设计

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第一章 绪论

1.1 管加工技术研究背景

国内：武昌造船厂采取先焊后弯等新工艺，逐步建立全船关系计算机三维放样和管子加工流水线及自动化管子加工车间，减少了弯管废品率和各种消耗等。国外：管子加工趋向于自动化流水线技术，自上世界70年代初开始，国内外船厂开始使用管子加工流水线，德国的奥斯得力公司已为世界各有关行业建造了50多条管子加工流水线，应用范围适合所有管子制造行业，其自动化程度可视客户的实际需要而定。美国的JESSE公司为某船厂管子加工车间建立了三条管子加工流水线，分别为小管生产线，中管生产线和大管生产线，所有管子生产活动都是在办公室里用一台PC机控制的，切割和弯曲的数据传动到生产线控制计算机和CNC弯管机控制计算机，这些计算机则将生产线的生产数据反馈到办公室计算。

可以看见,管加工工艺越来越倾向于自动化制造,所以,更有必要对管加工工艺进行总结和研究.存在的问题：国内管子生产工艺仍和国外有一定的差距，加工方面，本身材料的强度和管材有关，也有后期的制造加工工艺有关，弯管的制造工艺以及支管仍然是比较难控制的。

1.2 本课题主要研究内容

本论文主要总结了现在各大船厂的管加工工艺，并且按照船舶管加工工艺的流程分析研究了几种管加工工艺中出现的问题和新技术，比如：弯管，焊接，切割，强度试验，弯管回弹问题的解决等等。用了三种不同的方法确定了支管马鞍线和相贯线的方法：传统计算法，CAD作图分析法，PROE作图分析法。基本确定了船舶管加工整个的工艺流程。

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第二章 管子加工工艺

2.1 各种管子的性能特点

管子是船舶管系中用来输送各种介质的管道。为了使所选用的管子能满足所输送介质的压力，温度和腐蚀性的要求，我们必须对常用的船用管子的材料，性能了解。

2.1.1 钢管

船用钢管主要有无缝钢管，焊接钢管和水，煤气输送钢管三种。

图2-1 钢管

2.1.1.1 无缝钢管 无缝钢管的内外表面不得有裂缝，折叠，分层，结疤，扎折，发纹等缺陷存在。如有上述缺陷则应清除，且被清除部位的壁厚减薄不得超过最小壁厚。无缝钢管具有良好的延伸率和足够的强度，能承受较高的压力，所以应用极为广泛。无缝钢管根据其制造材料的不同，可分为三种。

⑴普通碳素钢管 其常用的牌号有A2，A3，A4等，适用于管壁温度低于250的燃油，滑油，输油，二氧化碳，压缩空气，乏气及给水，消防等管路。

⑵优质碳素钢管 其常有的牌号有10，20等，适用于管壁温度低于435的蒸汽，高压燃气和高压给水等管路。

⑶耐热合金钢管 适用于管壁温度超过435的过热蒸汽管，锅炉管等。耐热合金

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钢管经弯曲，焊接等加工后，都要重新进行热处理。

无缝钢管按制造方法的不同，分成“热轧”和“冷拔”两大类。热轧无缝钢管的规格：外径为32 630mm，壁厚为2.5 7.5mm，长度3 12.5m；冷拔无缝钢管的规格：外径为5 200mm，壁厚为0.25 14mm，长度为1.5 9m。这两类无缝钢管在使用上没有什么区别，无缝钢管的规格尺寸齐全，同一外径有多种不同的壁厚。

常用的船用无缝钢管的规格见表：

表2-1

公称通径 外径×壁厚 公称通径 外径×壁厚 公称通径 外径×壁厚 DN(mm) (mm×mm) DN(mm) (mm×mm) DN(mm) (mm×mm) 10 14×2 40 48×4 125 133×5

15 22×2.5 50 60×4 150 159×6 20 25×3 65 76×4 200 219×6 25 32×3 80 89×4 250 273×8 32 38×3 100 114×5 300 325×8

2.1.1.2 焊接钢管 焊接钢管由钢厂直接提供,它是用热轧或冷拔带钢制成管坯,然后再用电阻焊或高频电流焊焊接而成。焊接钢管的内，外表面不允许存在裂缝，结疤，错位，毛刺，烧伤，压痕和深的滑道等缺陷。但允许存在深度不超过壁厚允许偏差范围内的表面缺陷。如图

图2-2 焊接钢管

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焊接钢管一般用A2，A3，A4或08，10，15，20号钢制造。由于焊接钢管焊缝处的强度比其他部分有所减弱，一般约为无缝钢管的80%，因此，焊接钢管一般只用于工作压力和温度都比较低的管路，如燃油，滑油低压吸入管路，油舱注入，空气，测量管路及加班栏杆，楼梯扶手等。

焊接钢管的规格尺寸很多，常用规格见表：

表2-2

外径 壁厚 外径 壁厚 外径 壁厚 外径 壁厚

10 0.5～1.2 18 0.6～2.0 22 1.0～2.0 27 1.0～2.5 14 0.6～1.6 20 0.6～2.0 25 1.0～2.5 32 1.2～25 38 1.2～2.5 48 1.4～3.5 76 1.4～4.5 114 3.0～5.0 42 1.4～2.5 57 1.4～3.5 89 2.0～4.8 133 3.5～5.0 45 1.4～3.0 60 1.4～3.5 108 3.0～5.0 140 3.5～5.5

焊接钢管和无缝钢管在外观上较难区分，但是其内壁有很大的不同，无缝钢管的内壁非常完整，光滑；焊接钢管则有一条明显的凸起焊缝，我们只要一看或用手一摸就立即能加以区别了。

2.1.1.3 低压流体输送用镀锌焊接钢管 低压流体输送用镀锌焊接钢管建成为镀锌钢管，即原来的水煤气管，其内，外表面质量要求和焊接钢管相同。

低压流体输送用镀锌焊接钢管其管端有带螺纹（圆柱形和锥形）和不带螺纹两种，根据壁厚又有普通管和加厚管两种，船厂主要使用圆柱形螺纹和普通管。由于低压流体输送用镀锌焊接钢管的内外表面镀了一层锌，提高了钢管的防蚀性能，因此适用于低温，低压和腐蚀性较强的水管路。如各种日用水管，卫生水管，舱底水管，低压消防水管，乏汽管及水舱的空气，注入，测量管等。常用规格见表：

表2-3

公称通径 外径 壁厚

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Mm 英寸 （mm） （mm） 15 0.5″ 21.25 2.75 20 0.75″ 26.75 2.75 25 1″ 33.5 3.25 32 1.25″ 42.25 3.25 40 1.5″ 48 3.5 50 2 60 3.5 65 2.5″ 75.5 3.75 80 3″ 88.5 4 100 4″ 114 4 125 5″ 140 4.5 150 6″ 165 4.5

这里，特别要强调指出的相同公称通径的无缝钢管与焊缝钢管的外径是一样的，而与镀锌钢管（水煤气管）的外径大部分是不一样的，如DN20无缝钢管的外径为57mm，DN50(2”)镀锌钢管外径为60mm。这点在选用法兰等连接附件时要特别注意。

2.1.2 有色金属管

船用有色金属管主要有铜管，铝管和双合金管。

2.1.2.1 铜管 日前船用铜管有紫铜管和铜绿铁合金管三类，他们都是拉制或挤制的无缝钢管。铜管的内外表面应光滑，清洁，不应有分层，针孔，裂缝，气泡和绿锈等缺陷。

⑴紫铜管

紫铜管的质地柔软，便于加工，具有很高的塑性和耐蚀性，适用于工作温度不超过200℃和工作压力0.5～1.0Mpa的管路。一般用于压力仪表的传压管，自动仪表的连接管，小直径油管，热交换器的传热管，弦外黑油管，低压压缩空气管，低温蒸汽管，压气机进出气管，冷冻机管机锅炉给水管，放水管等。紫铜管的常用规格见表：

表2-4

外径（mm） 内径（mm）

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

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6 × × × 8 × × ×

10 × × × 12 × × × 16 × × ×

18 × × × 22 × × × 25 × × ×

28 × × × 30 × × × 35 × × × 45 × × ×

⑵黄铜管

黄铜管的特点是对空气及海水有很高的抗蚀能力和很高的导热率，船舶上用作传话管及热交换器的管束。 ⑶铜镍铁合金管

铜镍铁合金管是目前国际上新出现的一种新型管材。铜镍铁合金管管壁薄，重量轻，管子内壁光滑清洁，具有很高的耐蚀性，使用寿命长，是一种较理想的造船管材。目前主要用于海水冷却管系。 铜镍铁合金的常用规格见表

表2-5

公称通径 外径 壁厚 Mm mm mm

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32 38 1.5 40 44.5 1.5 50 57 2 65 76 2 80 89 2 100 108 2.5 125 133 2.5 150 159 2.5 200 219 3 250 276 3 300 324 4

铜镍铁合金管制作，校管均采用对接镶制工艺，其管子附件都是定型产品。管子连接形式采用松套法兰连接。

铜镍铁合金管的切割，校管，焊接，试验及安装主要工艺如下：

①切割 4”以下的直管采用砂轮切割机；4”以上采用等离子切割机。切口必须修整光滑，及时清除割渣及毛刺，长度误差±1mm，管子中心线不垂直度小于0.5mm。 母管先用等离子切割机开孔后，再用砂轮枪或锉刀进行修整光顾并清除割渣和毛刺。

②校管 焊接部位20mm处（包括管子内壁）的管壁要光亮，不应有油类，锈斑，氧化皮，毛口或其他对焊接质量有害的附着物。管壁厚度在2.5mm以内，对接处无间隙；管壁厚度在3～4mm以内，对接处焊口应作60°破口。对接同心度在0.5mm以内。支管节（马鞍）与母管应很好吻合，母管上所开的支管孔与支管节内孔同轴，其不同轴度不得大于1mm。定位焊点采用亚弧缝焊，焊点不宜过长过厚，不应有气孔，裂纹，夹道等缺陷，焊水须熔透，焊脚平整，分布均匀，以保证足够的牢度。

③焊接 一般采用与管子同质的材质，直径为2～3mm，焊接部位的边缘要用酒精或丙酮进行清洗，焊缝表面不得有油类，锈斑，氧化皮或其他队焊接质量有害的附着物。为了保证焊接质量，焊接前管内要充氩气，具体充其量可参照表1-6。管子各条焊缝，除第一条焊缝外，其余焊缝均要用塑料胶带封死，颈圈开口处也要用圆形橡皮圈封牢，焊接一条拆一条，直至管子全部焊妥。 焊接时镍棒与管壁间隙为2～3mm。

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表2-6 管内氩气充其量 升/分

管子规格 第1～2焊缝 第3～4焊缝 最后1～2焊缝

Ф324X4 50 30 10 Ф276X3 40 25 10 Ф219X3 35 20 10 Ф159X2.5 20 15 8

④试验 所有铜镍铁合金校管，焊接后，都要进行水密试验，试验按常规要求进行，试验压力为0.4MPa，严禁超压试验。试验合格后则由船检人员在法兰上盖船检钢印。

2.1.2.2 铝管 铝管的重量轻，耐腐蚀，塑性好，易加工，但是机械强度低，只适用于低温，低压管路。常用于轻型舰艇的燃油管，滑油管，冷却水等管路

图2-3

船用铝管的外径为6～50mm，壁厚为0.5～5mm，长度为4～6m。铝管弯曲前需经退火处理。

2.1.2.3 双金属管 常用的双金属管有10-TUP和10-T1，即在10号优质碳素无缝钢管的内表面镀有一层厚度为0.6～0.8mm的紫铜。因此它既有紫铜管良好的抗蚀性能，

又有碳钢的高强度。常用于舰艇上的燃油管，高压空气管和高压液压管等。

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图2-4

双金属管的外径为6～70mm，壁厚为1.5～6mm，长度为3～7m。管子加工制成后

都要进行热处理，保证其必要的机械性能。

2.1.3 非金属管

2.1.3.1 塑料管 塑料管一般用于低压，压温的次要管系。特别注意塑料管不得用于消防管系，舱底水管系，饮水管系，机器处所内的压载管系。

塑料管的加工工艺可采用塑料弯管机弯曲成形，也可用塑料定型弯头等附件利用溶剂胶粘合而成。管子法兰连接可采用管子两端折边后，再用铁质松套法兰连接；也可用溶剂胶或钎焊直接和塑料法兰连接。

常用塑料管的规格见表

表2-7

外径（mm） 壁厚（mm） 25 2

32 3 38 3.5 50 4 60 5 76 6 89 7 114 8

160 8

2.1.3.2 玻璃纤维管 玻璃纤维管是一种新型的造船管材，具有重量轻，强度高，耐

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热性能好，绝缘性能优越和良好的耐腐蚀性等特点，总体性能比塑料管更好。一般用于冷藏船管弄内的压载水管。

图2-5

玻璃纤维管主要施工工艺：

①严格按照图纸下料，下料长度偏差在±2mm以内。 ②下料应用钢锯或锯床锯割，再用刨刀进行管口光头。

③管子，定型弯头，法兰等粘合表面应用砂轮进行平面打磨，表面应光滑，不得有杂志或其他附着物。

④打磨后的粘合表面应呈淡鲜色，如表面潮湿可加热使之干燥。 ⑤粘合时要严格按厂商要求进行。

⑥所有管子都必须在车间内进行强度试验，试验压力为0.6MPa ⑦粘合面泄露，允许泄压后进行修补，修补后必须重做强度试验。

2.2 管子附件

连接附件的用途是将管系中的机械，设备，仪表，附件和管子相互连接起来。船舶常用的连接附件有法兰连接，螺纹连接，夹布胶管连接，焊接连接等

2.2.1法兰连接

法兰连接是目前船舶管路连接的最主要的形式。它的优点是结合强度高，拆装方便，适用范围广，几乎可适用于一切管路的连接。法兰连接的材料和结构形式很多，目前最常见的法兰连接有搭焊钢法兰，对焊钢法兰和扁圆形焊接钢法兰三种形式。 如图：

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图2-6 图2-7

2.2.1.1法兰选用 根据设计图纸选用法兰。 2.2.1.2 法兰的焊接与安装工艺

①管子切割面与管子中心线要保持垂直，切口要修正光顺，及时去除割渣，毛刺和氧化物。

②对于搭焊钢法兰和扁圆形焊接钢法兰要保持端距h=4～6mm，管子与法兰点焊时要保持管子中心线与法兰的端面垂直，不垂直度小于30，；用于对焊钢法兰连接的管子，其管口应作60°坡口，管子与法兰焊接时要保持同心度在1mm以内。

③根据管内介质的工况和管子的公称通经，合理选用垫片的材料和规格，特别要注意防止“大法兰小垫片”的情况出现。

④正确的选用连接螺栓的直径和长度，用“十字交叉法”旋紧螺栓，螺栓长度以旋紧后露出1～2牙为宜。

此外，在修造船过程中，还可能碰到其他各种的铜法兰，松套法兰和折边套法兰等，它们的适用范围和工艺要求可参看有关的标准。

2.2.2 螺纹连接

当管子与管子及管子与机械，设备，附件之间是利用螺纹进行连接的，这种连接方式称为螺纹连接。螺纹连接主要有管子螺纹接头，卡套接头和由任接头三种形式。这种连接方式的优点是拆装方便，占用空间位置小，布置紧凑。

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图2-8

图2-9

管子螺纹接头工艺：

①凡是平肩接头必须加装合适的内垫圈，锥面接头则不必用内垫圈。

② 管子与接头用气焊焊接时，必须先将接头拆开口单独焊接，否则会发生接头咬死而拆不开 接头。

③旋入接头的旋入螺纹必须与接座螺纹相配合，接头与接座间必须加装外垫圈 卡套接头施工工艺：

①管子表面不得有拉痕，凹陷，裂纹，锈蚀等缺陷存在。

② 连接钢管的外径偏差不超过±0.3mm时，方可得到满意的连接效果。 ③管子切割面应保证与轴线垂直，并不能有毛刺，赃物，用于高压连接的钢管事先最好用细砂纸打磨管子插入部分的外表面。

④外套螺母，卡套在管子上的位置方向要正确，管子应顶紧在接头的止推面上。

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⑤拧紧螺母时，用力要均匀，拧紧后可松下螺母，观察卡套是否咬进管子表面，

正式安装时，仍需用力拧紧。

2.2.3 夹布胶管连接

夹布胶管连接一般用于管子的公称通经小于80mm和公称压力小于0.6MPa的油水管路上。由夹布胶管，管箍和连接钢管组成。船用胶管接头一般直接使用连接钢管，为了加强连接的密封性，连接钢管的端部可焊一圈直径为1.2-2mm的金属丝或车制一道环形槽。一般用在发电机冷却水的进，出口管路和离心式分油机的进，出水以及废气涡轮增压器的润滑，冷却管路。

2.2.4 焊接连接

对一些不需要拆卸的管子可以采用焊接的方法连接，主要有三种焊接工艺。 2.2.4.1 对接焊 当壁厚δ≤3mm时，直接用直管对接的方式，管子间隙为0-2mm，只允许采用气焊或气体保护焊的熔丝焊接法；当壁厚3mm＜δ＜16mm时，管口要作60°的坡口，管子间隙为0-3mm，对各类油管路必须先用氩弧焊封底后，再用电弧焊，气焊或气体保护焊焊接。对接焊的同心度要求≤1mm。

2.2.4.2套接焊 采用套管理才套焊接时，套管材料应与连接管子同质，套管的位置应居中，套入长度≥5δ（连接管子壁厚），套管厚度≥1.25δ，套管内径比连接管子外径大2-3mm，连接管子间隙≤3mm。

2.2.4.3搭接焊 采用搭接焊前，应先对连接管子进行扩口处理。扩口后的内径应比插入管子外径大2-3mm，插入长度15-20mm，扩口边缘不得产生裂缝，搭接焊时要求基本同心。

施焊前应清除焊件焊接部位的氧化皮，铁锈，潮气，油污，油漆，熔渣及其他可能影响焊接质量的污物，并检查焊缝间隙和坡口等是否符合要求。为了保证焊接质量，各种焊缝应尽可能的采用俯焊位置。施焊结束后应立即清除焊渣于飞溅物，检查焊缝的外表质量，即寒风表面应光滑清洁，不得有裂纹，焊瘤，气孔以及未填满的弧坑或凹陷存在。管子内壁产生熔滴于塌陷应予以修补。

钢管的焊接连接一般采用对接汉或套接焊地形式。紫铜管则采用搭接焊或套接焊，而不宜采用对接汉。这是因为对接焊的强度较低；同时，由于对焊在管子内壁形成的焊缝无法清除，而一般紫铜管大量用于仪表管路及冷藏管路，这些管路对管子的清洁要求又特别高，所以紫铜管不宜采用对接焊形式。

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2.3 自制附件的制作和安装 2.3.1 通舱管件的制作工艺

2.3.1.1 直通式通舱管件工艺 钢管的材料与管系的管子材料相同，法兰一般采用搭焊钢法兰，复板的材料和厚度应与开孔处的船体钢结构构件的材料，厚度相同。复板内圆直径比管子外径大1～2mm，外圆直径比相应法兰外径大80mm，直通式通舱管件的长度已标准化。

制作一个公称压力为1.6MPa，公称通径为65mm，标准长度210mm的直通式法兰连接钢法兰通舱管件，其制作工艺如下：

①先截取一段长200mm，外径Φ76×4的10号无缝钢管，配两只公称通径威65mm，公称压力为1.6MPa的搭焊钢法兰，再取一块厚10mm，外径为 mm，内径为78mm的复板，其材料为普通碳素钢的A3

②用两块V形铁将管子搁好，再用水平尺检验其水平度，然后分别套入复板，法兰。

③先点焊左端法兰。此项工作一定要保证法兰端面和管子轴线垂直并保持法兰端距5mm，采用三点固定焊固定法兰。

④再用三点户丁焊固定右端法兰，同样保持5毫米端距，此时，既要保证法兰端面与管子轴线垂直，又要保证两端法兰螺孔在一条直线上，同时还要保证总长度为210mm。最后固定复板，要是复板的左面至左端法兰密封面的长度为100mm，并保证其水平面与管子轴线垂直。活络复板可不进行此工作。

2.3.1.2螺纹连接通舱管件 当管子的公称通径较小时，一般用螺纹连接通舱管件来代替上述的法兰连接通舱管件，螺纹连接通舱管件一般采用碳素钢或黄铜制做。单只管件安装时都是直接在舱壁上开孔，然后采用孔面焊接。多联管件则先在复板上排列，矫正后，再按复板得外形在舱壁上开孔，焊接，多联管件在复板上排列时，各个管件的中心距要保持适当间距，能自由地拆装多联管中的任何一根管子。

2.3.2座板工艺

座板是用来固定管路附件，阀件或管子法兰的连接附件，其常用形式有法兰座板和内螺纹座板两种。

2.3.2.1法兰连接座板 法兰连接座板有单面座板和双面座板两种。制作一只公称压

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力1.6MPa，公称通径50mm的法兰焊接单面座板，其制作和安装工艺步骤如下：

①先选择一块合适的坯料，按要求车削好外径D（φ135mm）和厚度b（23mm），然后，再按内径α（φ58mm）和α1（64mm）穿孔，最后按密封面外径D2（φ84mm）的尺寸车削密封面，在密封面上车出2-3道密封槽（法兰线）。

②在车削好的坯料上划出6个螺孔（先以φ103mm划圈，再在圆周上截取六等分）的位置，按螺孔规格（M14mm）确定钻孔直径（φ12mm），再按螺孔深度h（16mm）的要求进行钻孔，钻孔时一定要保持垂直。

③按攻丝的操作工艺要求和步骤进行攻丝工作，此时特别要注意防止丝锥折腰。 ④按螺栓的直径和长度选择双头螺栓，安装双头螺栓的时，应先在“短头”上涂厚白漆，然后用纳子或双螺母将其旋紧在单面座板上，安装后的双头螺栓要与座板平面垂直，如果不直可以将螺母套在螺栓上用手锤敲直，为了防止敲击时折腰，双头螺栓安装前先要进行退火处理。

⑤在舱，柜上安装单面座板时，首先确定开孔中心的位置，然后将座板中心对准开孔中心，采用三点固定焊固定这座板，待座板的内，外圆与舱壁等焊妥后，再在舱壁上开孔。如果在单面座板上直接安装阀件或附件时，单面座板在定位，焊接前，就要先考虑阀件的开启方向和开关的方便。

双面座板和单面座板工艺相似，就是多了一个凸肩和双面安装双头螺栓。要在安装的时候注意使座板的上下螺孔位置互相错开，千万不可重叠；甲板或舱壁上的开孔直径比座板直径达2-3mm。

2.3.2.2 螺纹座板 螺纹座板实际上就是一段内螺纹接头直接焊在舱，柜壁上，作为外螺纹的阀件，附件和管子的连接之用。

2.4 焊接质量控制和检验方法 2.4.1 焊接质量控制

⑴人员及设备的控制

①从事焊接操作的技术工人，应是经过专业培训，有一定的实践经验与理论基础，经按有关规定考试合格，有船舶检验部门发给的有效合格证书，其证书在有效期内有效，超期应重新复试。

②从事手工电弧焊的焊工，必须按其本人所持的合格证规定的类别（I,II,III)

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只考虑加热管的加热面积。

如何根据油舱加热面积来求和热管的长度呢？这里所说的加热面积一般就用管子的外径周长乘以管子长度，即

S=πdL (1-3) 式中 S------油舱加热面积（m2）；

d------加热管外径（m）； L-----加热管长度（m）。

下面举例说明蒸汽加热盘管长度的计算方法。

例 某油舱要求加热面积为25㎡，若用Ф60×5无缝钢管制作加热盘管需用钢管多少米？

解 设需要钢管为Lm

S=25m2 d=60mm=0.06m S25

L==≈132.70m

πd3.14×0.06

答：需用Ф60×5无缝钢管为132.70m。

2.6 选材

这里所讲的管子材料的选用，只要求能根据管路系统的特点，正确的选用管子材料，也就是说什么管路应该用什么管子（材料）而不涉及到管子的具体规格。 为了正确选用管子材料，必须掌握管路中介质的压力，温度和腐蚀性以及常用材料的特点，一般说来，无缝钢管适用于高，中压，高温和腐蚀性较弱的管路，焊接钢管适用于低压，常温和腐蚀性较弱的管路，镀锌钢管适用于低压，常温和腐蚀性较强的管路。实际上，制作船舶管系的管子材料，规格是由设计部门选定的，并在各系统的施工图纸上明确标注，我们必须严格地按图施工，千万不可擅自更改。

2.7下料

在管子的加工工作中，首先碰到的就是正确下料工作。在下料前，我们根据设计图纸得知管子理论计算长度。

2.7.1 计算下料长度

下料长度就是弯制成形的管子的总长。理论上，它是各直管段长度和弯头圆弧长

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度的综合，在弯制管子时，弯头部分的圆弧长度因材料塑性变形等原因而略有伸长，所以实际下料长度应该比理论长度略短一点。当自动弯管机采用“先焊后弯”的工艺流程时，实际下料长度更是必须给出的一个参数。从图1-10可知，管段的理论下料长度Ｌ０为

L0=AB+BC+CD? EB+BF ? MC+CN +EF+MN=

AB+BC+CD? 2EB?EF ?（2MC?MN） (1-4) 即 L0=l1+l2+l3??l1??l2= li? lj

图2-10

由于管子在弯曲时有一定的延伸量?L,所以实际下料长度应减去?L。对于有n个管段的弯曲管子，实际下料长度为

n?1

L=L0??L= n?lj??L (1-5) 1li? 1n?1式中 n?lj-------弯头处切线长度与圆弧长度差值之和；1li------管子实长之和； 1

?L------管子弯曲时的总延伸量。

延伸量?L是一个经验数据，它随着管子的材料，直径，壁厚，弯曲半径，弯角大小以及热弯或冷弯等情况而定。通常，对于一定规格及材料的管子，延伸量?L与弯角α成正比。目前工厂管子下料长度一般取理论下料即可，延伸量在校管时割除；如采用“先焊后弯”工艺时，必须考虑延伸量，此量通常根据试验获得的经验数据。如下表

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表1-8 管子弯曲延伸量

2.7.2切割

对DN80以下的钢管采用砂轮锯切割；DN80以上的钢管采用锯床锯断或氧割切断，但氧割后必须去掉氧化铁渣和飞溅物；有色金属管及HDR不锈钢管应采用机械或手工锯切断。

⑴气割

金属的气割（实质是氧气切割），是目前船舶管系最普遍英勇的切割方法。气割原理是气割过程开始，先用预热火焰加热割缝处的金属，使割缝处切割开始点处的金属温度上升达到燃点（使金属在纯氧中的燃点），此时放出高压的纯氧射流，使金属燃烧（猛烈氧化），燃烧所生成的熔渣立即被气流吹除，继续这一过程，就会在金属割件中形成一道光洁的割缝把金属割件分离开。

⑵等离子切割

越来越多的铬镍合金，铸铁，有色金属需要切割加工，而这些材料不能用普通的氧气切割。就要用到等离子切割技术。

等离子切割工艺： ①等离子弧电源

等离子弧要求电源具有陡降的外特性。为了易于引燃等离子弧并使起其稳定燃烧，

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空载电压要求较高，我国的等离子弧切割机的空载电压为（120-300V）.空载电压的高低主要取决于切割材料的厚度，如要切割大厚度材料则需要更高的空载电压。

工作电流和电压决定了等离子弧的功率，功率增大可提高切割厚度和速度，增大电流会使弧柱变粗，切口宽度增大。增高电压是提高等离子弧功率的有效途径，但工作电压若超过空载电压的６５％时，会出现等离子弧不稳定的现象，故在增大等离子弧的工作电压时必须提高电源的空载电压。

②等离子弧的工作气体

等离子弧常用的工作气体是Ｎ２，Ａｒ和Ｈ２或它们的混合气体。Ｎ２来源广，成本低，化学性能较稳定，是应用最多的气体。但是Ｎ２的纯度要求高（≥99.5%），如果Ｎ２中含有Ｏ２或水较多时，会使钨极烧损严重。

Ｈ２具有很大的传热能力，工作气体中混合Ｈ２可明显地提高等离子弧的热功率。但Ｈ２与空气混合易燃烧或爆炸，所以Ｈ2要和其他气体混合使用。

Ar既是热的良好载体，对活泼金属又是良好的保护介质。但是Ar价格较贵，一般很少采用。

增加工作气体的流量会增加弧柱的机械压缩和热压缩效应，使工作电压上升，佃户功率增大，有利于提高切割厚度和增大切割速度。但是流量过大时，会有一部分热量被冷气带走，使熔化金属的热量减少。此外，还会使等离子弧燃烧的稳定性降低。这个主要靠经验控制。

③切割速度

合适的切割速度可以获得高质量的切口。在功率不变的条件下，提高切割速度会使惹影响区缩小。切割速度过快，易出现割不透的现象；切割速度太慢，不但生产效率低而且会造成成切口表面不光洁，切口背面毛刺增加。这个主要靠经验的把握。

④喷嘴到工件距离

为充分利用等离子弧的热量，便于操作，喷嘴到工件之间的距离一般控制在10mm以内。

⑤钨极端部到喷嘴的距离

钨极内缩的距离太大时，会降低等离子弧的稳定性和等离子弧对工件的加热效果。如果钨极内缩的距离太小时，由于等离子弧的反射热会造成钨极和喷嘴烧坏。通常钨极内缩喷嘴距离取（６－１１）ｍｍ。

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2-8 几种金属材料等离子切割工艺参数表

材料

厚

度

喷嘴孔径（mm） 3.0

空载电压（V） 160

切割电流（A） 185

工作电压（V） 120

气体流量

气割速度

（mm）

不锈钢

8

N2（1/h） （m/h） 2100～2300

45～50

20 3.0 160 220 120～125 1900～

2200

32～40

30 40

铝和铝合金

12 21 34 80

紫铜

5 18 38

低碳钢

50 85

铸铁

5 18 35

3.0 3.5 2.8 3.0 3.2 3.5 3.2 3.2 10 7

230 240 215 230 240 245 180 252 252 252

280 340 250 300 350 350 310 340 304 300 300 300 360 370

135～140 2700 145 125 130 140 150 70 84 106 110 110 70 73 100

2500 4400 4400 4400 4400 1420 1660 1570 1230 1050 1450 1510 1500

35～45 20～25 784 75～80 35 10 94 30 11.3 10 5 60 25 8.4

注明: 铜及铜合金管的切割可采用钢锯、砂轮锯，但不得采用氧-乙炔焰切割。铜及铜合金管坡口加工采用锉刀或坡口机，但不得采用氧-乙炔焰来切割加工。夹持铜管的台虎钳钳口两侧应垫以木板衬垫，以防夹伤管子。

2.8弯管工艺

在民用船舶中，管子材料以钢管为主，较少使用铜管或其他金属管。塑料管等尚在试用阶段，所以弯管工作主要以钢管为主。管子的弯制有机械弯管和手工弯管两大类型。机械弯管则有冷弯和热弯两种不同的方式，但是他们的弯管工艺步骤基本相同。

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目前，机械弯管又先弯后焊和先焊后弯两种不同的弯管工艺。

2.8.1弯管机

弯管机按其动力（传动部分）来分：主要有机械传动（电动）和液压传动两种。按弯曲过程分无芯弯管和塞芯弯管两种。

一般来说，电动无芯弯管机是应用最早的一种弯管机，其他的弯管机都是由它发展变化而来的。无芯电动管管机的传动部分是由电动机，皮带减速装置，齿轮减速箱，涡轮蜗杆机构，主轴组成，这样使得电动机的动力传到了主轴。然后电动机的弯曲部分是由弯模，主轴，前夹头，滚轮，后夹头和托架组成，前夹头用塞块等方式固定住管子，然后管子被弯部分在主轴带动弯模下进行弯曲。

其他还有液压塞芯弯管机，火焰弯管机等等，不再多叙述了。这里特别注意提到，塞芯弯管机加工需要注意的几点：①弯管前必须向管内注润滑油，为了减小塞芯和管子内壁的摩擦力，在塞芯头部开有1～2道润滑油槽，弯管前要预先涂抹润滑油。②正确调整前置量K。③适宜弯制管径较大，管壁较薄，弯曲半径较小的无缝钢管，不适合有缝钢管。

2.8.2计算弯管参数

除了知道管子所标注的尺寸还是不够的，因为还不能弯曲管子，为了能弯制管子必须根据管子所标注的尺寸和形状，求出管子的实际长度，弯曲角，旋转角，起弯点，总长等参数。

2.8.2.1 计算法求弯管参数 1弯曲角α

⑴概念 弯管机带动直管弯过的角度叫弯曲角，用字母α表示。如图2-11所示。直管RSP经弯管模子带动后形成弯头QSP，则∠QSP=α为弯曲角，而QSP为成形角用β表示。

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图2-11

⑵弯曲角α计算方法

①弯头呈水平位置.见图2-12,图中ABC弯头为水平形状，可见tgα=，算出后s

t

再查三角函数表就知α为多大。例t=100，s=100，则tgα=100=1，则α=45°。t 为C，D开档，s 为B，D开档。

100

图2-12

②弯头呈空间位置，见图2-13。图中ABC为斜上别，tgα=

CDDB

，CD=

h2+t2，DB

=s，所以tgα=

h2+t2s

，h为C，E的高差。

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图2-13

图2-14

图2-15

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图2-16

图2-17

图2-18

2，成形角β

⑴概念 相邻两段管子的夹角叫成形角，用β表示。

⑵计算方法 由图2-12，2-13可知：α+β=180°，所以β=180°—α。

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3.管子线段长度的计算

①平面弯头。如图2-12所示，BC= t2+s2 ②空间弯头。如图2-13所示，BC= t2+s2+h2 讨论： 如图2-13知：

①h=0时，BC= t2+s2，即为图情况 ②t=0时，如图2-14，即为上别弯情况； ③s=0时，如图2-15，成为斜上正情况。 4.弯头圆弧长度计算

管子计算总长时，其值不是各管直线段之和，而要计及弯头的圆弧长。其计算公式是：

弧长=2πR360 (1-5)

R为管模子半径（即弯曲半径），α为弯曲角，见图2-16： 5，弯头切线计算

为了确定管子弯曲时的起弯头，必须求管子弯头处的切线长，如图2-17中的D点，切线BD=Rtan2。当然，BD=BE。

6首段长度计算

首段长度计算如图2-18所示，图中管段到首先点AE的长度叫首段长度，E点位第一起弯点：

AE=AB?EB=AB?Rtan7中间段长度计算

在图中，EG叫中间段长度。即相邻两起弯点之间的长度。图2-18中E为第一起弯点，G为第二起弯点，如果再增加一个弯头，则下一个中间长度的规定为第二起弯点和第三起弯点之间的长。一次可计算出四个，五个。。。。。。弯头的管子的中间段长。图2-18中EG的计算如下：

EG=弧EF+FG=弧EF+ BC?BF?GC (1-7)

=弧EF+BC?BF?GC

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α1

(1-6) 2

α

α

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8．弯头间直线长计算

在图2-18中，切点F，G之间的长度叫两弯头间的直线长，其计算方法如下： l直线=FC=BC?BF?GC=BC?Rtan

α12

?Rtan

α2 (1-8) 2

两弯头间直线长度在实际弯管工作中很重要，此长度必须大于紧固件长度，否则会影响下面一个起弯点的正确性，最后造成整个管子长度增大。

9．起弯点的确定

起弯点E，G的确定非常重要，弯管时一定要将起弯点对准弯模的起弯线，这样才能保证弯管尺寸的准备。

⑴第一起弯点E确定，各厂均以AE的尺寸确定E点。

⑵第二包括第三，第四期晚点G的确定方法，各厂都是不一样的，一般有三种： ①以中间长度EG确定G；

②以两弯头间的直线长FG来确定G； ③以BG（BG=BC-GC）来确定G。 10．尾段长度计算

图中2-18的GD的长度叫尾段长度。计算方法：

GD=弧GH+HD=弧GH+CD=CH=2πR3602+CD?Rtan

°

这些参数的计算对于下面的弯管做到了很必要的准备。

α

α2

(1-9) 2

2.8. 3 管子先焊后弯法兰预转角的计算和施工方法

管子先焊后弯是管子在加工流水线上无余量下料，自动焊机上焊接法兰，然后转到数控弯管机弯制成型的一种难度很高的新工艺。此工艺首先要解决的就是管子先焊后弯时法兰预转角的确定问题。

根据杨利琼的《管子先焊后弯法兰预转角的计算和施工方法》可以知道，管子的预转角ω=β1+β2+φ1+φ2+? ; ω是预转角，β1是初始角，β2是尾端角，φ是转角。

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图2-19

根据上图确定初始角的取值范围。根据杨利琼的《管子先焊后弯法兰预转角的计算和施工方法》结论：a′b′P1P2平面为基准面(这个平面垂直法兰平面)与P1P2P3平

面相交：

⑴P′到达基准面a′b′P1P2为顾时针时， B为正，且0

⑵P3到达 a′b′P1P2平面，这时a′b′P1P2′平面与P1P2P3平面重合，这时 β=0（P′在a′b′平面上），

(3)P 上正时，β=90°；P′下正时，β=?90°。(考虑法兰6孔10孔时，这样规定是为了同管子曲变时中间转角φ保持一致)，当法兰孔为4、6、8、12、16时， β可以视为0。

⑷最终?90°

例：以一个厂生产设计微机放样零件图为例（图）

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图2-20

H1120cot?1=31° S200H1120?1?1

β2：查表?? E组二 用公式β2=cotcot=39°

S150 +39°（见表2-9）最终ω=β1+β2+φ1=31°+ ?48°

β1：查表?? E组二 用公式β1=cot?1

放样长 500 277 200

起弯点 413 278 244

转角 31（β）1 -48（φ1) 29 ( β ）2

β′1=31° β′2=39° ω=22°

弯角 57.3 43.8

2.8.4 先弯后焊弯管工艺

所谓“先弯后焊”就是根据管子零件加工图或样棒所提供的管子各个参数，先将管子弯曲成形，再在校管机或校管平台上，进行管子法兰等连接附件的定位，焊接工作。

先弯后焊的弯管工艺主要由下料和弯管两部分组成。 ⑴下料

⑵弯管 先弯后焊弯管工艺按长-弯-长-转-长??..步骤进行。

弯管之前，先根据所玩管子的管径选择合适的弯管机床，再根据弯曲半径调整好弯管机弯模和滚轮。

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①长。此长为管子的首段长。一般说来首段长不须放余量，只要将管子的起弯点对准弯模的起弯线，夹紧弯管机的前后夹头即可。此项工作要防止“虚弯”和“窜动”现象。即由于弯模和管子之间有间隙，刚起弯时，弯模转动，管子和弯模之间的间隙逐渐缩小，但是没有弯曲，产生虚弯现象，虚弯使管子的实际起弯点后移；由于前夹头夹固不紧等原因，产生管子窜动现象，窜动使实际起弯点前移。通常，虚窜和窜动的共同作用使实际起弯点后移，通过试验可以确定起弯点的后移值，在弯模上划出实际起弯点位置（实际起弯线）。

②弯。根据设计图纸的弯曲角度弯曲第一个弯头。由于弯管后的回弹现象，实际弯曲的角度要略大于弯曲角，松车后要用样棒或万能角尺检验弯曲角。

③长。此长为两弯头之间的直线长度。回车后将第二起弯点对准弯模起弯线并稍稍夹紧。

④转。此转即为管子的转角φ。管子每相邻两个弯头间必定存在一个转角φ，转角φ在0到180度之间。平面曲型的转角为0或180。此项工作必须将第二起弯点始终对准在起弯线上，不可移动，否则，会造成管子身腰的伸长或缩短。同时，要保证转向和角度的正确无误。

⑤弯。此弯即旋转之后的第二个弯曲工作。工艺步骤和②一样

⑥长。如果管子曲形由两个弯头组成，此长及尾段长，下料所放的余量就在此长上，此余量在校管时截去；如果管子曲形大于两个弯头，此长为第二中间长，以后就按转一弯一的步骤进行，直至弯管工作结束。

2.8.5 先焊后弯弯管工艺

所谓“先焊后弯”就是根据计算机输出的管子数值零件图上的管子长度划线尺寸，法兰螺孔相对转角，弯管法兰螺孔角及数控程序等一系列加工数据，采用无余量下料，现在平台或校管机上进行直管法兰的定位，焊接后，在进行弯管工作。

先焊后弯可用数控弯管机弯管，也可用普通弯管机弯管，利用普通弯管机弯管的工艺步骤：

①下料 根据设计图纸给出管子材料，规格，长度等进行无余量的下料，先焊后弯的瞎聊长度非常重要，其长度误差不能超过3mm。

②法兰定位 在校管平台或校管机上进行直管两端法兰德定位和焊接工作。该项工作一定要保证两端法兰螺孔相对转角的准确度和法兰端距。同时，保证法兰和管子

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的垂直度。

③划线 根据前面弯管参数计算方法进行划线工作。

④定弯管顺序 根据管子数值图的规定，确定管子的万贯顺序，即从左到右为顺弯，反之为逆弯。

⑤划螺孔初始角 根据法兰螺孔确定方法在首端法兰密封面上划出螺孔初始角。 ⑥调整弯管机 根据管子的管径和弯曲半径调整弯管机的弯模和滚轮等。如果使用塞芯弯管机则要选择好合适的塞芯和调整好塞芯的前置量。

⑦首段弯定位 先将管子的首起弯点对准弯模起弯线并稍稍夹紧，用重垂法检查用调整法兰初始角的位置，待位置准确后将管子夹紧。此项工作一定要保证初始角的位置准确。

⑧弯管 先弯后焊的弯管工作非常重要，一定要保证弯曲角度的准确无误，否则会造成尾端法兰螺孔角的误差，给今后的管路安装工作带来困难。

⑨调整转角 当前一个弯头弯好后，将下一个起弯点对准弯模起弯点，进行管子转角φ的调整，夹紧后进行下一个弯头的弯制工作，直至整根管子的弯制工作的完成。

2.8.6手工平台热弯的工艺

当弯管的形状不规则，弯头间距很小，弯曲半径不同于弯模半径及管子管壁较厚时，一般采用手工平台热弯，手工平台热弯的工艺步骤如下： 1． 砂子准备

手工热弯的砂子必须是石英砂和河砂，砂子要干燥纯净，颗粒均匀。砂子一定要保持干燥，否则，在加热弯管时，会放出大量的蒸汽而冲击木塞，严重时会引起管子的炸裂。砂子内不能混有煤屑，木片等杂物，这些杂物加热然后会放出氢和氢氧化物，在弯曲铜管时，由于铜管钟的氧以氧化亚铜的形式分布在铜管的晶粒边界上，当温高于400℃时，氧化亚铜在氢气中会发生下列化学反应：

Cu2O+H2→400℃2Cu+H2O

晶界上的水蒸气会破坏晶粒间的联系，使铜管的性质变脆，从而不能承受冲击压力，亚种的会发生铜管的崩裂，这就是所谓的“氢病”。 2． 下料

根据管子的设计图纸给出长度，必须放余量。

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3． 灌沙

灌沙的目的是减小管子的椭圆度和管壁的褶皱，为此，灌沙时要一边灌一边用手锤敲打管壁，务必砂子要灌实。 4． 划线

手工热弯的划线必须要根据弯管的弯曲角和实际弯曲半径，划出管子各个弯曲部分的起弯点和终止点。

5． 将划线后的管子弯曲部位放在加热炉上加热，加热炉一般用柴油炉，氧-乙炔

火焰炉或电炉等，不可用煤炉，因为煤炭中含有大量的硫，对金属管子有强烈的腐蚀作用。为了保证弯管时，管子的曲线部分与直线部分有光滑过渡，加热长度要大于弯曲长度。加热时必须保持加热温度均匀，为此，要在加热炉火口上覆盖铁板和尽可能的转动管子，如果加热长度大于火口长度，则要将管子前后移动，使整个加热部分加热温度一致。加热温度不可超过加热最高温度，加热温度的控制可用热电偶温度计，温度变色笔或根据加热管子的颜色变化及经验来确定。常用金属管子的加热温度见 表2-10

管子材料 碳钢 紫铜 双金属管 钼钢，含钼钢 不锈钢

弯曲开始温度℃ 1050～1080淡黄色 850～860深橙色 850深橙色 1050℃～1150℃橙黄色

1050浅黄色

弯曲终止温度℃ 630～650深红色

300 550微红色 850～900樱红色 800浅红色

6． 弯管

弯管在弯管平台上进行，弯管平台用生铁铸成，中间排列许多方形或圆锥形锤孔，供插桩只用。弯曲动力可用人力或卷扬机，施力方向必须始终与弯曲平面平行。

加热后的管子放在平台上，先用冷却水冷却不须弯曲的直线部分，但冷却界线不可太明显，防止冷热相接部分弯曲后特别伸长，使管壁过薄而拉断。弯曲时，先在弯管的起始端的前，后侧面各安放一根铁桩，铁桩的距离根据管子的直径而定。在前侧面的铁桩与管子之间应放置靠模莱增大接触面积，防止弯管时受力过大而造成管子局部挤扁。对已达到需要弯曲半径的部位可浇

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水冷却，冷却水一般先浇在腹部的凸出部分，不要直冲背部，以防止拉薄的背部因突然冷却而发生断裂。当然，对管子的背部可以适当的浇水冷却，以防管壁过分拉薄，对薄壁钢管，铜管时等，可适当的将弯曲角加大一些（2°～5°），成形后在其背部浇些冷却水，使腹部回伸时自然凸出来，可减少椭圆度。弯管时，一定要严格控制好温度，最低弯曲温度必须大于管子的弯曲终止温度，使整个弯曲过程最好一次完成，尽量不要回火。

弯制有缝管时，管子焊缝应置于与弯管平台成45°的位置上，不可放在弯曲部分的内，外侧或上，下方，以免焊缝在弯曲时开裂。

弯制合金钢时，应特别注意浇水冷却对合金钢的影响。对铬钼耐热钢热弯时，不可浇水冷却，以免组织硬化或发生裂纹，弯曲后还要进行热处理，消除内应力，恢复正常的金属结构。铬钼不锈钢管在整个施工过程中，不可合碳素钢直接接触，灌沙击管时应用木槌或铜管。

2.8.7 有色金属管的热弯工艺

1紫铜管

紫铜管的弯曲步骤和钢管相同，但加热温度较低（850℃），热弯结束时的温度不低于300℃，以免产生缺陷或废品。用冷水冷却时，要特别注意氢病的发生，防止管子破裂。

直径在15mm以下的紫铜管热弯时，可以不充砂直接弯制；直径在32mm以下，可以退火（650℃）后用弯管机弯制。大直径紫铜管必须灌沙敲实后，再在平台上手口热弯。

紫铜管在加热弯曲或退火时，必须严格控制加热温度和保持加热均匀，防止因局部过热而造成紫铜管的熔化或穿孔。

2．黄铜管

黄铜管因含锌较多而性质较脆，因此，弯制薄壁管时，常灌入松香后再弯曲，厚壁管仍充砂弯曲。黄铜管加热温度与紫铜管相仿，但是在整个弯曲的过程中，一定要式中保持高温，同时要非常小心，仔细，温度降低后不能再弯，必须重新加热，否则很容易折断。

3．镀锌钢管

镀锌钢管由于在钢管的表面附了一层锌，所以适宜于冷弯，如要热弯，则加热温

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度不宜太高，否则很容易将镀锌层熔化，同时，要时刻主要加热部分是否出现青烟，青烟即位锌层燃烧时的特征，应及时用水冷却。

4．铝管

铝管的性质较柔软，加热弯曲时，必须小心处理管子的表面，宜用文火均匀加热，使之逐渐升高到300～400℃。检查温度可先在弯曲处涂肥皂，当其颜色由黄逐渐变黑，或者用竹棒划铝管，表面颜色由白变黑时，就可以进行弯曲工作。充砂宜用木槌敲实而不能用铁器敲击。

5．青铅管

青铅管也别柔软，熔点很低，且加热后不变色。加热温度可用冷水滴试，如果水滴一接触管子表面马上就蒸发，此时就可以进行弯曲。青铅管仍需充砂热弯，热弯后产生的椭圆可用木锤修正。

6．双金属管

双金属管实在钢管内层加度一层紫铜，厚度一般为0.6-0.8mm，这种管子既保持了钢管的强度又保持了紫铜管的耐腐蚀性，适用于高压的空气管路和液压管路，在舰艇上应用较广，由于这种管子是由两种不同的金属组成，所以必须严格控制加热温度（850-550℃）。加热要均匀，弯制要小心。

2.8.8 细长金属管件的一种弯曲方法

当弯管回路复杂或管件很细，管壁较薄时，采用带芯棒的弯曲方法也难以打到目的，这是只有采用加填充物的方法，即将填充物注入空心的管件中，然后进行弯曲加工，通常采用的填充物有石蜡，砂子等。石蜡容易填充，但是冷却收缩严重，不宜充实，且石蜡本省的硬度较低，很多情况下达不到要求。此外，弯曲过后，石蜡附在金属表面，不宜清理干净；傻子的凝聚性很差，管件内不宜充实，硬度不宜保证，弯曲效果不佳，达不到要求，低熔点金属或合金与金属管件本身有附着力，使得弯曲过后，管件内表面不宜清理干净，其他有机材料在弯曲过后不宜取出。显然，采用加填充物的方法弯曲管件时，上述填充物都存在各自的缺点，均不能弯曲满足金属管件弯曲的要求。

采用硝酸盐作为填充物的金属管件弯曲方法及优点

下面介绍一种新的采用填充物的金属管件弯曲方法，这种方法采用硝酸盐作为填充物，对金属管件实施弯曲，在弯曲之前，也太硝酸盐很容易将金属管件充满充实，

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硝酸盐本身在常温下有足够的硬度，能够保证金属管件的弯曲质量；弯曲过后，金属管件内容易清理感情，硝酸盐为：硝酸钠，硝酸钾，亚硝酸钠中任一种或者他们的混合物。

具体的弯曲工艺过程如下：

1 将硝酸盐置于一容器中并加热到熔融状态（320℃）；

2 将被弯曲的金属管件浸泡在硝酸盐的熔融体中，待金属管件内部充满熔融的硝酸盐后，使其冷却到常温；

3．此时金属管件外表面也附着有硝酸盐，在常温下，硝酸盐呈脆性，用力敲打或振动金属管件，硝酸盐则从管件外表面脱离，而金属管件内仍充满固体的硝酸盐，随即，按照要求，对金属管件进行弯曲加工。

4．待金属管件弯曲结束后，将其加热，使管内的硝酸盐熔化流出，这时管件表面还有硝酸盐的残存物。将金属管件放在水中，将金属管件直接放在水中来溶解硝酸盐，之后金属管件内外表面没有任何残存物。

与现有办法相比，本方法具有如下优点：

1 在熔融状态下，硝酸盐的流动性很好，对任意长度和直径很细的金属管件，均能充实充满，填充也很方便。

2 在常温下，硝酸盐具有足够的硬度，能保证金属管件的弯曲质量。 3 硝酸盐能溶于水，金属管件弯曲过后，内外表面很容易被清理干净。 下面是采用这种办法的实例，见表实例2-11

批号 1 2 3 4

金属管件 品名 规格 铜管 9.5 钢管 9 铜管 7 钢管 12

填充物

硝酸盐 熔融温度℃ 亚硝酸钠 350 硝酸钾 350 亚硝酸钠 350 硝酸钠 350

弯曲参数 弯曲半径 弯曲角度 12.5 180 12.5 180 9 90 20 90

弯曲质量

v 0.98 0.97 0.99 0.96

2.8.9虾壳管的制作工艺

当管子弯头的口径较大，弯曲半径较小时，一般采用“虾壳管”连接形式，如船舶发电机排气管，锅炉排汽管等管路。

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江苏科技大学本科毕业设计（论文）

图2-21

图2-22

图2-21为五节直角虾壳管。由图2-21可见，虾壳管弯头一般由首，尾两节单斜截圆管和若干节双斜截圆管组成。中间节越多，弯头曲线越光滑，但是工作量越大，在实际生产中，一般30°弯头取首，尾两节，45°弯头取三节（首尾和一节中间节），60°弯头取四节，90°取五节，即可符合管路的要求。

从图1-22中可知，、首尾节的斜截角与中间节两侧的斜截角相等，其计算公式： α，=2+2n (1-10)

式中： α，????虾壳管直管段斜截角 度 α????虾壳管弯曲角（度） n--------虾壳管中间节节数

下面介绍虾壳管的直管段倒角制作法：首尾节管段由直管段和半截管段组成，中间节是双斜截管段，中间节的外侧节距是A，中心节距B和内侧节距C的计算公式如下：

A=2（R+2）tanα， (1-11) B=2Rtanα， (1-12)

D

α

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