《管道安装工艺》 课件 第五章　虾壳弯、三通与弯管预制加工

第一节虾壳弯预制加工第三节弯管预制加工第二节三通预制加工第五章虾壳弯、三通与弯管预制加工264265学习目标1.熟悉放样图的画法。2.掌握虾壳弯、三通与弯管的预制加工方法。266识图下料在管道预制加工过程中非常重要。依照实物或施工图的要求，按三面投影原理将需要制作的管道、管件等的形状画到放样平台、钢板或油毡纸上的操作称为放样，所画的图形称为放样图。对管道转弯、分支和变径所需管件进行加工制作，称为管件的加工。虾壳弯预制加工第一节267268一、常用焊接弯头的组成及节数常用焊接弯头的结构形式如图所示，弯头最少节数见下表。常用焊接弯头的结构形式a）90°焊接弯头b）60°焊接弯头c）45°焊接弯头d）30°焊接弯头269

常用焊接弯头最少节数

个270虾壳弯是一种常用的焊接弯头，其弯曲部分由带有斜截面的直管段组成，形状类似虾壳，如图所示。虾壳弯一般由两个端节和若干个中节组成，常说的虾壳弯的节数是指中节的节数，不包括端节。虾壳弯a）虾壳弯的组成b）中节与端节的尺寸与弯曲度271二、90°单节虾壳弯的预制加工1. 制图步骤已知虾壳弯角度为90°，节数为1，外径为

d，弯曲半径为

R，画该虾壳弯的下料样板，步骤如下：（1）如图所示，∠AOB=90°，以

O

为圆心，弯曲半径

R

为半径，画出虾壳弯的中心线。90°单节虾壳弯展开图画法272（2）将∠AOB

进行4等分，得∠DOB=22.5°。以弯管中心线与

OB

交点4为圆心，以外径

d

的一半为半径画圆，将

OB

线以上的半圆周6等分。（3）通过半圆上的各等分点画垂直于

OB

的直线，各垂线与

OB

线相交各点的序号是1、2、3、4、5、6、7，与

OD

线相交各点的序号是1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′。四边形11′7′7是个直角梯形，即为该弯头的端节。273（4）在

OB

延长线方向上画线段

EF，使

EF=πd，并进行12等分。自左至右，各等分点的序号是1、2、3、4、5、6、7、6、5、4、3、2、1，通过各等分点画垂直线。（5）以线段

EF

上各等分点为基点，分别截取11′、22′、33′、44′、55′、66′、77′线段长，画在

EF

相应的垂直线段上，将所得的各点用平滑的曲线连接起来，就是端节展开图。如果在端节展开图的另一半，同样对称地截取11′、22′、33′、44′、55′、66′、77′线段长，然后用平滑的曲线连接起来，即得到中节展开图。2742. 制作样板制好后，进行画（划）线下料与切割、组对，如下图所示。将样板紧贴管道，用粉笔或划针沿样板边缘画（划）出实线，然后用氧乙炔焰切割。厚壁管道一般都要进行坡口加工，弯头背部坡口角度为20°～25°，弯头两侧为30°～35°，弯头腹部为40°～45°。完成坡口后，进行组对，将端节中心对准，焊接即可。对于大量加工制作的弯头或要求精确组对的弯头，可以采用机械切割。275画（划）线下料与切割、组对a）画（划）线下料b）中节与端节组对276三、90°双节虾壳弯的预制加工已知虾壳弯角度为90°，节数为2节，外径为

d，弯曲半径为

R（R=d），画该虾壳弯的下料样板。1. 制图步骤（1）如图所示，∠AOB=90°，以

O

为圆心，弯曲半径

R

为半径，画出虾壳弯的中心线。90°双节虾壳弯展示图画法277（2）整个虾壳弯由两个端节和两个中节组成，因此端节的中心角为15°，即图中∠COB=15°。以弯管中心线与

OB

交点4为圆心，以外径d的一半为半径画圆，将

OB线以上的半圆周6等分。（3）通过半圆上的各等分点画垂直于

OB

的直线，各垂线与

OB

线相交各点的序号是1、2、3、4、5、6、7，与

OC

线相交各点的序号是1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′。四边形11′7′7是个直角梯形，即为该弯头的端节。278（4）在

OB

延长线方向上画线段

EF，使

EF=πd，并进行12等分。自左至右，各等分点的序号是1、2、3、4、5、6、7、6、5、4、3、2、1，通过各等分点画垂直线。（5）以线段

EF

上各等分点为基点，以11′、22′、33′、44′、55′、66′、77′线段长为半径，上下对称在

EF

各等分点相应的垂线上依次截取，得到各交点1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′、6′、5′、4′、3′、2′、1′，将各交点用平滑的曲线依次连接起来，所得图形即为端节展开图。再在端节展开图的另一半，用同样的方法对称地截取11′、22′、33′、44′、55′、66′、77′，然后用平滑的曲线连接起来，即得到中节展开图。2792. 制作（1）将中节样板紧紧围到管壁上，使样板的1′1′线和7′7′线交替与管道的中线重合，用粉笔在管壁上画出两条中线的切割线，画线时应在切割线上留出5mm的切割余量，如图所示。画切割线280（2）用氧气、乙炔切割时，切口处留下的熔渣须用锤子、扁錾清除干净。（3）用割炬下料时，割嘴的角度是按斜口角度确定的，所以在组对时，对口管壁断面必须是平行的。若管壁厚，焊不透，应进行坡口加工，保证焊透，以确保焊接质量。虾壳弯斜口焊接角度要求如图所示。虾壳弯斜口焊接角度要求281（4）组对时须将管道中线对准，每节间留出1～2mm空隙。由各节的内侧和外侧依次进行定位焊，并用样板检查是否符合要求。如果出现仰头或勾头则要进行修整，直至符合要求方可焊接，如图所示。虾壳弯组对焊接三通预制加工第二节282283一、等径正三通的展开图与画线下料已知等径正三通外径为

D，画该等径正三通的下料样板。1. 制图步骤（1）如图所示，以

O

为圆心，以外径

D

的一半为半径画半圆并将半圆周6等分，等分点为4′、3′、2′、1′、2′、3′、4′。等径正三通展开图画法284（2）沿线段4′4′向右引延长线段

AB，其长度等于管件口周长（πD）。将其12等分，从左到右，等分点的序号为1、2、3、4、3、2、1、2、3、4、3、2、1。（3）画线段

AB

上各等分点的垂直线，由半圆上各等分点1′、2′、3′、4′向右引水平线与各垂直线相交，将所得的对应交点连成平滑曲线，即得到凸头样板。（4）以线段AB

为中心线或中间线，将4-4范围内的垂直线对称地向上截取相应长的线，并将线端连成平滑曲线，即得到凹头样板。2852. 画线下料等径正三通画线下料可参考下图。把样板贴在管道上，先在主管和支管上画出定位十字线，并用样冲轻轻打眼，分别把凹头样板、凸头样板中心对准管道中心线，画出切割线，便可进行切割。等径正三通画线下料简图a）画线下料b）主、支管边缘坡口角度c）主、支管顶点坡口角度286二、异径正三通的展开图与画线下料已知异径正三通主管外径为

D，支管外径为

d，画该异径正三通的下料样板。1. 制图步骤（1）如图所示，根据主管及支管的外径，在一根垂直轴线上画出大小不同的两个圆（主管画成半圆）。异径正三通展开图画法287（2）将支管的上半段圆弧6等分，等分点依次为4、3、2、1、2、3、4，然后从各等分点向下引垂直的平行线与主管圆弧相交，得相应交点为4′、3′、2′、1′、2′、3′、4′。（3）沿线段4′4向右引延长线段

AB，其长度等于支管外部周长（πd）。将其12等分，从左到右，等分点的序号是1、2、3、4、3、2、1、2、3、4、3、2、1。（4）由线段

AB

上的各等分点引垂直线，然后由主管圆弧上各交点向右引水平线与之相交，将对应交点连成平滑的曲线，即得到支管展开图（凸头样板）。288（5）延长支管中心的垂直线，在此直线上以点1″为中心，上下对称量取主管圆弧上弧线1′2′、2′3′、3′4′的长度，得交点1″、2″、3″、4″、3″、2″、1″。（6）通过这些交点画垂直于该线的平行线，同时将支管圆形的7条等分垂直线延长，与这些平行线相交。用平滑的曲线连接各相应的交点，即得到主管展开图（凹头样板）。2892. 画线下料异径正三通画线下料可参考下图。先在主管和支管上画出中心线和定位十字线，并用样冲轻轻打眼。分别将凹头样板、凸头样板中心对准中心线，画出切割线。支管口径与主管口径相差不大时，按支管内径开孔。主管、支管坡口形式与等径正三通基本相同。支管口径小于主管口径的1/3时，可将支管插入主管孔内。支管管端应与主管内壁持平，支管管端不得伸入主管管腔内。管端对齐后焊接即可。290异径正三通画线下料简图291三、等径斜三通的展开图与画线下料已知等径斜三通主管与支管的外径为

D，相交角为

α，画该等径斜三通的下料样板。1. 制图步骤（1）根据主管和支管的外径

D

及相交角

α画出侧面图，如图所示。等径斜三通侧面图292（2）如图所示，在支管的顶端画一个同等直径的圆并将上半部半圆周6等分，过等分点画与支管中心线平行的斜线，分别与主管相交于点1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′。沿支管线段17画延长线段

AB，其长度等于支管外部周长（πD）。将其12等分，过等分点画

AB

的垂线，再过交点1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′画线段

AB

的平行线，依次得到1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°等交点，将所得交点用平滑的曲线连接起来，即得到支管展开图（凸头样板）。等径斜三通展开图画法293（3）通过图上点1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′向下引垂直线，与主管半圆周的7条等分线相交，得点1″、2″、3″、4″、5″、6″、7″。用平滑的曲线连接各交点，即得到主管开孔的展开图（凹头样板）。2942. 画线下料等径斜三通的画线、下料及组装方法与等径正三通基本相同。坡口根据夹角大小及开孔长短灵活掌握，以满足焊接要求为原则。主管和支管一般在钝角一边的上半部分，可全坡30°～35°，下半部分在尖角处为30°，然后逐渐过渡为45°。经过逐渐均匀过渡，两管夹角处的坡口最为平坦。组对后焊接即可。295四、异径斜三通的展开图与画线下料已知异径斜三通主管外径为

D，支管外径为

d，主管与支管的相交角为

α，画该异径斜三通的下料样板。1. 制图步骤（1）画出异径斜三通的立面图与侧面图，如图所示。异径斜三通立面图与侧面图296（2）如图所示，在两图中的支管顶端各画一个同等直径的圆并将半圆周6等分，等分点依次为1、2、3、4、5、6、7。然后，在侧面图上通过各等分点画支管轴线的平行线。同时，在立面图上通过各等分点引向下的垂线，垂线与主管圆弧相交，得交点1″、2″、3″、4″、3″、2″、1″。异径斜三通展开图画法297（3）过上述交点向左引水平线，使之与侧面图支管上相应的斜平行线相交，得交点1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′，将这些点用平滑的曲线连接起来。（4）沿侧面图中支管线段17向左上方引线段

AB，并使其等于支管外部周长（πd）。将线段

AB12等分，过等分点画该线段的垂线，分别与支管上的点7′、6′、5′、4′、3′、2′、1′引出的平行线相交。用平滑的曲线将所得各交点连接起来，即得到支管展开图（凸头样板）。298（5）在侧面图上过点1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′引垂线，以4″为中心上下对称，量取立面图主管圆弧上弧线4″3″、3″2″、2″1″的长度，并画水平线与上述下引垂线对应相交，得出若干交点。用平滑的曲线将这些点连接起来，即得到主管开孔展开图（凹头样板）。2. 画线下料异径斜三通的画线、下料、组装方法与等径斜三通基本相同。弯管预制加工第三节299300一、弯管制作的一般规定1. 弯管的壁厚减薄率在弯管的内侧，管壁由于受压而增厚；在弯管的外侧，管壁由于受拉而减薄。管壁减薄对管道性能影响较大，因此，对管道弯曲后壁厚的减薄率有一定的要求，中、低压管道不得超过15%，高压管道不得超过10%。壁厚的减薄率按下式计算：3012. 弯管的弯曲半径弯管的弯曲半径用

R

表示。当

R

较大时，管道的弯曲变形较小，管道的壁厚减薄率较小，水流阻力小，但管道弯曲部分所占空间较大。当

R

较小时，管道的弯曲变形较大，管道的壁厚减薄率较大，而且水流阻力大，但管道弯曲部分所占空间小。3. 弯管的质量要求弯管不得有裂纹，不得存在过烧、分层等缺陷，不宜有褶皱、重皮。302二、管道弯曲方法1. 管道的热弯热弯弯管有机械热弯和手工热弯两种加工方式。机械热弯采用中频弯管机和火焰弯管机，二者的弯管原理相似。手工热弯采用管内充砂加热的方法，在钢管内填充经过筛选、洗净、烘干的细砂，敲实后堵上管口，然后进行加热。当管道加热到规定的温度时，用手工或卷扬机扳动管道进行弯管。303（1）手工热弯手工热弯是施工现场制作弯管常用的方法之一，其操作步骤如下：1）充砂。热弯弯管的管道外径在32mm以上时应充砂，填充的砂子应能耐1000℃以上高温，并经筛选、洗净、烘干。钢管内填充砂子的粒度要求见下表。

钢管内填充砂子的粒度要求mm3042）标记。管道加热前，用木塞堵好，根据弯曲角度和需要的弯曲长度，在管道上用铅油标出管道弯曲部分的起弯点、弯曲长度及中心线。3）加热。管道的加热长度应比弯曲长度稍长一些，以保证弯曲部分均匀加热。弯曲角度大的一般增加2倍管外径的弯曲长度，弯曲角度小的增加弯曲长度的20%左右即可。4）管道弯曲。管道按要求加