中国核工业二三建设有限公司秦山分公司 浙江省嘉兴市 314300
摘要：管道中弯头和弯管的预制和安装过程往往存在着错边量大、切割弯头角度偏差过大、弯头切割不合理导致的焊接时使母材机械性能变化、使用后弯头变形和破裂等问题，对这些问题的产生提出一些改进建议。
关键词：管道弯头；管道施工
一、弯管和弯头的应用优势
弯头和弯管都是改变管路流通方向的管件。弯头只有管道的弯曲部分；弯管除了弯曲部分以外还包括两端部分直管，同时还指一种加工制作方式。弯头，是管道安装中常用的一种连接用管件，连接两根公称通径相同或者不同的管子，使管路做一定角度转弯。弯头可以按照生产工艺、弯曲程度、材质、连接方式等做不同的分类。弯管，除了指连接用管件之外，还指一种加工制作方式。弯管是将直管通过加工手段使其弯曲，达到改变管路流通方向的目的。其制作过程和成品都称为弯管。弯管由于是直管加工而成，存在厚薄不均的问题。但弯管可以在现场根据需要制作，可以制成特殊角度。弯管的弯曲半径通常大于弯头；弯头单位面积上的机械强度通常大于弯管。在使用中可以根据需要选择。
弯头在使用时，能有效减少管线展开的长度，提高管系的强度及刚度，弯曲的半径可以减缓流体对管系的影响，将管道震动幅度将至最低，保证整个管系的稳定性。使用弯管可以降低管道阻力，且弯管里的流体对弯管外弧的内壁冲刷力度低，选择弯管技术还可以有效减少管系的焊口数量。
二、管道安装存在的问题
1、加工过程容易出现偏差
弯头的加工有热弯和冷弯两种，一般预制弯头采用热弯，大曲率半径的弯管采用弯管机冷弯，弯头、弯管两端留有一定长度的直管段。无论采用那种方法加工，管内有无芯轴，填料和弯管靴，采用机具是否合理，其管段弯曲部分都会出现不同程度的偏差。高压管弯头椭圆率不超过5%，中、低压管不超过8%。长输管道全位置下向焊接工艺要求：如公称直径DN500mm的弯头，其椭圆率为2.5%时，对于切割后的弯头与直管段组对焊接时，即使错边按圆周均匀分布，其错边量也达6mm之多，这样，即使对弯头修整也很难达到相应的质量标准。
2、弯头、弯管的下料精确度不够
转角处两端的直管段已下沟，根据开挖好的管沟测量角度对弯管进行下料，在测量时因为测量桩位发生移动，易产生测量误差，在对弯头下料时，很难准确的切割出所需要的角度，切割出的弯头角度偏差过大，在安装时出现斜口或安装浪费。
3、材料性能不稳定
在管道焊接时，一般要求对死口使用的短管的最小长度为1m。若短管长度过小，在焊接时由于焊接热区的相互影响，就会使母材金属发生变化，影响母材料的机械性能。
4、从受力角度看，弯曲管段与直管段相比，受力比较复杂。受力的原因不仅与材质、弯曲结构尺寸、内压、温度变化等因素有关，还与周围土壤的性质、施工情况有关。管壁除因内压产生的环向应力外，还会因弯曲产生附加纵向应力。在管道升温时，埋地弯曲管道受到热胀弯矩的作用，发生横向位移，还可能造成弯头的破裂或发生严重变形。
三、改进意见
通过上述分析，在弯头、弯管加工过程中不可避免的存在着尺寸偏差，当用切割方法安装时，不能保证焊接安装质量。在运行时，输送介质温度变化易使不合格的弯头变形和破裂，因此，有必要对过去的方法进行改进。
1、从设计到施工单位的接桩、放线，对管道的每一转折点认真测量，将测量结果送到弯头、弯管预制厂，预制厂按照每一转折点的实际测量角度进行弯制。
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2、在弯制时，弯头、弯管两端均留有一定长度的直管段，在安装时对弯头、弯管不切割，按实际需要对号入座，从而保证弯头、弯管的安装质量。
3、在设计施工图阶段，道线路由于受地形、地貌限制而出现的水平转角，纵向转角和叠加转角进行准确测量、计算，对每一转角处所用的弯头、弯管统一编号，列出弯头和弯管的材质、壁厚、曲率半径、角度等参数清单，将其提供给加工厂，让工厂按清单参数逐一加工。
4、在弯头、弯管加工时应严格按照设计要求的角度进行加工，由于弯制时弯曲段的外侧产生拉应力，内侧产生压应力，因此，利用直缝钢管弯制时，应将焊缝置于中性轴线上，利用中间有焊接环缝的直缝管弯制时，其直焊缝应相互交错，且与中性轴称30度错开。弯曲部位除没有皱纹、裂纹等缺陷外，其外观尺寸的极限偏差还应符合：弯曲角度+（-）0.5%，任意垂直于轴线的截面外径变化：公称直径的1.5%，弯头两端直管长度大于0.5m。
5、弯头、弯管安装的关键在于弯头、弯管的对号入座。为此，要做好弯头、弯管的储存、保管、运输、就位等管理工作。在储存和保管时要按有关要求和顺序。在运输及安装时，根据安装位置的角度，按照统一的编号和实际位置一一对应，以防止错位。在施工阶段，设计人员要会同建设单位，工程监理部门向施工单位交桩，并核对桩位的准确性，施工单位还要根据施工图进行复测，放线，管沟开挖要满足曲率半径的要求，并留足够空间进行安装。安装时还要考虑弯头的受力是否合理、检查方便、对于水平弯头，其直焊缝应置于上方，若两相邻的纵向弯头相接，则两焊缝应置于相反位置。
6、为保证焊接质量，应对环向焊缝进行X光射线照相检查。
四、管道安装要求
弯管在管线主体安装时应尽可能的与主体管线同时安装，这样可以减少留头的数量，同时也降低了有弯管的连头难度，加快施工的综合进度。因此在主体管线安装前就必须根据图纸结合现场实际情况，及时测量并加工弯管，便于在主体施工时可以及时进行安装。
1、避免对筋情况
长输管道施工及验收规范要求组对的两根钢管的螺旋焊缝相错开100mm以上，在管道组对安装施工中如出现钢管的螺旋焊缝相错开小于100mm（称为对筋），通常采用旋转正在组对的直管以避免对筋现象。但弯管的角度与方向都是固定的，不可能通过旋转弯管来避免对筋情况的发生。因此必须在安装弯管之前，认真核对正在安装的直管与即将安装的弯管的螺旋焊缝位置，如果螺旋焊缝相错开间距不符合规范要求，可以调整正在安装的直管的螺旋焊逢位置。如果是两根弯管对接组装，出现对筋情况，将其中一根弯管调头安装，通常即可避免对筋情况的出现，或在相邻两弯管的弯制过程中就将它们的螺旋焊缝位置错开100mm以上。
2、确定顶点的位置
弯管的安装位置是固定的，对于弯管的安装，最重要的是顶点位置正确与否。当主体施工时，如果为保证顶点正确位置而需要现场将直钢管割断，这样就延误了施工时间，降低了施工效率。
在施工中，可采取两种方法来克服弯管顶点偏移的问题：一个是偏心法：在弯管的弯制中采用不对称弯制，即从钢管中心的某一侧起弯，使顶点不在钢管的中心，这样的弯管顶点距离两管端长度不同（俗称马勺子），顶点一侧长4m，另一侧长8m。在现场安装时，可根据主体施工现场的情况，调整方向来满足现场组对要求。另一个是凑管法：提前对现场进行测量，测量主体组装位置到达顶点的准确长度，通常提前10根钢管。根据测量的长度，调整现场的钢管。一般情况下，钢管的长度不等，完全可以在10根钢管内将长度凑到符合顶点安装位置的长度。 在实际施工中，如果将两种方法结合起来使用，可以收到良好的效果，通常可以避免在现场割断钢管，节约施工时间，提高施工效率。
结束语
在施工中将弯管准确测量并正确安装，可以提高主体管道焊接速度，提高施工效率，尤其是在山区施工，可以避免强力组对，减小焊接时焊口所受应力，避免焊接裂纹的出现，而且在管道下沟后，可以保证管道埋深，减少土石方的开挖量，从而加快施工综合进度，提高工程质量，降低施工成本，缩短施工工期。
参考文献
[1]刘志仁.陶春辉.天然气高压管道管壁厚减薄率的确定.[J]煤气与热率.2011
[2]邱鸣.城市燃气管线冷弯弯管角度范围.[J].上海煤气.2009（5）
论文作者:樊阳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/16
标签：弯头论文; 弯管论文; 弯曲论文; 管道论文; 测量论文; 钢管论文; 角度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;