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碳钢及不锈钢管道冷弯施工的质量控制要点

发表时间：2020/1/7 来源：《建筑学研究前沿》2019年20期作者：樊军鹏同亚凤

[导读] 在整个工业金属管道施工中，管道冷弯施工已普遍应用。因此碳钢及不锈钢管道冷弯施工的质量控制就尤为重要。

中核工程咨询有限公司中国核电工程有限公司北京 100000
        摘要：在整个工业金属管道施工中，管道冷弯施工已普遍应用。因此碳钢及不锈钢管道冷弯施工的质量控制就尤为重要。本文主要对公称直径小于200mm的碳钢及不锈钢管道先决条件检查、冷弯前的准备、冷弯加工、冷弯后检查中的质量控制要点进行描述，以便大家在施工中抓住重点，保证冷弯管道的施工质量。
        关键词：碳钢不锈钢管道施工冷弯褶皱率椭圆度质量控制；


前言：
        管道冷弯是在温度低于金属临界点AC1时的弯管操作。因冷弯后的管道外表光洁，无需二次防腐，且生产方式简单，设备投资不大，便于施工，相对热弯节约投资，同时弯管的流体阻力相对弯头较小，所以冷弯已广泛应于于工业金属管道施工中。特别是弯曲角度、褶皱率、椭圆度等必须符合设计要求，此三点在冷弯检查中最为重要，需质量控制人员重点检查。
        1 先决条件的质量控制要点
        1.1人员资格
        进行冷弯加工的操作人员及质控人员，必须是有经验的合格工作人员，特种工必须持证上岗；所有参与冷弯施工的人员已进行技术交底和安全交底。
        1.2设备及机具
        进行冷弯加工所用的弯管机等设备应是经检验合格、工作性能良好；弯管机和冷弯所需的工机具（包括弯管机、胎模、滚轮、芯棒等）的加工能力应与需冷弯的管道相匹配；对于不锈钢管的冷弯，为防止对不锈钢管的污染，碳钢制品工具必须加上隔离以防污染；若使用润滑剂，润滑剂中硫的最大允许含量为 200ppm，氯化物和氟化物总和的最大允许含量为 200ppm；冷弯所用的工具必须洁净、光滑完整，不允许存在可能引起管子内外表面损伤的物质。
        1.3材料要求
        用于冷弯加工的管道原材料应具有产品合格证，钢管表面质量、外形尺寸应符合设计要求并验收合格。
        1.4技术文件
        管道冷弯加工前，必须具备有效的可适用的技术文件，它包括：程序或方案已发布执行；可指导现场施工的图纸齐全；相应规格的弯管工艺评定已完毕且检验合格；设计变更等文件已下发；质量计划已编制完成。
        1.5施工条件及环境条件
        弯管车间内通风、照明条件良好；施工区域内整洁卫生，临时堆放的材料及半成品弯管堆放整齐。
        2 冷弯准备的质量控制要点
        2.1除设计图纸有特殊要求以外，冷弯管道采用的弯曲半径一般为管子公称直径DN的5倍。
        2.2选用合适的弯管外胎和芯棒，使胎具与待弯管道的直径和弯曲半径相匹配。
        2.3选用正偏差的管子，把壁厚较厚的一侧作为弯管的外侧，并进行标记。
        2.4作业区域应设置护栏隔离或拉警戒线，无关人员禁止在弯管操作区域，防止出现安全事故。
        3 冷弯加工过程的质量控制要点
        3.1 按照弯管机点动、单动顺序检查弯管机的运行是否正常
        3.2 将所需的胎具和附件装到弯管机上；
        3.3 将所要弯曲的管子卡到模具中，插入芯棒；
        3.4 按照单动操作顺序进行弯管，直到达到所需要的弯曲角度；
        3.5 取出芯棒，松开夹具，取下管子，如果管子被模具卡住，可用木锤轻击管子外伸的一端，使其松动。
        3.6 将所需的胎具和附件装到弯管机上；
        4 冷弯检查的质量控制要点
        4.1各种规格的弯管在弯曲加工后应 100%进行外观目视检查（包括起弯前 100mm），外表面不得有毛刺、皱痕、裂纹、折迭和撕裂缺陷存在；
        4.2检查所有弯管的平直度：将弯管放置在平整地面上，目视不得有扭曲现象；
        4.3应检查所有弯管的角度，弯管的角度公差应不大于±0.5°；
        4.4非核级弯管内侧褶皱高度不应大于管子外径的 3%，波浪间距（如图一）不应小于褶皱高度的 12 倍。褶皱高度应按下式计算；式中：h m ——褶皱高度（mm）；D 01 ——褶皱凸出处外径（mm）；D 02 ——褶皱凹进处外径（mm）；D 03 ——相邻褶皱凸出处外径（mm）
        h m =[（D 01 +D 03）/2]-D 02

        4.5检查所有弯管的椭圆度（包括起弯前 100mm），弯曲后管子的椭圆度按下式计算的值不应超过 8%；对于承受外压的弯管，其椭圆度不应大于3%。式中：△——弯管任意界面上的椭圆度（%）；D 0 ——钢管的公称外径（mm）；D max ——弯曲成形后某一检查面的最大外径（mm）；D min ——弯曲成形后某一检查面的最小外径（mm）；
        椭圆度△=【（D max -D min）/D 0 】×100%
        4.6应检查所有弯管（包括起弯前 100mm）的壁厚，弯管任意一点的壁厚不应小于弯管所连接的管道直管的最小允许壁厚：
        4.7弯管的管端中心偏差值应符合下列规定：
        a对于GC1级管道和C类流体管道，输送毒性程度极度危害介质或设计压力大于等于10MPa的弯管，每米管端中心偏差值不得超过1.5mm。当直管段长度大于3m时，其偏差不得超过5mm。若设计压力大于等于 10Mpa 或输送介质毒性程度为极度危险则应进行外表面磁粉或渗透检测。
        b其它管道的弯管，每米管端中心偏差值不得超过3mm，当直管段长度大于3m时，其偏差不得超过10mm。
        4.8弯管的无损检测：
        对于GC1级管道和C类流体管道，输送毒性程度极度危害介质或设计压力大于等于10MPa的弯管制作后，应按照国家标准进行表面的无损探伤，当有缺陷时，可以进行修磨。修磨后的弯管壁厚不得小于管子名义壁厚的90%，且不得小于设计壁厚。
        4.9对于п型弯管的平面度允许偏差，最短直管长度L小于等于500mm时，平面度必须小于等于3mm；最短直管长度L大于500mm且小于等于1000mm时，平面度必须小于等于4mm；最短直管长度L大于1000mm且小于等于1500mm时，平面度必须小于等于6mm；最短直管长度L大于1500mm时，平面度必须小于等于10mm；
        4.10冷弯检验合格后，应对成品弯管内外表面进行清洁，去除油污、润滑剂等，碳钢弯管还需进行除锈及防腐；
        4.11经检验合格的弯管随即在干燥清洁的条件下包装且两端封堵，并应能保证在贮存、运输过程中不被碰伤；
        4.12合格的弯管上都必须有标记，标记内容包括：规格型号、材质、弯曲角度、焊口编号、等轴图号、管段号、炉批号等相关内容。
        5 弯管中常见问题及解决办法：
        5.21弯管时材料外侧受拉，内侧受压中性轴所在位置则与弯管方法而不同，在顶弯式（压缩弯曲）工作时中性轴处于离外壁约1/3处，在旋弯（回弯式）工作时，中性轴处于离外壁2/3处。因此薄壁管道弯曲，使用旋弯法是有益的。
        5.2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。
        5.3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作出产判断。特比是有缝钢管制作弯管时，焊缝应避开受拉（压）区域。
        结束语
        综上所述，碳钢和不锈钢管道冷弯的施工质量直接影响工业管道系统运行的系统稳定性和人员安全，要求相关施工人员严格按照设计要求和技术规范进行施工，并加强施工质量控制，从根本上保证安装施工质量。

        参考文献
        [1]《工业金属管道工程施工规范》GB50235-2010.