一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法，屬于管道加工【技術(shù)領(lǐng)域】。其步驟為：施工準(zhǔn)備，對(duì)卷管進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和算法定量；卷管劃線，用卷管支撐裝置支撐卷管和在卷管上劃出加熱區(qū)域；火焰煨彎，在劃好的加熱區(qū)域內(nèi)沿“之”字形路線煨彎，且根據(jù)卷管加熱時(shí)的顏色來決定煨彎時(shí)間的長(zhǎng)短；冷卻檢查，待卷管冷卻后，檢測(cè)煨彎后的卷管下底部與上述檢測(cè)板上端的距離是否在3mm內(nèi)，距離在3mm范圍內(nèi)即為合格；二次處理，當(dāng)實(shí)際卷管彎曲弦高H1與理論卷管彎曲弦高H間的偏差較大時(shí)，采用氣焊烤把進(jìn)行調(diào)校；拼裝卷管，通過型鋼平臺(tái)把煨彎達(dá)標(biāo)后的卷管進(jìn)行焊接。本發(fā)明解決了制作彎曲大型鋼構(gòu)件必須使用大型器械的問題，且無需施加外力。
【專利說明】一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管道加工【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在一些大型建筑工程中，需要使用彎曲的彎曲大型鋼構(gòu)件，彎曲的彎曲大型鋼構(gòu)件由彎管構(gòu)成，其中彎管是一種重要的連接構(gòu)件，其主要作用如下:一是結(jié)構(gòu)力學(xué)作用，二是改變管線的方向，彎管可以緩沖管道所在地的地層遷移、地震以及溫度變化等外界環(huán)境附加在直管上的拉力、壓力和扭矩作用力，所以彎管的性能直接影響工程質(zhì)量和管線運(yùn)輸?shù)目煽啃浴踩院徒?jīng)濟(jì)性，因此彎管的加工技術(shù)就顯得格外重要。而彎管的制作也有很多種，根據(jù)彎管加工方式的不同，可分為冷彎管和熱煨彎管，冷彎管是對(duì)成品管直接施力彎曲達(dá)到設(shè)計(jì)要求的弧度或角度；而熱煨彎管是采用合適的方法對(duì)鋼管加熱，繼而進(jìn)行彎曲變形，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的弧度或角度，由于熱加工過程可以有效的降低彎曲變形對(duì)鋼管性能的影響，因而熱煨彎管更適合于較大弧度或角度彎管的制造，應(yīng)用范圍廣泛。且大直徑管道彎曲一般在工廠內(nèi)通過整體加熱后、采用機(jī)械施壓來達(dá)到，需要專門的大型加熱裝置和大型壓力機(jī)械，但在工程現(xiàn)場(chǎng)對(duì)大直徑管道的彎曲采取此種方法，設(shè)備投資大，施工費(fèi)用高。
[0003]國(guó)內(nèi)建筑工程中一般都采用火焰加熱彎管工藝方案，例如舟山市普陀區(qū)魯家寺大橋等，但是火焰彎管技術(shù)存在許多缺陷，主要表現(xiàn)為加熱速度慢、加熱不均勻、耗氣成本大、勞動(dòng)環(huán)境差，特別是容易影響鋼管母材的性能，最近也出現(xiàn)了中頻加熱彎管的技術(shù)，比如遼陽管件研究所在大慶設(shè)計(jì)制造成功DN2000 X 150 X 9000mm大口徑中頻彎管機(jī)，并成功熱煨彎制出彎管，彎曲半徑為4D，其壁厚與直徑之比達(dá)1: 100以上，但是這種特制的中頻彎管機(jī)只能在工廠生產(chǎn)，不能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)煨彎，存在長(zhǎng)途運(yùn)輸極不方便的問題，且運(yùn)輸費(fèi)用較大。
[0004]通過專利檢索，關(guān)于“加熱煨彎管道”的技術(shù)方案已有公開，例如:中國(guó)專利號(hào)ZL201110160336.0，授權(quán)公告日為2011年12月21日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:一種熱煨彎管工藝方法，該發(fā)明涉及石油管道施工的彎管【技術(shù)領(lǐng)域】，包括如下步驟:(I)選擇適合進(jìn)行感應(yīng)加熱彎制的螺旋縫埋弧焊管作為母管；(2)將所述螺旋縫埋弧焊管進(jìn)行彎管彎制工藝處理；
(3)將經(jīng)過所述彎制工藝處理的螺旋縫埋弧焊管進(jìn)行熱處理；(4)將經(jīng)過熱處理的螺旋縫埋弧焊管進(jìn)行彎管管端處理。該技術(shù)方案一定程度上解決了管道煨彎的技術(shù)問題，達(dá)到了管道煨彎效果，但是還有很多弊端:上述技術(shù)方案的步驟(2)彎管彎制處理是指把管道放入固定形狀的加熱區(qū)內(nèi)，一邊加熱一邊推進(jìn)，雖然達(dá)到了管道煨彎目的，但是煨彎區(qū)域的固定難以滿足多種煨彎彎度的需要，且這種煨彎方法對(duì)器械要求過高，在很多偏遠(yuǎn)的施工地區(qū)，器械難以得到保障，以此方法施工的難度較大；且上述技術(shù)方案的步驟(3)中對(duì)管道進(jìn)行淬火處理，管道進(jìn)行淬火處理后容易脆化和變形，煨彎精度得不到保障，所以還需進(jìn)一步改進(jìn)完善。
[0005]又如:中國(guó)專利號(hào)ZL201010588241.4，授權(quán)公告日為2013年I月23日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:一種鋼管中頻煨彎方法，該發(fā)明屬于水利水電工程領(lǐng)域，采用了專用的彎制胎架，兩端支點(diǎn)支撐鋼管，采用兩臺(tái)中頻感應(yīng)加熱系統(tǒng)設(shè)備對(duì)鋼管進(jìn)行對(duì)稱加熱，中間用液壓千斤頂機(jī)構(gòu)對(duì)鋼管施加壓力，鋼管內(nèi)弧受熱受壓管壁鋼材收縮變形，通過技術(shù)手段形成設(shè)計(jì)要求的懸鏈線型拱軸線。該方法在達(dá)到煨彎目的的同時(shí)又保護(hù)了鋼管母材的性能，但是該方法使用了兩套中頻感應(yīng)加熱系統(tǒng)、液壓千斤頂、紅外溫度測(cè)量?jī)x等器械，對(duì)器械要求過高；且加熱溫度在800°C?900°C之間，管道管口也進(jìn)行了加熱，發(fā)生了形變，這就對(duì)后來的管道對(duì)接焊接帶來了難度和施工隱患；該管道在加熱的過程中依靠液壓千斤頂提供外力使得管道形變，由于受力不均，難以獲得目標(biāo)管道弧度，既不美觀也給施工帶來不便，還需進(jìn)一步改進(jìn)完善。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0007]本發(fā)明的目的在于發(fā)明一種制作彎曲大型鋼構(gòu)件的方法，克服關(guān)于“管道煨彎”的現(xiàn)有技術(shù)中依賴大型、精密器械和煨彎精度的不足，提供了一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠在沒有大型、精密器械的境況下對(duì)管道進(jìn)行高精度的煨彎和組裝。
[0008]2.技術(shù)方案
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0010]本發(fā)明的一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法，該方法先通過算法H =
aX〔Sina +Sin(2a )+Sin(3a )+......+Sin(n-l) a〕+bXSin(na )對(duì)卷管進(jìn)行分段劃線，再使用氣焊烤把對(duì)劃線后的卷管進(jìn)行加熱，由于鋼材熱脹冷縮和重力的作用，冷卻后的卷管產(chǎn)生一定量的形變，并且經(jīng)過卷管支撐裝置上檢測(cè)板的檢測(cè)是否合格后，再?zèng)Q定是否交付，對(duì)不合格的卷管進(jìn)行二次處理，在卷管合格交付后，對(duì)卷管在型鋼平臺(tái)上進(jìn)行拼裝處理，即得到目標(biāo)大型鋼構(gòu)件。
[0011]作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，本發(fā)明的一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法，其特征在于，包括如下幾個(gè)步驟:
[0012]步驟一、施工準(zhǔn)備
[0013]步驟一的施工準(zhǔn)備包括卷管驗(yàn)收過程和卷管分段過程，所述的卷管驗(yàn)收過程是對(duì)未處理的卷管進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，即探傷檢測(cè)卷管焊縫；所述的卷管分段過程通過以下算法執(zhí)行:H = aX (Sina +Sin(2a )+Sin(3a )+......+Sin(n_l) a〕+bXSin(n a )，算法中 a 為卷管每次加熱后彎曲角度，a為卷管的加熱間距，n為卷管一側(cè)的等距離加熱點(diǎn)數(shù)，b為卷管未加熱的末端長(zhǎng)度，H為纟畏彎后卷管彎曲弦高，L為卷管的長(zhǎng)度,其中:α、b、L和H為已知量，且有a = (L — 2b)/(2n — I)，根據(jù)工程所需的鋼構(gòu)件的參數(shù)確定總卷管彎曲弦高H Σ的值，即得出每根卷管彎曲弦高H的值，然后根據(jù)算法確定每根卷管的加熱間距a和等距離加熱點(diǎn)數(shù)η ；
[0014]步驟二、卷管劃線
[0015]在步驟一完成施工準(zhǔn)備之后進(jìn)行卷管劃線，該卷管劃線包括支撐過程和劃線過程，所述的支撐過程為:將卷管水平放置在卷管支撐裝置上，其中:所述的卷管支撐裝置包括第一支座、第二支座、撐圓桿件、檢測(cè)板和檢測(cè)板支架，上述的第一支座和第二支座分別位于卷管兩端下方，且第一支座與卷管的接觸面和第二支座與卷管的接觸面均為凹面，該凹面凹陷度與卷管表面圓弧度相配合，上述的撐圓桿件卡入卷管兩端內(nèi)，且撐圓桿件長(zhǎng)度與卷管直徑相等，防止卷管兩端在加熱時(shí)發(fā)生形變，上述的檢測(cè)板支架設(shè)置于第一支座和第二支座之間，且檢測(cè)板支架一端與第一支座相固連，另一端與第二支座相固連，該檢測(cè)板支架上等間距設(shè)有多個(gè)卡板槽，上述的檢測(cè)板數(shù)量為多個(gè)且有多種規(guī)格，檢測(cè)板底部與卡板槽相匹配，該檢測(cè)板的高度與其正上方卷管煨彎后下降高度相匹配，上述的檢測(cè)板正上方卷管煨彎后下降高度由步驟一中的算法得出；所述的劃線過程是按照步驟一中算法確定的加熱點(diǎn)數(shù)η及加熱間距a劃出加熱區(qū)域，該加熱區(qū)域?yàn)楣灿靡坏走叺膬傻妊切危摰妊切我约訜峄鶞?zhǔn)直線為上底邊，上述的等腰三角形的頂點(diǎn)為卷管橫截面水平中心線兩側(cè)以下30°?45°處；
[0016]步驟三、火焰煨彎
[0017]完成步驟二的卷管劃線后即可對(duì)卷管進(jìn)行火焰煨彎，火焰煨彎的過程如下:氣焊烤把從加熱基準(zhǔn)直線的中點(diǎn)開始煨彎，每根卷管采用4只相同規(guī)格的氣焊烤把同時(shí)加熱，每?jī)蓚€(gè)氣焊烤把為一組，兩組均從中點(diǎn)開始依次同步向卷管兩端進(jìn)行加熱，每組的兩只氣焊烤把均沿上述等腰三角形的底邊對(duì)稱同步加熱，從等腰三角形的底邊開始，按“之”字形加熱路線從等腰三角形的底邊向等腰三角形的頂點(diǎn)往復(fù)運(yùn)行，在氣焊烤把運(yùn)動(dòng)到頂點(diǎn)后，兩組氣焊烤把再按照上述步驟對(duì)其他未加熱的加熱區(qū)域依次向卷管兩端進(jìn)行加熱，直至劃出的所有加熱區(qū)域都經(jīng)過加熱處理；上述的4只氣焊烤把的火焰大小、加熱速度、加熱范圍保持一致，加熱時(shí)溫度控制在600°C?800°C之間，溫度區(qū)間的控制具體表現(xiàn)為:通過肉眼觀察，加熱時(shí)卷管加熱處表面出現(xiàn)櫻紅色表明溫度達(dá)到了 600°C，繼續(xù)加熱，當(dāng)卷管加熱處表面向桔黃色轉(zhuǎn)變時(shí)表明溫度達(dá)到了 800°C，此時(shí)應(yīng)停止加熱，向下移動(dòng)，按“之”字形加熱路線繼續(xù)加熱其他加熱區(qū)域部分；
[0018]步驟四、冷卻檢查
[0019]在火焰煨彎步驟結(jié)束后，對(duì)加熱過的卷管進(jìn)行放置冷卻處理，直至室溫后，加熱前卷管中心線與冷卻后卷管中心線之間的形變量分別與卷管上下兩邊沿的形變量相等，再對(duì)其卷管彎曲弦高Hl進(jìn)行檢查，檢查步驟如下:檢測(cè)煨彎后的卷管下底部與上述檢測(cè)板上端的距離是否在3mm內(nèi)，距離在3mm范圍內(nèi)即為合格；
[0020]步驟五、二次處理
[0021]檢查完成后，合格的卷管即可交付使用，對(duì)不合格的卷管做如下二次處理:當(dāng)實(shí)際卷管彎曲弦高Hl與理論卷管彎曲弦高H間的偏差較大時(shí)，采用氣焊烤把進(jìn)行調(diào)校，調(diào)校的首選位置選在偏差值最大點(diǎn)處，加熱點(diǎn)數(shù)量及間距根據(jù)偏差值大小確定，其過程為:若實(shí)測(cè)卷管彎曲弦高Hl過小時(shí)，則在該超標(biāo)點(diǎn)與原加熱點(diǎn)之間增加加熱點(diǎn)；若實(shí)測(cè)卷管彎曲弦高Hl過大時(shí)，在該超標(biāo)點(diǎn)的正下方設(shè)加熱點(diǎn)，選定加熱點(diǎn)后重復(fù)上述步驟三的火焰煨彎，直至實(shí)際卷管彎曲弦高的值Hl與理論卷管彎曲弦高H的偏差在3mm內(nèi)，調(diào)校過程中避免過烤情況出現(xiàn)，經(jīng)調(diào)校后合格的卷管可以交付使用；
[0022]步驟六、拼裝卷管
[0023]在卷管合格交付后，即對(duì)卷管在型鋼平臺(tái)上進(jìn)行拼裝處理，其中:所述的型鋼平臺(tái)每組包括第一定位塊、第二定位塊、第一調(diào)整塊、第二調(diào)整塊、第一腹桿托板、第二腹桿托板和平臺(tái)，上述的平臺(tái)上從左到右依次設(shè)置有第一定位塊、第一調(diào)整塊、第一腹桿托板、第二腹桿托板、第二調(diào)整塊和第二定位塊，上述的第一定位塊和第二定位塊關(guān)于平臺(tái)的中軸線對(duì)稱，上述的第一調(diào)整塊和第二調(diào)整塊關(guān)于平臺(tái)的中軸線對(duì)稱，上述的第一腹桿托板和第二腹桿托板關(guān)于平臺(tái)的中軸線對(duì)稱，上述的平臺(tái)通過膨脹螺絲固定在地面上；根據(jù)工程所需的鋼構(gòu)件的參數(shù)確定平臺(tái)上第一定位塊、第二定位塊、第一調(diào)整塊、第二調(diào)整塊、第一腹桿托板和第二腹桿托板的具體位置，使得第一定位塊和第二定位塊分別位于兩卷管的外偵牝第一調(diào)整塊和第二調(diào)整塊分別支撐于兩卷管下，第一腹桿托板和第二腹桿托板分別支撐于腹桿兩端下；型鋼平臺(tái)由多組相同構(gòu)造的上述平臺(tái)組成，各組型鋼平臺(tái)的中心軸線與待組裝的目標(biāo)大型鋼構(gòu)件的中心軸線重合；型鋼平臺(tái)制作完成后，即可放入對(duì)應(yīng)的卷管和腹桿進(jìn)行組裝，然后開始卷管與卷管之間、卷管與腹桿的焊接，直至得到目標(biāo)大型彎曲鋼構(gòu)件。
[0024]作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，上述步驟中的檢測(cè)板的數(shù)量至少為8個(gè)，且檢測(cè)板的高度從中間向兩邊遞增，各檢測(cè)板的上端點(diǎn)連接線為向下彎曲的弧線。
[0025]作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，上述步驟中的卷管末端長(zhǎng)度b為500?800mm。
[0026]3.有益效果
[0027]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0028](I)本發(fā)明的一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法，在鋼材的熱脹冷縮的特性和重力的雙重作用下，無需施加外力和大型、精密器械即可達(dá)到對(duì)管道進(jìn)行煨彎的目的，簡(jiǎn)化了施工程序，節(jié)約了施工成本。
[0029](2)本發(fā)明的一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法，卷管分段過程通過以下算法執(zhí)行:H = aX〔Sin a +Sin(2 α )+Sin(3 α ) +......+Sin(η-1) α〕+bXSin(η α ),
根據(jù)該算法精確的得出加熱區(qū)域的大小和數(shù)量，并且卷管支撐裝置為煨管工序提供工具基礎(chǔ)，通過煨彎加熱區(qū)域和卷管支撐裝置的共同作用，使得實(shí)際卷管彎曲弦高Hl與理論卷管彎曲弦高H的誤差不超過3mm，即能夠精確得到所需彎曲大型鋼構(gòu)件的每一部分，且卷管支撐裝置的使用無場(chǎng)地限制。
[0030](3)本發(fā)明的一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法，加熱區(qū)域?yàn)槿切螀^(qū)域，且上寬下窄，使得卷管的上部形變量大于下部的形變量，滿足彎曲大型鋼構(gòu)件制作的標(biāo)準(zhǔn)。
[0031](4)本發(fā)明的一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法，其中使用到的型鋼平臺(tái)為彎曲大型鋼構(gòu)件的組裝提供了平臺(tái)，使得煨彎后的管道得以高精度的拼裝成彎曲大型鋼構(gòu)件，不僅加快工期進(jìn)度，而且節(jié)約了運(yùn)輸成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明的一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法的流程圖；
[0033]圖2為本發(fā)明中卷管支撐裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3為本發(fā)明中卷管支撐裝置的左視圖；
[0035]圖4為本發(fā)明中加熱區(qū)域的展開示意圖；
[0036]圖5為本發(fā)明中型鋼平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖6為大型鋼構(gòu)件預(yù)拼裝示意圖。
[0038]示意圖中的標(biāo)號(hào)說明:
[0039]1、卷管；2、加熱區(qū)域；3、加熱前卷管中心線；4、冷卻后卷管中心線；5、加熱基準(zhǔn)直線；61、第一支座；62、第二支座；7、撐圓桿件；8、檢測(cè)板；9、檢測(cè)板支架；101、第一定位塊；102、第二定位塊；111、第一調(diào)整塊；112、第二調(diào)整塊；121、第一腹桿托板；122、第二腹桿托板；13、腹桿；14、平臺(tái)。

【具體實(shí)施方式】
[0040]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0041]實(shí)施例1
[0042]對(duì)于制作彎曲大型鋼構(gòu)件所需的彎管的方法分為兩種:冷彎管和熱煨彎管。由于彎曲大型鋼構(gòu)件自身體積和使用機(jī)械等因素，大多數(shù)采用熱煨彎管工藝，熱煨彎管工藝也細(xì)分為幾種:利用大口徑中頻煨彎?rùn)C(jī)彎管、先加熱后擠壓彎管、先局部煨彎擠壓成型后整體焊接彎管等。現(xiàn)有的熱煨彎管技術(shù)雖然能達(dá)到煨彎彎曲大型鋼構(gòu)件的目的，但是弊端也十分明顯:必不可少的要使用大型器械，例如:中頻煨彎?rùn)C(jī)、液壓千斤頂、紅外溫度測(cè)量?jī)x等。值得關(guān)注的是:很多施工地域是十分偏僻，這些大型器械或是難以運(yùn)輸、或是運(yùn)輸成本高昂，給施工帶來極大不便，并且施工精度不高，運(yùn)輸過程對(duì)鋼構(gòu)件也有損壞。
[0043] 申請(qǐng)人:在總結(jié)以往彎曲大型鋼構(gòu)件施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，獨(dú)辟蹊徑，采取了加熱后后利用管道自身重力來達(dá)到彎管的目的，整個(gè)施工方法均采用小型器械且這些小型器械便于運(yùn)輸、制作簡(jiǎn)單，大大提高了偏遠(yuǎn)地域施工的可行性，又節(jié)約了施工成本。
[0044]本實(shí)施例的一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法，包括施工準(zhǔn)備、卷管劃線、火焰煨彎、冷卻檢查、二次處理和拼裝卷管這六個(gè)步驟，其具體施工過程如下(如圖1所示):
[0045]步驟一、施工準(zhǔn)備
[0046]步驟一的施工準(zhǔn)備包括卷管驗(yàn)收過程和卷管分段過程，所述的卷管驗(yàn)收過程是對(duì)未處理的卷管I進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，即探傷檢測(cè)卷管I焊縫；所述的卷管分段過程通過以下算法執(zhí)行:H = aX〔Sina+Sin(2a )+Sin(3a )+......+Sin (n_l) a〕+b X Sin (n a )，算法中 a 為卷管I每次加熱后彎曲角度，a為卷管I的加熱間距,η為卷管I 一側(cè)的等距離加熱點(diǎn)數(shù)，b為卷管I未加熱的末端長(zhǎng)度，長(zhǎng)度為500?800mm(具體在本實(shí)施例為650mm)，H為煨彎后卷管彎曲弦聞，L為卷管I的長(zhǎng)度，其中:α、b、L和H為已知量,且有a = L — 2b/2n 一 I,根據(jù)工程所需的鋼構(gòu)件的參數(shù)確定總卷管彎曲弦高1^的值，即得出每根卷管彎曲弦高H的值，然后根據(jù)算法確定每根卷管I的加熱間距a和等距離加熱點(diǎn)數(shù)η ；
[0047]本實(shí)施例中的卷管驗(yàn)收過程包括對(duì)卷管的規(guī)格和質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，卷管I均有焊縫，對(duì)焊縫處要加強(qiáng)審核標(biāo)準(zhǔn)，排除因管材自身的原因而導(dǎo)致彎曲大型鋼構(gòu)件的制作達(dá)不到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的因素；卷管分段的算法:H = aX (Sina+Sin (2 a)+Sin (3 α)+……+Sin(n-l)a〕+b X Sin (η a )，這個(gè)算法可以通過很多軟件實(shí)施，既方便又快捷，例如EXCEL表格軟件坐寸ο
[0048]步驟二、卷管劃線
[0049]在步驟一完成施工準(zhǔn)備之后進(jìn)行卷管劃線，該卷管劃線包括支撐過程和劃線過程，所述的支撐過程為:將卷管I水平放置在卷管支撐裝置上，其中:所述的卷管支撐裝置包括第一支座61、第二支座62、撐圓桿件7、檢測(cè)板8和檢測(cè)板支架9 (如圖2、圖3所示)，上述的第一支座61和第二支座62分別位于卷管I兩端下方，且第一支座61與卷管I的接觸面和第二支座62與卷管I的接觸面均為為凹面，該凹面凹陷度與卷管I表面弧度相配合，上述的撐圓桿件7卡入卷管I兩端內(nèi)，且撐圓桿件7長(zhǎng)度與卷管I直徑相等，防止卷管I兩端發(fā)生形變，上述的檢測(cè)板支架9設(shè)置于第一支座61和第二支座62之間，且檢測(cè)板支架9 一端與第一支座61相固連，另一端與第二支座62相固連，該檢測(cè)板支架9上等間距設(shè)有多個(gè)卡板槽，上述的檢測(cè)板8數(shù)量為多個(gè)且有多種規(guī)格，檢測(cè)板8底部與卡板槽相匹配，該檢測(cè)板8的高度與其正上方卷管I煨彎后下降高度相匹配，上述的檢測(cè)板8正上方卷管I煨彎后下降高度由步驟一中的算法得出且檢測(cè)板8的數(shù)量至少為8個(gè)，檢測(cè)板8的高度從中間向兩邊遞增，各檢測(cè)板8的上端點(diǎn)連接線為向下彎曲的弧線；所述的劃線過程是按照步驟一中算法確定的加熱點(diǎn)數(shù)η及加熱間距a劃出加熱區(qū)域2 (如圖4所示)，該加熱區(qū)域2為共用一底邊的兩等腰三角形，該等腰三角形以加熱基準(zhǔn)直線5為上底邊，且上底邊長(zhǎng)度為300mm，上述的等腰三角形的頂點(diǎn)為卷管I橫截面水平中心線兩側(cè)以下30°?45° (具體在本實(shí)施例中選用40° )處。本實(shí)施例中檢測(cè)板8正上方卷管I煨彎后下降后會(huì)與檢測(cè)板8最上端相切，通過檢測(cè)板8的設(shè)置，能夠便于測(cè)量卷管I煨彎后形變量是否達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)；撐圓桿件7的設(shè)置防止了卷管I兩端發(fā)生形變，排出了步驟六的拼裝隱患。
[0050]步驟三、火焰煨彎
[0051]完成步驟二的卷管劃線后即可對(duì)卷管I進(jìn)行火焰煨彎，火焰煨彎的過程如下:氣焊烤把從加熱基準(zhǔn)直線5的中點(diǎn)開始煨彎，每根卷管I采用4只相同規(guī)格的氣焊烤把同時(shí)加熱，相向的兩個(gè)氣焊烤把為一組，兩組均從中點(diǎn)開始依次同步向卷管兩端進(jìn)行加熱。每組的兩只氣焊烤把均沿上述等腰三角形的底邊對(duì)稱同步加熱，從等腰三角形的底邊開始，按“之”字形加熱路線從等腰三角形的底邊向等腰三角形的頂點(diǎn)往復(fù)運(yùn)行，在氣焊烤把運(yùn)動(dòng)到頂點(diǎn)后，兩組氣焊烤把再沿上述步驟對(duì)其他未加熱的加熱區(qū)域2進(jìn)行依次加熱，直至劃出的所有加熱區(qū)域2都經(jīng)過加熱處理(如圖4所示)；上述的4只氣焊烤把的火焰大小、加熱速度、加熱范圍保持一致，加熱時(shí)溫度控制在600°C?800°C之間，溫度區(qū)間的控制具體表現(xiàn)為:通過肉眼觀察，加熱時(shí)卷管I加熱處表面出現(xiàn)櫻紅色表明溫度達(dá)到了 600°C，繼續(xù)加熱，當(dāng)卷管I加熱處表面向桔黃色轉(zhuǎn)變時(shí)表明溫度達(dá)到了 800°C，此時(shí)應(yīng)停止加熱，向下移動(dòng)，按“之”字形加熱路線繼續(xù)加熱其他加熱區(qū)域2部分；本實(shí)施例中每根卷管I采用4只相同規(guī)格的氣焊烤把同時(shí)加熱，既保證了施工效率又避免了同個(gè)地區(qū)在有加熱時(shí)差的情況下卷管發(fā)生的畸形現(xiàn)象；加熱時(shí)溫度控制在600°C?800°C之間有如下原因:一、卷管I在6000C?800°C才能達(dá)到冷卻后產(chǎn)生步驟一中算法所需要的形變量；二、在600°C和800°C這兩個(gè)溫度時(shí)，卷管I的顏色變化較為明顯，便于肉眼判斷，加熱時(shí)更容易操作。
[0052]步驟四、冷卻檢查
[0053]在火焰煨彎步驟結(jié)束后，對(duì)加熱過的卷管I進(jìn)行放置冷卻處理，直至室溫后，加熱前卷管中心線3與冷卻后卷管中心線4之間的形變量分別與卷管I上下兩邊沿的形變量相等，再對(duì)其卷管I彎曲弦高Hl進(jìn)行檢查，檢查步驟如下:檢測(cè)煨彎后的卷管I下底部與上述檢測(cè)板8上端的距離是否在3mm內(nèi)，距離在3mm范圍內(nèi)即為合格；
[0054]步驟五、二次處理
[0055]檢查完成后，合格的卷管即可交付使用，對(duì)不合格的卷管做如下二次處理:當(dāng)實(shí)際卷管彎曲弦高Hl與理論卷管彎曲弦高H間的偏差較大時(shí)，采用氣焊烤把進(jìn)行調(diào)校，調(diào)校的首選位置選在偏差值最大點(diǎn)處，加熱點(diǎn)數(shù)量及間距根據(jù)偏差值大小確定，其過程為:若實(shí)測(cè)卷管彎曲弦高Hl過小時(shí)，則在該超標(biāo)點(diǎn)與原加熱點(diǎn)之間增加加熱點(diǎn)；若實(shí)測(cè)卷管彎曲弦高Hl過大時(shí)，在該超標(biāo)點(diǎn)的正下方設(shè)加熱點(diǎn)，選定加熱點(diǎn)后重復(fù)上述步驟三的火焰煨彎，直至實(shí)際卷管彎曲弦高的值Hl與理論卷管彎曲弦高H的偏差在3mm內(nèi)，調(diào)校過程中避免過烤情況出現(xiàn)，經(jīng)調(diào)校后合格的卷管I可以交付使用。值得進(jìn)一步說明的是本實(shí)施例中檢測(cè)板8的分部間距若小于10cm，則不必考慮卷管彎曲弦高Hl過大的情況，若實(shí)測(cè)卷管彎曲弦高Hl過小,還應(yīng)在該超標(biāo)點(diǎn)與原加熱點(diǎn)之間增加加熱點(diǎn)進(jìn)行二次加熱處理。
[0056]步驟六、拼裝卷管
[0057]在卷管I合格交付后，即對(duì)卷管I在型鋼平臺(tái)上進(jìn)行拼裝處理，其中:所述的型鋼平臺(tái)每組包括第一定位塊101、第二定位塊102、第一調(diào)整塊111、第二調(diào)整塊112、第一腹桿托板121、第二腹桿托板122和平臺(tái)14(如圖5所示)，上述的平臺(tái)14上從左到右依次設(shè)置有第一定位塊101、第一調(diào)整塊111、第一腹桿托板121、第二腹桿托板122、第二調(diào)整塊112和第二定位塊102，上述的第一定位塊101和第二定位塊102關(guān)于平臺(tái)14的中軸線對(duì)稱，上述的第一調(diào)整塊111和第二調(diào)整塊112關(guān)于平臺(tái)14的中軸線對(duì)稱，上述的第一腹桿托板121和第二腹桿托板122關(guān)于平臺(tái)14的中軸線對(duì)稱，上述的平臺(tái)14通過膨脹螺絲固定在地面上；根據(jù)工程所需的鋼構(gòu)件的參數(shù)確定平臺(tái)14上第一定位塊101、第二定位塊102、第一調(diào)整塊111、第二調(diào)整塊112、第一腹桿托板121和第二腹桿托板122的具體位置，使得第一定位塊101和第二定位塊102分別位于兩卷管I的外側(cè)，第一調(diào)整塊111和第二調(diào)整塊112分別支撐于兩卷管I下，第一腹桿托板121和第二腹桿托板122分別支撐于腹桿13兩端下；型鋼平臺(tái)由多組相同構(gòu)造的上述平臺(tái)組成(如圖6所示)，各組型鋼平臺(tái)的中心軸線與待組裝的目標(biāo)大型鋼構(gòu)件的中心軸線重合；型鋼平臺(tái)制作完成后，調(diào)整好卷管I和腹桿13的位置，即可放入對(duì)應(yīng)的卷管I和腹桿13進(jìn)行組裝，然后開始卷管I與卷管I之間、卷管I與腹桿13的焊接，直至得到目標(biāo)大型彎曲鋼構(gòu)件。本實(shí)施例中拼裝卷管I的型鋼平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，就地取材便可制作，且卷管I拼裝的焊接精度高，能夠就地施工，大大節(jié)省了運(yùn)輸成本。
[0058]采用本實(shí)施例的技術(shù)方案，使得在不使用大型器械和高精度的前提下完成對(duì)彎曲大型鋼構(gòu)件的煨彎和拼接工程，節(jié)省了施工成本且工程一次交驗(yàn)合格率100%，焊接一次合格率90 %以上，煨彎尺寸一次檢查合格率達(dá)到80 %，工程質(zhì)量等級(jí)達(dá)到優(yōu)良級(jí)別，且該技術(shù)項(xiàng)目節(jié)約研發(fā)資金7.30萬元，創(chuàng)造項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益29.57萬元。
【權(quán)利要求】
1.一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法，該方法先通過算法H = aX〔Sina +Sin(2a )+Sin(3a )+......+Sin(n-l) a〕+bXSin(na )對(duì)卷管(I)進(jìn)行分段劃線，再使用氣焊烤把對(duì)劃線后的卷管(I)進(jìn)行加熱，由于鋼材熱脹冷縮和重力的作用，冷卻后的卷管(I)產(chǎn)生一定量的形變，并且經(jīng)過卷管(I)支撐裝置上檢測(cè)板(8)的檢測(cè)是否合格后，再?zèng)Q定是否交付，對(duì)不合格的卷管(I)進(jìn)行二次處理，在卷管(I)合格交付后，對(duì)卷管(I)在型鋼平臺(tái)上進(jìn)行拼裝處理，即得到目標(biāo)大型鋼構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法，其特征在于，包括如下幾個(gè)步驟: 步驟一、施工準(zhǔn)備步驟一的施工準(zhǔn)備包括卷管(I)驗(yàn)收過程和卷管(I)分段過程，所述的卷管(I)驗(yàn)收過程是對(duì)未處理的卷管(I)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，即探傷檢測(cè)卷管(I)焊縫；所述的卷管(I)分段過程通過以下算法執(zhí)行:H = aX〔Sin a +Sin(2 α ) +Sin(3α)+......+Sin(η-1) α〕+bXSin(na )，算法中α為卷管(I)每次加熱后彎曲角度，a為卷管⑴的加熱間距，η為卷管(I) 一側(cè)的等距離加熱點(diǎn)數(shù)，b為卷管(I)未加熱的末端長(zhǎng)度，H為煨彎后卷管(I)彎曲弦高，L為卷管⑴的長(zhǎng)度，其中:α、b、L和H為已知量，且有a = (L — 2b) / (2n — I)，根據(jù)工程所需的鋼構(gòu)件的參數(shù)確定總卷管(I)彎曲弦高H Σ的值，即得出每根卷管(I)彎曲弦高H的值，然后根據(jù)算法確定每根卷管(I)的加熱間距a和等距離加熱點(diǎn)數(shù)η; 步驟二、卷管劃線 在步驟一完成施工準(zhǔn)備之后進(jìn)行卷管(I)劃線，該卷管(I)劃線包括支撐過程和劃線過程，所述的支撐過程為:將卷管(I)水平放置在卷管(I)支撐裝置上，其中:所述的卷管(I)支撐裝置包括第一支座(61)、第二支座(62)、撐圓桿件(7)、檢測(cè)板(8)和檢測(cè)板支架(9),上述的第一支座(61)和第二支座(62)分別位于卷管(I)兩端下方，且第一支座(61)與卷管(I)的接觸面和第二支座￠2)與卷管(I)的接觸面均為為凹面，該凹面凹陷度與卷管(I)表面弧度相配合，上述的撐圓桿件(7)卡入卷管(I)兩端內(nèi)，且撐圓桿件(7)長(zhǎng)度與卷管(I)直徑相等，防止卷管(I)兩端發(fā)生形變，上述的檢測(cè)板支架(9)設(shè)置于第一支座(61)和第二支座(62)之間,且檢測(cè)板支架(9) 一端與第一支座(61)相固連,另一端與第二支座(62)相固連，該檢測(cè)板支架(9)上等間距設(shè)有多個(gè)卡板槽，上述的檢測(cè)板⑶數(shù)量為多個(gè)且有多種規(guī)格，檢測(cè)板(8)底部與卡板槽相匹配，該檢測(cè)板(8)的高度與其正上方卷管(I)煨彎后下降高度相匹配，上述的檢測(cè)板(8)正上方卷管(I)煨彎后下降高度由步驟一中的算法得出；所述的劃線過程是按照步驟一中算法確定的加熱點(diǎn)數(shù)η及加熱間距a劃出加熱區(qū)域(2)，該加熱區(qū)域(2)為共用一底邊的兩等腰三角形，該等腰三角形以加熱基準(zhǔn)直線(5)為上底邊，上述的等腰三角形的頂點(diǎn)為卷管(I)橫截面水平中心線兩側(cè)以下30°?45。處； 步驟三、火焰煨彎 完成步驟二的卷管(I)劃線后即可對(duì)卷管(I)進(jìn)行火焰煨彎，火焰煨彎的過程如下:氣焊烤把從加熱基準(zhǔn)直線(5)的中點(diǎn)開始煨彎，每根卷管(I)采用4只相同規(guī)格的氣焊烤把同時(shí)加熱，每?jī)蓚€(gè)氣焊烤把為一組，每組的兩只氣焊烤把均沿上述等腰三角形的底邊對(duì)稱同步煨彎，從等腰三角形的底邊開始，按“之”字形煨彎路線從等腰三角形的底邊向等腰三角形的頂點(diǎn)往復(fù)運(yùn)行，在氣焊烤把運(yùn)動(dòng)到頂點(diǎn)后，兩組氣焊烤把再沿上述步驟對(duì)其他未加熱的加熱區(qū)域(2)進(jìn)行依次煨彎，直至劃出的所有加熱區(qū)域(2)都經(jīng)過煨彎處理；上述的4只氣焊烤把的火焰大小、煨彎速度、煨彎范圍保持一致，煨彎時(shí)溫度控制在600°C?800°C之間，溫度區(qū)間的控制具體表現(xiàn)為:通過肉眼觀察，煨彎時(shí)卷管(I)煨彎表面出現(xiàn)櫻紅色表明溫度達(dá)到了 600°C，繼續(xù)煨彎，當(dāng)卷管(I)煨彎表面向桔黃色轉(zhuǎn)變時(shí)表明溫度達(dá)到了800°C，此時(shí)應(yīng)停止煨彎，向下移動(dòng)，按“之”字形煨彎路線繼續(xù)煨彎其他加熱區(qū)域(2)部分； 步驟四、冷卻檢查 在火焰煨彎步驟結(jié)束后，對(duì)加熱過的卷管(I)進(jìn)行放置冷卻處理，直至室溫后，加熱前卷管中心線(3)與冷卻后卷管中心線(4)之間的形變量分別與卷管(I)上下兩邊沿的形變量相等，再對(duì)其卷管(I)彎曲弦高Hl進(jìn)行檢查，檢查步驟如下:檢測(cè)煨彎后的卷管(I)下底部與上述檢測(cè)板(8)上端的距離是否在3mm內(nèi)，距離在3mm范圍內(nèi)即為合格； 步驟五、二次處理 檢查完成后，合格的卷管⑴即可交付使用，對(duì)不合格的卷管⑴做如下二次處理:當(dāng)實(shí)際卷管(I)彎曲弦高Hl與理論卷管(I)彎曲弦高H間的偏差較大時(shí)，采用氣焊烤把進(jìn)行調(diào)校，調(diào)校的首選位置選在偏差值最大點(diǎn)處，加熱點(diǎn)數(shù)量及間距根據(jù)偏差值大小確定，其過程為:若實(shí)測(cè)卷管(I)彎曲弦高Hl過小時(shí)，則在該超標(biāo)點(diǎn)與原加熱點(diǎn)之間增加加熱點(diǎn)；若實(shí)測(cè)卷管(I)彎曲弦高Hl過大時(shí)，在該超標(biāo)點(diǎn)的正下方設(shè)加熱點(diǎn)，選定加熱點(diǎn)后重復(fù)上述步驟三的火焰煨彎，直至實(shí)際卷管(I)彎曲弦高的值Hl與理論卷管(I)彎曲弦高H的偏差在3_內(nèi)，調(diào)校過程中避免過烤情況出現(xiàn)，經(jīng)調(diào)校后合格的卷管(I)可以交付使用； 步驟六、拼裝卷管 在卷管(I)合格交付后，即對(duì)卷管(I)在型鋼平臺(tái)上進(jìn)行拼裝處理，其中:所述的型鋼平臺(tái)包括第一定位塊(101)、第二定位塊(102)、第一調(diào)整塊(111)、第二調(diào)整塊(112)、第一腹桿托板(121)、第二腹桿托板(122)和平臺(tái)(14)，上述的平臺(tái)(14)上從左到右依次設(shè)置有第一定位塊(101)、第一調(diào)整塊(111)、第一腹桿托板(121)、第二腹桿托板(122)、第二調(diào)整塊(112)和第二定位塊(102)，上述的第一定位塊(101)和第二定位塊(102)關(guān)于平臺(tái)(14)的中軸線對(duì)稱，上述的第一調(diào)整塊(111)和第二調(diào)整塊(112)關(guān)于平臺(tái)(14)的中軸線對(duì)稱，上述的第一腹桿托板(121)和第二腹桿托板(122)關(guān)于平臺(tái)(14)的中軸線對(duì)稱，上述的平臺(tái)(14)通過膨脹螺絲固定在地面上；根據(jù)工程所需的鋼構(gòu)件的參數(shù)確定平臺(tái)(14)上第一定位塊(101)、第二定位塊(102)、第一調(diào)整塊(111)、第二調(diào)整塊(112)、第一腹桿托板(121)和第二腹桿托板(122)的具體位置，使得第一定位塊(101)和第二定位塊(102)分別位于兩卷管(I)的外側(cè)，第一調(diào)整塊(111)和第二調(diào)整塊(112)分別支撐于兩卷管(I)下，第一腹桿托板(121)和第二腹桿托板(122)分別支撐于腹桿(13)兩端下；型鋼平臺(tái)制作完成后，即可放入對(duì)應(yīng)的卷管(I)和腹桿(13)，然后開始卷管(I)與卷管(I)之間、卷管(I)與腹桿(13)的焊接，直至得到目標(biāo)彎曲大型鋼構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法，其特征在于:所述的檢測(cè)板⑶的數(shù)量至少為8個(gè)，且檢測(cè)板⑶的高度從中間向兩邊遞增，各檢測(cè)板(8)的上端點(diǎn)連接線為向下彎曲的弧線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種基于火焰煨彎的彎曲大型鋼構(gòu)件制作方法，其特征在于:卷管⑴末端長(zhǎng)度b為500?800mm。
【文檔編號(hào)】B21D7/16GK104138942SQ201410367629
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
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