109-2005 X80管线钢冷弯管制作及验收规范［S］. 北京：中国石油天然气集团公司,2005.
　　［3］李贵宾.偏心冷弯管在山区长输管道施工中的应用［J］.管道技术与设备,2002，（5）.
　　［4］陈勇. 大口径冷弯管的制作技术［J］. 石油与装备,2010（6）.

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