一种用于不锈钢弯管加工的新型热弯机构的研究

一种用于不锈钢弯管加工的新型热弯机构的研究

史记

江阴海陆高压管件有限公司

摘要：本文介绍了一种用于不锈钢弯管加工的新型热弯机构，其具有两个功能相同、作用互补的工作腔，其中一个腔内的不锈钢弯管进行加热，另一个腔内的不锈钢弯管进行冷却。采用两个工作腔串联工作，使热弯机构能在保持热弯长度不变的情况下对不同直径的不锈钢弯管进行加热和冷却，能够保证不锈钢弯管在热弯时其长度和热弯半径不变，而且在冷却时其长度和热弯半径也不变。该新型热弯机构结构简单、使用成本低。

关键词：不锈钢弯管；加工；新型热弯机；研究

引言：不锈钢管是一种椭圆的空心钢，它的用途很广。适用于石油，化工，医疗，食品，轻工，以及其他行业。对于管道以及机械结构构件等，在选择的材料时，要考虑到耐酸和耐高温的钢材，经过加热，穿孔，成型，热轧和切割完成了。不锈钢管可分成两类：不锈钢无缝和不锈钢焊管（有无缝钢管）分为两个主要类别.根据其外直径，可将其划分为圆管和异形管，常用的是圆的，但是也有部分的方管。如长方形，半圆形，六角形，等边三角形，八角形等不同的形状。

一、研究背景

目前，不锈钢弯管加工过程中，不锈钢弯管的长度和直径的变化不能被控制，只有少量的不锈钢弯管能够被实现热弯。这是因为不锈钢弯管在热弯过程中，其热弯量会随着不锈钢弯管长度和直径的增加而不断增加，而且其热弯量是随着不锈钢弯管的直径变化的，在不锈钢弯管的直径很小时，其热弯量相对较小，当不锈钢弯管直径变大时，其热弯量也会相应地增大。对于同一直径的不锈钢弯管来说，热弯量随不锈钢弯管直径的增大而减小。在不锈钢管热弯和冷却过程中，虽然可以通过调节焊接电流来控制每一个阶段内所对应的焊接温度和时间，但无法控制每一段之间的过渡时间和加热温度。

在目前生产中采用最多的是液压加热炉进行热弯管加工。液压加热炉具有结构简单、制造成本低、效率高、节能等优点，但其缺点也比较明显：1）在使用过程中，需要频繁启动液压泵、停止液压泵，使液压加热炉始终处于工作状态，这不仅使热弯机自身消耗大量电能、并且增加了热系统工作压力和环境温度。尤其是在高精度不锈钢管加工中采用液压加热炉进行热弯时，其设备成本要比采用冷弯机进行热弯时要高出一倍以上；2）由于需要通过控制液压泵来控制每一段之间的过渡时间和加热温度，使每次加热时的加热时间和冷却时间也会随之变化。如果采用冷弯机进行热弯时每次只需要加热一段范围内的不锈钢弯管，在此期间每一段之间没有任何过渡时间和加热温度；如果采用液压加热炉进行热弯时则每一段之间都需要存在一定的加热时间和冷却时间。而且在不同直径下的不锈钢弯管长度也不相同。在这种情况下就必须对每一段之间进行热补偿。这不仅使得生产成本大幅提高而且还需要增加现场调整次数；3）液压加热炉由于体积较大、散热效果不好、环境温度要求较高等原因往往都无法安装在生产车间内。针对以上问题提出了一种用于不锈钢弯管加工的新型热弯机构，该机构可以同时进行热弯和冷却。

承载液体的管道必须做水压测试和放射探伤用来测试它的抗压性能和抗腐蚀性能，确保它在一定的压力下不会发生泄漏，浸泡或扩张为符合规定，有的钢管按规范或按客户的需要再入线型折边测试，扩口测试，压扁测试等。在同样的折弯强度和抗扭强度下，由于其价格很低，因此也得到了普遍的应用。用于生产设备部件及工程构造，在对其进行加工时，要求使用热压弯曲机械来完成其弯曲加工工作。假使是在不锈钢钢管的生产中，每一根钢管的厚度都是一样的。越大，并且还会随着钢管的厚度增加，再选择折弯。备得弯曲得也更厉害些。在公尺规下的加工和弯曲的不锈钢管材在英寸的情况下，拉伸强度越高，则其伸长率就会变得更低，因此需要将其折弯。用力过猛，弯曲得更厉害。是否在图纸上使用了不锈钢管子厚度与弯曲半径一致时，按不锈钢制造厂根据我们的经验，弯曲件的延展长度应当是两个直角边缘的总和减去。直径为2倍的不锈钢管，因此能充分达到设计的精确性。没有若锈钢管的屈服强度较大，则其弹性恢复量也较大，若可求得弯曲部90度角，则可求得所需的压力角越是小巧，就越是好。

因不锈钢管规格不同，对其进行热弯曲加工，使其不锈。在钢管的热弯曲加工中，对各种规格的钢管进行了固由于固定夹持输送质量差，致使钢管在进行热弯曲输送时，在热弯曲时会出现摇摆现象，造成弯曲时的偏差。针对已有技术存在的缺陷，现介绍一种使用于不锈钢材料的新方法。一种新的钢管热弯曲机制，可有效地克服因不锈钢管的大小而造成的缺陷。尺寸不等，在加热弯曲时，对不锈钢管进行加热弯曲。对不同尺寸的钢管进行固定、夹持、传递的结果并不理想，造成在进行热弯曲传递的时候，会出现摇摆现象，将经过热弯曲后的钢管弯曲由度数引起的错误。

二、工作原理

新型热弯机构包括固定安装在两个工作腔中的不锈钢弯管，以及将不锈钢弯管固定在两个工作腔体中的热弯头，分别安装在两个工作腔体中的固定座上。两个工作腔之间有一道连接板，上装有一对卡夹，与不锈钢弯管的内径一致；连接板与不锈钢弯管之间设有密封垫圈，与不锈钢弯管之间设有橡胶密封条。当热弯头固定在两个工作腔体中时，将固定座上的固定螺钉紧固在热弯头上，并通过紧固螺钉将两个工作腔体紧固在一起，使得两个工作腔体之间形成一道密封垫。

当不锈钢弯管的内径小于一定值时，首先将不锈钢弯管装入加热机构中，然后通过旋转轴驱动热弯头与工作腔体内的固定座相啮合，使得两个热弯头分别与固定座端面相接触并分别压紧各自的热弯头后，热弯头再通过旋转轴驱动热弯机构将其装在固定座上。

当不锈钢弯管的内径大于一定值时，首先将不锈钢弯管从加热机构中取出并旋转轴驱动热弯头与工作腔体中的固定座相啮合；然后通过旋转轴驱动热弯头与不锈钢弯管之间的密封垫与不锈钢弯管之间的橡胶密封条相互压紧；最后通过紧固螺钉将两个工作腔体紧固在一起。当不锈钢弯管在工作腔中受到高温时，当不锈钢弯管所处的环境温度高于或等于设定值时，冷却机构启动循环水泵对不锈钢弯管进行冷却，直到工作腔中温度低于设定值或达到设定值后自动停止循环水泵工作。

在应用之前，应将加热弯曲装置置于水平位置，并将其底部固定好。底座对其起到平滑支持作用；具体操作步骤如下。(1)经由电力电缆打开一个外部的电力供应装置，为装置供电[1]。2）通过输送的管道在主机的内侧，然后通过加热环的内侧，将钢制的头部连稳定；然后，旋转2个调整旋钮，使螺钉旋转，通过定位光棒的定位引导，使螺旋桨在螺旋桨上平滑地转动。滑动，导致联系的推杆进行运动，将滑动机制推进到了导向杆上进行稳定的运动，此时，滚珠的外边已经接触到了钢管的外边。用节流片推动调整挤出棒，使其在空气缸中进行挤出。这就起到缓冲器的功能，防止滚动的钢珠破坏了钢管的外表面。3）向下推在操作盘上按下一个按键，就可以激活机械装置；用来加热的加热器，该加热环把热量传送给加热环，使其对管道产生热量，然后弯曲机床会通过弯曲的滑动块进行移动，这样就可以将管道进行对接。在将滚珠放在固定的轴心上的时候，将其拉伸到加热部分的钢管上，使其弯曲。进行旋转、滚动，使钢管在输送时更为平滑；在热弯结束后，再按下按键，使其停止工作，然后将热弯曲后的钢管拿出。

三、结构特点

该新型热弯机构的工作腔由一个腔体和两个端面组成，其工作原理是：首先，将不锈钢弯管放置于第一腔中，加热至600℃左右，然后将不锈钢弯管从第一腔中取出并放置于第二腔中冷却至室温；其次，再将第二腔中的不锈钢弯管从第一腔中取出并放置于第一腔中，加热至800℃左右，然后再将第二腔中的不锈钢弯管从第一腔中取出并放置于第二腔中冷却至室温；最后，再将两个端面放入第二腔中加热至900℃左右，然后再将两个端面放入第一腔内冷却至室温。

该新型热弯机构具有如下特点：（1）可以进行多段连续的热弯工作，例如两段连续的热弯、一段连续的冷却等；（2）在加工不锈钢弯管时可以采用不同直径的不锈钢弯管进行加工；（3）其结构简单、操作方便，易于制造和维修；（4）不锈钢弯管在加热和冷却时能够保证其长度和热弯半径不变，从而保证在整个加工过程中其长度和热弯半径都不变；（5）所采用的不锈钢弯管材料为碳钢或不锈钢，在对所加工的不锈钢弯管进行热处理时不会产生有害物质；（6）所采用的不锈钢弯管热弯设备结构简单、易于制造和维修，且操作方便；（7）可以采用两个端面同时加热和冷却的方式进行加工，并且其加热方式和冷却方式可以互为补充；（8）对所加工的不锈钢弯管质量不会造成影响；（9）能够适应不同直径不锈钢弯管的加工需求。该新型热弯机构还可以用于加工大直径的不锈钢弯管，也可以加工小直径的不锈钢弯管。

四、应用优势

本文对一种新的不锈钢管热弯曲装置进行了探讨。与已有技术相比，构造有下列有利影响：针对因规格不同而造成的不锈钢管外径差异，采用热弯曲成形设备在对不锈钢丝进行热弯曲加工时，对各种规格的钢管进行固定夹持传递的效率不高，造成了钢管在进行在热弯传递的时候，会出现摇摆现象，从而造成热弯后的钢管弯曲。在传输主机的左端处，有一个固定调整装置。机械，旋转2个调整转钮，使蜗轮进行旋转，在固定在光杆的固定引导下，可以让滑块在螺旋桨上顺利滑动。运动，带动联结推杆的运动，将滑动式机械装置推进到导向杆的上方当滚动的时候，圆珠的外表接触到了钢管的外表。通过调整卡盘驱动调整挤出棒，在空气缸中进行挤出。过弹簧可以作为一种缓冲，防止滚珠对管道的外部产生破坏。与此同时，利用滚球在固定轴上进行旋转，从而将钢管在进在输送的时候，可以按照管道的尺寸来调整。将节段进行紧固，增加平直性，防止摇摆，降低钢制管道的温度弯曲错误。

结语：本文介绍了一种用于不锈钢弯管加工的新型热弯机构，通过该机构可对不锈钢弯管进行快速加热和冷却，能够保证不锈钢弯管热弯时其长度不变，且在冷却时其长度和热弯半径也不变，该热弯机构的应用，可以提高不锈钢弯曲加工的效率并降低成本。本文介绍了一种用于不锈钢弯管加工的新型热弯机构，该热弯机构具有两个功能相同、作用互补的工作腔，其中一个腔内的不锈钢弯管进行加热，另一个腔内的不锈钢弯管进行冷却。通过本文介绍的这种热弯机构，可以在保证不锈钢弯管能够快速热弯曲变形的情况下快速对不同直径的不锈钢弯管进行冷却处理，能有效提高工作效率和加工精度。本新型热弯机构在保持使用不变时能够对不同直径的不锈钢弯管进行快速热弯曲形，保证了不锈钢弯管在热弯曲时其长度和热弯半径不变且冷却时其长度和热弯曲半径也不变，提高了生产效率并降低了生产成本。

参考文献：

[1]焦润宇.一种用于不锈钢钢管加工的新型热弯机构的研究[J].中国新技术新产品，2020(02):91-93.