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彎頭是水暖安裝中常用的一種連接用管件,用于管道拐彎處的連接,用來改變管道的方向。

其他名稱:90°彎頭、直角彎、愛而彎、沖壓彎頭、壓制彎頭、機制彎頭、焊接彎頭等。

用途:連接兩根公稱通徑相同或者不同的管子,使管路作90°、45°、180°及各種度數的轉彎。

彎曲半徑小于等于管徑的1.5倍屬于彎頭,大于管徑的1.5倍屬于彎管.

管道安裝中常用的一種連接用管件,連接兩根公稱通徑相同或者不同的管子,使管路做一定角度轉彎,公稱壓力為1-1.6Mpa。

要求控制曲率半徑。比如半徑長度為1.5D,那么曲率半徑必須在所要求的公差范圍之內。由于這些管件大多數用于焊接,為了提高焊接質量,端部都車成坡口,留一定的角度,帶一定的邊,這一項要求也比較嚴,邊多厚,角度為多少和偏差范圍都有規(guī)定,幾何尺寸上比管件多了很多項。彎頭表面質量和機械性能基本和管子是一樣的。為了焊接方便,和被連接的管子的鋼的材質是要相同的。

1、由于管件大多數用于焊接,為了提高焊接質量,端部都車成坡口,留一定的角度,帶一定的邊,這一項要求也比較嚴,邊多厚,角度為多少和偏差范圍都有規(guī)定。表面質量和機械性能基本和管子是一樣的。為了焊接方便,管件與被連接的管子的鋼種是相同的。

2、就是所有的管件都要經過表面處理,把內外表面的氧化鐵皮通過噴丸處理噴掉,再涂上防腐漆。這是為了出口需要,再者,在國內也是為了方便運輸防止銹蝕氧化,都要做這方面的工作。

3、就是對包裝的要求對于小管件,如出口,就需要做木箱,大約1立方米,規(guī)定這種箱子中的彎頭數量大約不能超過一噸,該標準允許套裝,即大套小,但總重量一般不可超過1噸。對于大件y就要單個包裝,像24″的就必須單個包裝。另外就是包裝標記,標記是要注明尺寸、鋼號、批號、廠家商標等。

以材質劃分

碳鋼: ASTM/ASME A234 WPB、WPC

合金: ASTM/ASME A234 WP 1-WP 12-WP 11-WP 22-WP 5-WP 91-WP911、15Mo3 15CrMoV、 35CrMoV

不銹鋼:ASTM/ASME A403 WP 304-304L-304H-304LN-304N

ASTM/ASME A403 WP 316-316L-316H-316LN-316N-316Ti

ASTM/ASME A403 WP 321-321H ASTM/ASME A403 WP 347-347H

低溫鋼:ASTM/ASME A402 WPL3-WPL 6

高性能鋼: ASTM/ASME A860 WPHY 42-46-52-60-65-70

鑄鋼，合金鋼，不銹鋼，銅，鋁合金，塑料，氬硌瀝，PVC，ppR、RFPP(增強聚丙烯)等。

以制作方法劃分可分為推制、壓制、鍛制、鑄造等。
以制造標準劃分可分為國標、電標、船標、化標、水標、美標、德標、日標、俄標等。
按它的曲率半徑來分:可分為長半徑彎頭和短半徑彎頭。長半徑彎頭指它的曲率半徑等于1.5倍的管子的外徑，即R=1.5D;短半徑彎頭指它的曲率半徑等于管子外徑，即R=1.0D。(D為彎頭直徑，R為曲率半徑)。
若按壓力等級來分:大約有十七種，和美國的管子標準是相同的，有:Sch5s、Sch10s、Sch10、Sch20、Sch30、Sch40s、STD、Sch40、Sch60、Sch80s、XS;Sch80、SCH100、Sch120、Sch140、Sch160、XXS;其中最常用的是STD和XS兩種。
按照不同形狀用途可以分為:溝槽式彎頭、卡套式彎頭、雙承彎頭、法蘭彎頭、異徑彎頭、呆座彎頭、內外牙彎頭、沖壓彎頭、推制彎頭、承插彎頭、對焊彎頭、內絲彎頭等。
折疊常規(guī)分類

可曲撓彎頭 卡套式彎頭 帶邊彎頭 快裝彎頭 帶座彎頭 法蘭彎頭 180°彎頭 雙承彎頭 單承彎頭

承插彎頭 異徑彎頭 無縫彎頭 對焊彎頭 90°彎頭45°彎頭組合三通內螺紋彎頭 沖壓彎頭、推制彎頭、高壓彎頭 耐磨彎頭、機械彎頭 法蘭式彎頭 溝槽式彎頭 立體彎頭外螺紋彎頭 螺紋彎頭 專用彎頭 防水彎頭

日本標準

標準號 描述

JIS B2311 通用鋼制對焊管件

JIS B2312 鋼制對焊管件

JIS B2313鋼板制對焊管件

JIS B2316 鋼制承插焊管件

管件執(zhí)行標準之美國標準:

標準號 描述

ASME/ANSI B16.9 工廠制造的鍛鋼對焊管件

ASME/ANSI B16.11 承插焊和螺紋鍛造管件

ASME/ANSI B16.28 鋼制對焊小半徑彎頭和回頭彎

ASME B16.5 管法蘭和法蘭配件

MSS SP-43 鍛制不銹鋼對焊管件

MSS SP-79 承插焊異徑插入件

MSS SP-83 承插焊和螺紋活接頭

MSS SP-97 承插焊、螺紋和對焊端的整體加強式管座

電力標準

標準號 描述

GB2000火電發(fā)電廠汽水管道零件及部件典型設計手冊

DL/T515-93電站彎管

D-GD87-1101 管道零件及部件典型設計

管件執(zhí)行標準之化工標準:

標準號 描述

HGJ514 碳鋼、低合金鋼無縫對焊管件

HGJ528 鋼制有縫對焊管件

HGJ10 鍛鋼制承插焊管件

HGJ529 鍛鋼制承插焊、螺紋和對焊接管臺

HGJ-44-76-91 鋼制管法蘭、墊片、緊固件

HG20592-20635 鋼制管法蘭、墊片、緊固件

中石化標準

標準號 描述

SH3406 -1996石油化工鋼制管法蘭

SH3408 -1996鋼制對焊無縫管件

SH3409-1996 鍛鋼制承插焊管件

SH3410 -1996鍛鋼制承插焊管件

SH3065-1994石油化工管式爐急彎彎管技術標準

國家標準

標準號 描述

GB/T12459-2017 鋼制對焊管件

GB/T14383 鍛鋼制承插焊管件

GB/T17185-1995鋼制法蘭管件

管件執(zhí)行標準之中石油標準:

標準號 描述

SY/T0510-2017 鋼制對焊管件

SY/T5257-2012 鋼制彎管

02S403 鋼制管件國家建筑標準

船用標準

GB/T10752-1995船用鋼管對焊接頭

CB/T3590-94 鋁黃銅彎頭

無縫彎頭:彎頭是用于管道轉彎處的一種管件。在管道系統(tǒng)所使用的全部管件中,所占比例最大,約為80%。通常,對不同材料或壁厚的彎頭選擇不同的成形工藝。制造廠常用的無縫彎頭成形工藝有熱推、沖壓、擠壓等。

熱推成形

熱推彎頭成形工藝是采用專用彎頭推制機、芯模和加熱裝置,使套在模具上的坯料在推制機的推動下向前運動,在運動中被加熱、擴徑并彎曲成形的過程。 熱推彎頭的變形特點是根據金屬材料塑性變形前后體積不變的規(guī)律確定管坯直徑,所采用的管坯直徑小于彎頭直徑,通過芯�？刂婆髁系淖冃芜^程,使內弧處被壓縮的金屬流動,補償到因擴徑而減薄的其它部位,從而得到壁厚均勻的彎頭。

熱推彎頭成形工藝具有外形美觀、壁厚均勻和連續(xù)作業(yè),適于大批量生產的特點,因而成為碳鋼、合金鋼彎頭的主要成形方法,并也應用在某些規(guī)格的不銹鋼彎頭的成形中。

成形過程的加熱方式有中頻或高頻感應加熱(加熱圈可為多圈或單圈)、火焰加熱和反射爐加熱,采用何種加熱方式視成形產品要求和能源情況決定。

沖壓成形

沖壓成形彎頭是最早應用于批量生產無縫彎頭的成形工藝,在常用規(guī)格的彎頭生產中已被熱推法或其它成形工藝所替代,但在某些規(guī)格的彎頭中因生產數量少、壁厚過厚或過薄。

產品有特殊要求時仍在使用。彎頭的沖壓成形采用與彎頭外徑相等的管坯,使用壓力機在模具中直接壓制成形。

在沖壓前,管坯擺放在下模上,將內芯及端模裝入管坯,上模向下運動開始壓制,通過外模的約束和內模的支撐作用使彎頭成形。

與熱推工藝相比,沖壓成形的外觀質量不如前者;沖壓彎頭在成形時外弧處于拉伸狀態(tài),沒有其它部位多余的金屬進行補償,所以外弧處的壁厚約減薄10%左右。但由于適用于單件生產和低成本的特點,故沖壓彎頭工藝多用于小批量、厚壁彎頭的制造。

沖壓彎頭分冷沖壓和熱沖壓兩種,通常根據材料性質和設備能力選擇冷沖壓或熱沖壓。

冷擠壓彎頭的成形過程是使用專用的彎頭成形機,將管坯放入外模中,上下模合模后,在推桿的推動下,管坯沿內模和外模預留的間隙運動而完成成形過程。

采用內外模冷擠壓工藝制造的彎頭外形美觀、壁厚均勻、尺寸偏差小,故對于不銹鋼彎頭特別是薄壁的不銹鋼彎頭成形多采用這一工藝制造。這種工藝所使用的內外模精度要求高;對管坯的壁厚偏差要求也比較苛刻。

中板焊制

用中板用壓力機做成彎頭剖面的一半,然后把兩個剖面焊接到一起。這樣的工藝一般用來作DN700以上的彎頭的。

其它成形方法

除上述三種常用的成形工藝以外,無縫彎頭成形還有采用將管坯擠壓到外模后,再通過管坯內通球整形的成形工藝。但這種工藝相對復雜、操作麻煩,且成形質量不如前述工藝,故較少采用

彎頭elbow

異徑彎頭 reducing elbow

帶支座彎頭 base elbow

長半徑彎頭 long radius elbow

短半徑彎頭 short radius elbow

長半徑180°彎頭 long radius 180°elbow

短半徑180°彎頭 Short radius180°elbow

帶側向口的彎頭(右向或左向) side outlet elbow (right hand or left hand)

雙支管彎頭( 形) double branch elbow

衛(wèi)生級快裝彎頭Stainless quick elbow

不銹鋼彎頭Stainless elbow

螺紋彎頭threaded elbow

快裝彎頭 quick elbow

90°彎頭 90°Elbow

承插焊彎頭 socket welded elbow

由于彎頭具有良好的綜合性能,所以它廣泛用于化工、建筑、給水、排水、石油、輕重工業(yè)、冷凍、衛(wèi)生、水暖、消防、電力、航天、造船等基礎工程。

不銹鋼彎頭

1、焊條使用時應保持干燥,鈦鈣型應經150℃干燥1小時,低氫型應經200-250℃干燥1小時(不能多次重復烘干,否則藥皮容易開裂剝落),防止焊條藥皮粘油及其它臟物,以免致使焊縫增加含碳量和影響焊件質量。彎頭焊接時,受到重復加熱析出碳化物,降低耐腐蝕性和力學性能。焊后硬化性較大,容易產生裂紋。若采用同類型的焊條焊接,必須進行300℃以上的預熱和焊后700℃左右的緩冷處理。若焊件不能進行焊后熱處理,則應選用鉻鎳不銹鋼焊條。

2、為改善不銹鋼彎頭耐蝕性能及焊接性而適當增加適量穩(wěn)定性元素Ti、Nb、Mo等,焊接性較好一些,采用同類型的鉻不銹鋼焊條時,應進行200℃以上的預熱和焊后800℃左右的回火處理。若焊件不能進行熱處理,則應選用鉻鎳不銹鋼焊條。

奧氏體不銹鋼 基體以面心立方體結構的奧氏體組織(γ相)為主,無磁性,主要通過冷加工使其強化(并可能導致一定磁性)的不銹鋼。
奧氏體-鐵素體(雙相)型不銹鋼 基體兼有奧氏體和鐵素體兩相組織(其中較少相的含量一般大于15%),有磁性,可以通過冷加工達到強化效果的不銹鋼。
鐵素體型不銹鋼 基體以體心立方體晶體結構的鐵素體組織(α相)為主,有磁性,一般不能通過熱處理硬化,但冷加工可使其輕微強化的不銹鋼。
馬氏體型不銹鋼 基體為馬氏體組織,有磁性,通過熱處理可調整其力學性能的不銹鋼。
沉淀硬化型不銹鋼 基體為奧氏體或馬氏體組織,并能通過沉淀硬化(又稱時效硬化)處理使其硬(強)化的不銹鋼。
不銹鋼 1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni9 00Cr19Ni10 0Cr17Ni12Mo2Ti 00Cr17Ni14Mo2 304 304L 316 316L等 3、不銹鋼彎頭具有一定的耐蝕(氧化性酸、有機酸、氣蝕)、耐熱和耐磨性能。通常用于電站、化工、石油等設備材料。不銹鋼彎頭焊接性較差,應注意焊接工藝、熱處理條件及選用合適電焊條。

中國已經是世界上最大的建筑材料生產國和消費國。主要建材產品水泥、平板玻璃、建筑衛(wèi)生陶瓷、石材和墻體材料等產量多年居世界第一位。同時,建材產品質量不斷提高,能源和原材料消耗逐年下降,各種新型建材不斷涌現,建材產品不斷升級換代。滄州管道裝備制造業(yè)基礎厚。現有生產企業(yè)3200多家,其中規(guī)模以上(銷售收入500萬元以上)企業(yè)222家,從業(yè)人員12.4萬人。主要產品有各種特鋼、不銹鋼、碳鋼等多種口徑的無縫鋼管、低中高壓鍋爐管、石油鉆探管等鋼管;各種三通、四通、閥門、異徑管等彎頭管件;各種不銹鋼法蘭、鍛造法蘭;各種管架、儀表、石油防井噴器等管道配件;各種聚乙烯管、聚丙烯管等塑料管道,共16大類370多個品種3500多種規(guī)格。制造工藝主要采用熱軋直縫焊、螺旋雙面埋弧焊、鍛打、鍛壓、中頻推制、冷成型、熱擠壓等,管道最大加工直徑2020毫米。產品廣泛應用于市政、石油化工、西氣東輸、船舶及核電等工程領域,年設計加工能力2500萬噸。2010年規(guī)模以上企業(yè)實現工業(yè)增加值130億元,同比增長31.7%,占全部規(guī)模以上企業(yè)增加值的16.1%。滄州管道裝備制造業(yè)正向"三上"(上規(guī)模、上水平、上裝備)和"三高"(高端、高壓、高附加值)的目標邁進,力促管道裝備制造業(yè)能力達到3000萬噸。滄州將成為國內外知名的"管道裝備制造與研發(fā)基地"和"管道裝備之都"。"十一五"規(guī)劃基建投資已棋至中盤,公路、鐵路等基礎設施建設投資的爆發(fā)增長和普通民用建筑投資的平穩(wěn)增長,使建筑行業(yè)正處在景氣上行階段。同時,在建設節(jié)能社會和國家加強自主創(chuàng)新能力的背景下,節(jié)能和技術創(chuàng)新主題將是行業(yè)的發(fā)展熱點。塑料管件及管道再一次掀起管件熱潮。

局部減薄是彎頭常見的缺陷,但國內外對此類缺陷的研究主要針對直管,對彎頭局部減薄的研究少有文獻報道。本文通過詳細的有限元計算和理論分析,研究了在內壓和彎矩作用下局部減薄對彎頭極限承載能力的影響,以及內壓作用下多局部減薄的相互干涉效應和彎矩作用下直管對彎頭極限載荷的加強作用,并進行了部分實驗驗證,得到了以下研究成果:

1、用有限元方法對內壓作用下局部減薄彎頭的極限載荷進行了系統(tǒng)地分析和計算,得出局部減薄彎頭的極限壓力與局部減薄的直管不同,彎頭的極限壓力不僅取決于局部減薄大小,還與局部減薄位置和彎曲半徑有關,如采用局部減薄直管的計算方法評定彎頭,則會得出不安全或過于保守的結果;同時減薄寬度對極限載荷的影響也不可忽略。在有限元分析的基礎上給出了局部減薄彎頭極限壓力的計算公式,公式計算結果與有限元計算和實驗結果都相當吻合并偏安全,計算公式可以實際應用于局部減薄彎頭的安全評定,補充了該項研究的空白。

2、通過有限元分析,研究了在內壓下多局部減薄之間的相互干涉效應,研究表明多局部減薄的相互影響不僅與間距有關,還與減薄深度有關。指出減薄深度較淺時,軸向局部減薄間距大于2倍壁厚,雙局部減薄的極限載荷與單個局部減薄的極限載荷基本相同;當減薄深度較深,軸向局部減薄間距大于4倍壁厚時,雙局部減薄的極限載荷與單個局部減薄的極限載荷基本相同,補充了現有研究的不足。

3、通過有限元計算,研究了相連直管對彎頭極限彎矩的加強作用,指出與彎頭相連的直管會使彎頭的極限彎矩增大,彎曲半徑不同時,彎頭極限載荷增加量不同。當相連直管長度大于3倍管徑時,直管對彎頭的強化作用不再增加。該項研究補充了直管對彎頭加強作用研究的不足。

4、通過有限元分析詳細研究了局部減薄對彎頭極限彎矩的影響,得出面內彎矩作用下局部減薄彎頭極限彎矩的大小與減薄位置、減薄尺寸及彎曲半徑有關。研究表明在彎矩作用下,幾何非線性的影響是顯著的。在內壁局部減薄和大變形有限元分析的基礎上,給出面內彎矩作用下局部減薄彎頭極限彎矩的計算公式,計算結果可以較準確并偏保守地反映出有限元計算結果,并與實驗結果相符。該項研究填補了這一領域的空白。