油氣鋼制管道冷彎管制作工藝研究

摘要：文章總結了在西氣東輸、川氣東送等國家重點工程施工中的鋼制管道冷彎管制作工藝，對其工藝原理、工藝流程及操作要點、質量要求進行了闡述。該項施工工藝具有施工質量好、施工效率高、操作簡單、勞動強度低、施工人員少、成本低等優點，具有良好的應用前景。

關鍵詞：油氣鋼制管道；冷彎；基準點

前言

鋼管冷彎已成為油氣管道施工中不可缺少的重要工序，尤其是在丘陵、山區的管道施工中，由于受地形地貌的影響，冷彎管的需求更大。在西氣東輸、川氣東送等國家重點工程的管道施工中，我們針對工程所用管材的具體情況進行了大量的、有針對性的試驗，探索出了一整套最佳的冷彎制作工藝，具有很好的指導和借鑒作用。

1、工藝原理

鋼管冷彎是由設在簡易平臺上的液壓控制系統發出操作指令，液壓驅動的絞盤使鋼管穿過冷彎機，鋼管在輪廓相仿的模具內移動自如，胎芯在鋼管內行走自如，并定位于彎曲部位，標準指示器拉桿確保鋼管始終均勻彎曲，升降楔自動加緊鋼管，以防扭曲變形。鋼管在彎管機上以相同的彎曲間隔基準向前推進，在每一間隔都彎曲同樣的角度。

2、工藝流程及操作要點

2.1工藝流程（見下頁圖1）

2.2操作要點

2.2.1 直管驗收

檢查已防腐母管的表面是否有油污、凹坑、彎曲、防腐層褶皺、防腐管編號及管號的標識不清晰或書寫錯誤、結疤、機械損傷及外觀缺陷。

2.2.2 確認彎管基本參數

彎管曲率半徑、彎曲角度、彎管管體橢圓度、彎管平面度、彎管褶皺深度、彎管減薄率等。

2.2.3 彎管制作

（1）彎管機的起動

確保發動機操作手柄處于較低位置；按下發動機油壓優先按鈕，直到發動機油壓處于綠色指示燈狀態；轉動發動機啟動開關，啟動后放開；若天冷讓發動機慢速旋轉以預

熱，操作時發動機應在1500轉運行；通過液壓缸推動栓緊外胎到極限位置以檢查液壓柄將胎芯駛入鋼管內。起重設備應將鋼管降低到水平位置并向前移動使其進入彎管機，但不能超越彎曲外模的前端，這樣可以非常容易的確保胎芯在外模下建立基準位置。

（4）設置基準點

①胎芯----頂模基準點設定

胎芯必須準確地定位在頂模下，并在每次彎曲時都保持在此位置。否則，鋼管會出現變形或其他破壞。由于操作過程中胎芯是深入鋼管內部的，操作手無法看到胎芯，就需要一個外部的基準來定位。胎芯的頭部邊緣應超出頂模前端30cm，胎芯定位好后，應在前端系一鋼絲繩，在彎管機前端12m處予以打樁固定。

②彎曲間隔基準點設定

在彎曲過程中，鋼管在事先確定的間隔下在彎管機上向前推進，在每一間隔都彎曲同樣的角度，用記號筆標在鋼管面向操作手的一側，以便操作手很容易地看到標識。鋼管每推進一次都停下來進行一次彎曲，在彎曲外胎的襯里也應標上間隔基準，以便鋼管的間隔基準有一個參考。

③鋼管水平基準點的確定

鋼管每次彎曲的角度是在水平基準和彎曲基準之間測量的，兩個基準都應建立并標在外側液壓缸的計量桿上。小心地向前推動彎曲外胎操縱桿，直到彎曲外胎托著鋼管輕輕地接觸頂模為止，然后放開閥桿，使鋼管回到原來位置；向前推動栓緊外胎操縱桿，使栓緊外胎向上夾著鋼管，然后松開操縱桿，保持栓緊外胎的位置不動；測量頂模前端的底邊到管頂的距離，然后測量其后端底邊到管頂的距離；對比連個結果，第一個測量尺寸應比頂模后端的測量尺寸小6-7mm，這樣可使鋼管在頂模的中前部開始彎曲（如果鋼管先從頂模的后半部開始彎曲會產生變形）；當彎管機內的鋼管處于水平時，標在刻度桿上。

④鋼管彎曲基準的確定

使鋼管升到水平位置，向前推動彎曲外胎操縱桿直到水平基準標志稍微露出一點在向導圈上面，然后松開操縱桿使彎曲外胎停留在此位置；向前推動栓緊外胎操縱桿直到栓緊外胎緊緊地拴住鋼管，然后松開操縱桿；若水準基點標志仍在向導圈上面一點，向后輕輕拉動彎曲外胎使基準標志接觸向導圈；用胎芯操縱桿漲緊胎芯；鋼管找平后，開始彎曲鋼管，但只是微量的，一點一點增加到所要求彎曲的量達到要求為止；按第一個標志位置開始對鋼管進行后續的彎曲，直到達到所要求的角度為止。

當彎曲鋼管的管徑發生變化時，上述四個基準需重新設定。

（5）彎制工藝

剛性基準和楔塊在最低位置，鋼管從固定端放入彎管機；將胎芯從剛性基座上駛入鋼管中；將鋼管抬高直至管端達到固定端，用絞車吊住，即為第一彎制位置；將胎芯放入鋼管中的正確位置，胎芯頭部邊緣超出頂模前端30cm；漲開胎芯，胎芯的最大工作壓力為100kg/cm2；將剛性基座升到水平基準，鋼管觸到模具的最低點且不在棍子上，標好彎制表的刻度，即為彎管的起始位置；開動楔塊液壓缸直到鋼管被放到輥子上，管夾自動打開；收縮胎芯，第一彎制周期結束。用絞車將鋼管放到下一位置，重復進行下一彎制周期。鋼管彎制完畢后，應從彎管定位端將鋼管收出。

2.2.4 產品標志

（1）標識位置：從管端150mm處開始在每一彎管一端的內外表面沿圓周方向標識；

（2）標識特征：字符使用白色噴漆，嚴禁使用沖模錘標識；

（3）標識項目：材質、彎曲角度、鋼管外徑、壁厚、曲率半徑、制作單位。

2.2.5 彎管堆放

彎管不得與地面直接接觸；堆放時每根至少設置三個支墩，且彎管距地面不應大于200mm；堆放高度不應超過三層，堆放時在每根彎管的3-5處纏繞尼龍袋（繩），避免管體相互接觸碰撞；冷彎管坡口應用管徑相同的管卡予以保護，并確保運輸中不脫落。

2.2.6 彎管吊運

鋼管的裝卸必須使用尼龍袋或專用吊鉤，不得損傷防腐層；吊鉤的荷載不應小于管重5倍的安全系數，溝寬不小于70mm，深度不小于60mm，與管內壁接觸面做成相應弧度。裝卸操作應輕起輕放，避免鋼管與其他物體相互碰撞或摩擦；操作現場有專人指揮，摘鉤時由兩人同時摘鉤，手提吊鉤移離管體。管端坡口在吊裝、運輸時，必須采取保護措施，不得損傷；運輸鋼管的貨車不得有雜物，避免在運輸中擦傷鋼管，不應使用車底或車幫有金屬突出物的貨車。每車鋼管都應進行柔性捆扎，防止運輸過程滑竄、碰撞造成防腐層損壞。

3、質量要求

彎管質量檢查項目

序號檢查項目技術要求檢測方法

1外觀檢查防腐層應平滑、無暗泡、麻點、褶皺、裂紋目測

2針孔無漏點電火花檢漏儀

3彎曲處橢圓度≤0.02D內徑千分尺

4管端橢圓度≤0.006D內徑千分尺

5彎曲角度±0.50角度測量儀

6褶皺深度≤3mm板尺、卡尺

7平面度≤25mm板尺

8焊縫位置9點到10點或3點到2點之間（不含9點、3點）目測

4、結語

利用本工藝進行冷彎管制作，精度高、質量好、不留質量隱患，最根本的解決了彎曲處鋼管失圓和褶皺的現象；且施工效率高、操作簡單、勞動強度低、施工人員少、成本低，已在西氣東輸、川氣東送、西南成品油管道等重點工程中得到應用，經濟效益和社會效益顯著，在未來具有良好的推廣前景。

參考文獻

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［2］Q/CNPC 109-2005 X80管線鋼冷彎管制作及驗收規范［S］. 北京：中國石油天然氣集團公司，2005.

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［4］陳勇. 大口徑冷彎管的制作技術［J］. 石油與裝備，2010（6）.