一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法，属于管道加工【技术领域】。其步骤为：施工准备，对卷管进行质量检测和算法定量；卷管划线，用卷管支撑装置支撑卷管和在卷管上划出加热区域；火焰煨弯，在划好的加热区域内沿“之”字形路线煨弯，且根据卷管加热时的颜色来决定煨弯时间的长短；冷却检查，待卷管冷却后，检测煨弯后的卷管下底部与上述检测板上端的距离是否在3mm内，距离在3mm范围内即为合格；二次处理，当实际卷管弯曲弦高H1与理论卷管弯曲弦高H间的偏差较大时，采用气焊烤把进行调校；拼装卷管，通过型钢平台把煨弯达标后的卷管进行焊接。本发明解决了制作弯曲大型钢构件必须使用大型器械的问题，且无需施加外力。
【专利说明】一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及管道加工【技术领域】，更具体地说，涉及一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法。
【背景技术】
[0002]在一些大型建筑工程中，需要使用弯曲的弯曲大型钢构件，弯曲的弯曲大型钢构件由弯管构成，其中弯管是一种重要的连接构件，其主要作用如下:一是结构力学作用，二是改变管线的方向，弯管可以缓冲管道所在地的地层迁移、地震以及温度变化等外界环境附加在直管上的拉力、压力和扭矩作用力，所以弯管的性能直接影响工程质量和管线运输的可靠性、安全性和经济性，因此弯管的加工技术就显得格外重要。而弯管的制作也有很多种，根据弯管加工方式的不同，可分为冷弯管和热煨弯管，冷弯管是对成品管直接施力弯曲达到设计要求的弧度或角度；而热煨弯管是采用合适的方法对钢管加热，继而进行弯曲变形，达到设计要求的弧度或角度，由于热加工过程可以有效的降低弯曲变形对钢管性能的影响，因而热煨弯管更适合于较大弧度或角度弯管的制造，应用范围广泛。且大直径管道弯曲一般在工厂内通过整体加热后、采用机械施压来达到，需要专门的大型加热装置和大型压力机械，但在工程现场对大直径管道的弯曲采取此种方法，设备投资大，施工费用高。
[0003]国内建筑工程中一般都采用火焰加热弯管工艺方案，例如舟山市普陀区鲁家寺大桥等，但是火焰弯管技术存在许多缺陷，主要表现为加热速度慢、加热不均匀、耗气成本大、劳动环境差，特别是容易影响钢管母材的性能，最近也出现了中频加热弯管的技术，比如辽阳管件研究所在大庆设计制造成功DN2000 X 150 X 9000mm大口径中频弯管机，并成功热煨弯制出弯管，弯曲半径为4D，其壁厚与直径之比达1: 100以上，但是这种特制的中频弯管机只能在工厂生产，不能进行现场煨弯，存在长途运输极不方便的问题，且运输费用较大。
[0004]通过专利检索，关于“加热煨弯管道”的技术方案已有公开，例如:中国专利号ZL201110160336.0，授权公告日为2011年12月21日，发明创造名称为:一种热煨弯管工艺方法，该发明涉及石油管道施工的弯管【技术领域】，包括如下步骤:(I)选择适合进行感应加热弯制的螺旋缝埋弧焊管作为母管；(2)将所述螺旋缝埋弧焊管进行弯管弯制工艺处理；
(3)将经过所述弯制工艺处理的螺旋缝埋弧焊管进行热处理；(4)将经过热处理的螺旋缝埋弧焊管进行弯管管端处理。该技术方案一定程度上解决了管道煨弯的技术问题，达到了管道煨弯效果，但是还有很多弊端:上述技术方案的步骤(2)弯管弯制处理是指把管道放入固定形状的加热区内，一边加热一边推进，虽然达到了管道煨弯目的，但是煨弯区域的固定难以满足多种煨弯弯度的需要，且这种煨弯方法对器械要求过高，在很多偏远的施工地区，器械难以得到保障，以此方法施工的难度较大；且上述技术方案的步骤(3)中对管道进行淬火处理，管道进行淬火处理后容易脆化和变形，煨弯精度得不到保障，所以还需进一步改进完善。
[0005]又如:中国专利号ZL201010588241.4，授权公告日为2013年I月23日，发明创造名称为:一种钢管中频煨弯方法，该发明属于水利水电工程领域，采用了专用的弯制胎架，两端支点支撑钢管，采用两台中频感应加热系统设备对钢管进行对称加热，中间用液压千斤顶机构对钢管施加压力，钢管内弧受热受压管壁钢材收缩变形，通过技术手段形成设计要求的悬链线型拱轴线。该方法在达到煨弯目的的同时又保护了钢管母材的性能，但是该方法使用了两套中频感应加热系统、液压千斤顶、红外温度测量仪等器械，对器械要求过高；且加热温度在800°C?900°C之间，管道管口也进行了加热，发生了形变，这就对后来的管道对接焊接带来了难度和施工隐患；该管道在加热的过程中依靠液压千斤顶提供外力使得管道形变，由于受力不均，难以获得目标管道弧度，既不美观也给施工带来不便，还需进一步改进完善。
【发明内容】
[0006]1.发明要解决的技术问题
[0007]本发明的目的在于发明一种制作弯曲大型钢构件的方法，克服关于“管道煨弯”的现有技术中依赖大型、精密器械和煨弯精度的不足，提供了一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法，采用本发明的技术方案，能够在没有大型、精密器械的境况下对管道进行高精度的煨弯和组装。
[0008]2.技术方案
[0009]为达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
[0010]本发明的一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法，该方法先通过算法H =
aX〔Sina +Sin(2a )+Sin(3a )+......+Sin(n-l) a〕+bXSin(na )对卷管进行分段划线，再使用气焊烤把对划线后的卷管进行加热，由于钢材热胀冷缩和重力的作用，冷却后的卷管产生一定量的形变，并且经过卷管支撑装置上检测板的检测是否合格后，再决定是否交付，对不合格的卷管进行二次处理，在卷管合格交付后，对卷管在型钢平台上进行拼装处理，即得到目标大型钢构件。
[0011]作为本发明更进一步的改进，本发明的一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法，其特征在于，包括如下几个步骤:
[0012]步骤一、施工准备
[0013]步骤一的施工准备包括卷管验收过程和卷管分段过程，所述的卷管验收过程是对未处理的卷管进行质量检测，即探伤检测卷管焊缝；所述的卷管分段过程通过以下算法执行:H = aX (Sina +Sin(2a )+Sin(3a )+......+Sin(n_l) a〕+bXSin(n a )，算法中 a 为卷管每次加热后弯曲角度，a为卷管的加热间距，n为卷管一侧的等距离加热点数，b为卷管未加热的末端长度，H为纟畏弯后卷管弯曲弦高，L为卷管的长度,其中:α、b、L和H为已知量，且有a = (L — 2b)/(2n — I)，根据工程所需的钢构件的参数确定总卷管弯曲弦高H Σ的值，即得出每根卷管弯曲弦高H的值，然后根据算法确定每根卷管的加热间距a和等距离加热点数η ；
[0014]步骤二、卷管划线
[0015]在步骤一完成施工准备之后进行卷管划线，该卷管划线包括支撑过程和划线过程，所述的支撑过程为:将卷管水平放置在卷管支撑装置上，其中:所述的卷管支撑装置包括第一支座、第二支座、撑圆杆件、检测板和检测板支架，上述的第一支座和第二支座分别位于卷管两端下方，且第一支座与卷管的接触面和第二支座与卷管的接触面均为凹面，该凹面凹陷度与卷管表面圆弧度相配合，上述的撑圆杆件卡入卷管两端内，且撑圆杆件长度与卷管直径相等，防止卷管两端在加热时发生形变，上述的检测板支架设置于第一支座和第二支座之间，且检测板支架一端与第一支座相固连，另一端与第二支座相固连，该检测板支架上等间距设有多个卡板槽，上述的检测板数量为多个且有多种规格，检测板底部与卡板槽相匹配，该检测板的高度与其正上方卷管煨弯后下降高度相匹配，上述的检测板正上方卷管煨弯后下降高度由步骤一中的算法得出；所述的划线过程是按照步骤一中算法确定的加热点数η及加热间距a划出加热区域，该加热区域为共用一底边的两等腰三角形，该等腰三角形以加热基准直线为上底边，上述的等腰三角形的顶点为卷管横截面水平中心线两侧以下30°?45°处；
[0016]步骤三、火焰煨弯
[0017]完成步骤二的卷管划线后即可对卷管进行火焰煨弯，火焰煨弯的过程如下:气焊烤把从加热基准直线的中点开始煨弯，每根卷管采用4只相同规格的气焊烤把同时加热，每两个气焊烤把为一组，两组均从中点开始依次同步向卷管两端进行加热，每组的两只气焊烤把均沿上述等腰三角形的底边对称同步加热，从等腰三角形的底边开始，按“之”字形加热路线从等腰三角形的底边向等腰三角形的顶点往复运行，在气焊烤把运动到顶点后，两组气焊烤把再按照上述步骤对其他未加热的加热区域依次向卷管两端进行加热，直至划出的所有加热区域都经过加热处理；上述的4只气焊烤把的火焰大小、加热速度、加热范围保持一致，加热时温度控制在600°C?800°C之间，温度区间的控制具体表现为:通过肉眼观察，加热时卷管加热处表面出现樱红色表明温度达到了 600°C，继续加热，当卷管加热处表面向桔黄色转变时表明温度达到了 800°C，此时应停止加热，向下移动，按“之”字形加热路线继续加热其他加热区域部分；
[0018]步骤四、冷却检查
[0019]在火焰煨弯步骤结束后，对加热过的卷管进行放置冷却处理，直至室温后，加热前卷管中心线与冷却后卷管中心线之间的形变量分别与卷管上下两边沿的形变量相等，再对其卷管弯曲弦高Hl进行检查，检查步骤如下:检测煨弯后的卷管下底部与上述检测板上端的距离是否在3mm内，距离在3mm范围内即为合格；
[0020]步骤五、二次处理
[0021]检查完成后，合格的卷管即可交付使用，对不合格的卷管做如下二次处理:当实际卷管弯曲弦高Hl与理论卷管弯曲弦高H间的偏差较大时，采用气焊烤把进行调校，调校的首选位置选在偏差值最大点处，加热点数量及间距根据偏差值大小确定，其过程为:若实测卷管弯曲弦高Hl过小时，则在该超标点与原加热点之间增加加热点；若实测卷管弯曲弦高Hl过大时，在该超标点的正下方设加热点，选定加热点后重复上述步骤三的火焰煨弯，直至实际卷管弯曲弦高的值Hl与理论卷管弯曲弦高H的偏差在3mm内，调校过程中避免过烤情况出现，经调校后合格的卷管可以交付使用；
[0022]步骤六、拼装卷管
[0023]在卷管合格交付后，即对卷管在型钢平台上进行拼装处理，其中:所述的型钢平台每组包括第一定位块、第二定位块、第一调整块、第二调整块、第一腹杆托板、第二腹杆托板和平台，上述的平台上从左到右依次设置有第一定位块、第一调整块、第一腹杆托板、第二腹杆托板、第二调整块和第二定位块，上述的第一定位块和第二定位块关于平台的中轴线对称，上述的第一调整块和第二调整块关于平台的中轴线对称，上述的第一腹杆托板和第二腹杆托板关于平台的中轴线对称，上述的平台通过膨胀螺丝固定在地面上；根据工程所需的钢构件的参数确定平台上第一定位块、第二定位块、第一调整块、第二调整块、第一腹杆托板和第二腹杆托板的具体位置，使得第一定位块和第二定位块分别位于两卷管的外侦牝第一调整块和第二调整块分别支撑于两卷管下，第一腹杆托板和第二腹杆托板分别支撑于腹杆两端下；型钢平台由多组相同构造的上述平台组成，各组型钢平台的中心轴线与待组装的目标大型钢构件的中心轴线重合；型钢平台制作完成后，即可放入对应的卷管和腹杆进行组装，然后开始卷管与卷管之间、卷管与腹杆的焊接，直至得到目标大型弯曲钢构件。
[0024]作为本发明更进一步的改进，上述步骤中的检测板的数量至少为8个，且检测板的高度从中间向两边递增，各检测板的上端点连接线为向下弯曲的弧线。
[0025]作为本发明更进一步的改进，上述步骤中的卷管末端长度b为500?800mm。
[0026]3.有益效果
[0027]采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果:
[0028](I)本发明的一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法，在钢材的热胀冷缩的特性和重力的双重作用下，无需施加外力和大型、精密器械即可达到对管道进行煨弯的目的，简化了施工程序，节约了施工成本。
[0029](2)本发明的一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法，卷管分段过程通过以下算法执行:H = aX〔Sin a +Sin(2 α )+Sin(3 α ) +......+Sin(η-1) α〕+bXSin(η α ),
根据该算法精确的得出加热区域的大小和数量，并且卷管支撑装置为煨管工序提供工具基础，通过煨弯加热区域和卷管支撑装置的共同作用，使得实际卷管弯曲弦高Hl与理论卷管弯曲弦高H的误差不超过3mm，即能够精确得到所需弯曲大型钢构件的每一部分，且卷管支撑装置的使用无场地限制。
[0030](3)本发明的一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法，加热区域为三角形区域，且上宽下窄，使得卷管的上部形变量大于下部的形变量，满足弯曲大型钢构件制作的标准。
[0031](4)本发明的一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法，其中使用到的型钢平台为弯曲大型钢构件的组装提供了平台，使得煨弯后的管道得以高精度的拼装成弯曲大型钢构件，不仅加快工期进度，而且节约了运输成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为本发明的一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法的流程图；
[0033]图2为本发明中卷管支撑装置的结构示意图；
[0034]图3为本发明中卷管支撑装置的左视图；
[0035]图4为本发明中加热区域的展开示意图；
[0036]图5为本发明中型钢平台的结构示意图；
[0037]图6为大型钢构件预拼装示意图。
[0038]示意图中的标号说明:
[0039]1、卷管；2、加热区域；3、加热前卷管中心线；4、冷却后卷管中心线；5、加热基准直线；61、第一支座；62、第二支座；7、撑圆杆件；8、检测板；9、检测板支架；101、第一定位块；102、第二定位块；111、第一调整块；112、第二调整块；121、第一腹杆托板；122、第二腹杆托板；13、腹杆；14、平台。
【具体实施方式】
[0040]为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
[0041]实施例1
[0042]对于制作弯曲大型钢构件所需的弯管的方法分为两种:冷弯管和热煨弯管。由于弯曲大型钢构件自身体积和使用机械等因素，大多数采用热煨弯管工艺，热煨弯管工艺也细分为几种:利用大口径中频煨弯机弯管、先加热后挤压弯管、先局部煨弯挤压成型后整体焊接弯管等。现有的热煨弯管技术虽然能达到煨弯弯曲大型钢构件的目的，但是弊端也十分明显:必不可少的要使用大型器械，例如:中频煨弯机、液压千斤顶、红外温度测量仪等。值得关注的是:很多施工地域是十分偏僻，这些大型器械或是难以运输、或是运输成本高昂，给施工带来极大不便，并且施工精度不高，运输过程对钢构件也有损坏。
[0043] 申请人:在总结以往弯曲大型钢构件施工经验的基础上，独辟蹊径，采取了加热后后利用管道自身重力来达到弯管的目的，整个施工方法均采用小型器械且这些小型器械便于运输、制作简单，大大提高了偏远地域施工的可行性，又节约了施工成本。
[0044]本实施例的一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法，包括施工准备、卷管划线、火焰煨弯、冷却检查、二次处理和拼装卷管这六个步骤，其具体施工过程如下(如图1所示):
[0045]步骤一、施工准备
[0046]步骤一的施工准备包括卷管验收过程和卷管分段过程，所述的卷管验收过程是对未处理的卷管I进行质量检测，即探伤检测卷管I焊缝；所述的卷管分段过程通过以下算法执行:H = aX〔Sina+Sin(2a )+Sin(3a )+......+Sin (n_l) a〕+b X Sin (n a )，算法中 a 为卷管I每次加热后弯曲角度，a为卷管I的加热间距,η为卷管I 一侧的等距离加热点数，b为卷管I未加热的末端长度，长度为500?800mm(具体在本实施例为650mm)，H为煨弯后卷管弯曲弦闻，L为卷管I的长度，其中:α、b、L和H为已知量,且有a = L — 2b/2n 一 I,根据工程所需的钢构件的参数确定总卷管弯曲弦高1^的值，即得出每根卷管弯曲弦高H的值，然后根据算法确定每根卷管I的加热间距a和等距离加热点数η ；
[0047]本实施例中的卷管验收过程包括对卷管的规格和质量进行检验，卷管I均有焊缝，对焊缝处要加强审核标准，排除因管材自身的原因而导致弯曲大型钢构件的制作达不到预定标准的因素；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 )，这个算法可以通过很多软件实施，既方便又快捷，例如EXCEL表格软件坐寸ο
[0048]步骤二、卷管划线
[0049]在步骤一完成施工准备之后进行卷管划线，该卷管划线包括支撑过程和划线过程，所述的支撑过程为:将卷管I水平放置在卷管支撑装置上，其中:所述的卷管支撑装置包括第一支座61、第二支座62、撑圆杆件7、检测板8和检测板支架9 (如图2、图3所示)，上述的第一支座61和第二支座62分别位于卷管I两端下方，且第一支座61与卷管I的接触面和第二支座62与卷管I的接触面均为为凹面，该凹面凹陷度与卷管I表面弧度相配合，上述的撑圆杆件7卡入卷管I两端内，且撑圆杆件7长度与卷管I直径相等，防止卷管I两端发生形变，上述的检测板支架9设置于第一支座61和第二支座62之间，且检测板支架9 一端与第一支座61相固连，另一端与第二支座62相固连，该检测板支架9上等间距设有多个卡板槽，上述的检测板8数量为多个且有多种规格，检测板8底部与卡板槽相匹配，该检测板8的高度与其正上方卷管I煨弯后下降高度相匹配，上述的检测板8正上方卷管I煨弯后下降高度由步骤一中的算法得出且检测板8的数量至少为8个，检测板8的高度从中间向两边递增，各检测板8的上端点连接线为向下弯曲的弧线；所述的划线过程是按照步骤一中算法确定的加热点数η及加热间距a划出加热区域2 (如图4所示)，该加热区域2为共用一底边的两等腰三角形，该等腰三角形以加热基准直线5为上底边，且上底边长度为300mm，上述的等腰三角形的顶点为卷管I横截面水平中心线两侧以下30°?45° (具体在本实施例中选用40° )处。本实施例中检测板8正上方卷管I煨弯后下降后会与检测板8最上端相切，通过检测板8的设置，能够便于测量卷管I煨弯后形变量是否达到预定标准；撑圆杆件7的设置防止了卷管I两端发生形变，排出了步骤六的拼装隐患。
[0050]步骤三、火焰煨弯
[0051]完成步骤二的卷管划线后即可对卷管I进行火焰煨弯，火焰煨弯的过程如下:气焊烤把从加热基准直线5的中点开始煨弯，每根卷管I采用4只相同规格的气焊烤把同时加热，相向的两个气焊烤把为一组，两组均从中点开始依次同步向卷管两端进行加热。每组的两只气焊烤把均沿上述等腰三角形的底边对称同步加热，从等腰三角形的底边开始，按“之”字形加热路线从等腰三角形的底边向等腰三角形的顶点往复运行，在气焊烤把运动到顶点后，两组气焊烤把再沿上述步骤对其他未加热的加热区域2进行依次加热，直至划出的所有加热区域2都经过加热处理(如图4所示)；上述的4只气焊烤把的火焰大小、加热速度、加热范围保持一致，加热时温度控制在600°C?800°C之间，温度区间的控制具体表现为:通过肉眼观察，加热时卷管I加热处表面出现樱红色表明温度达到了 600°C，继续加热，当卷管I加热处表面向桔黄色转变时表明温度达到了 800°C，此时应停止加热，向下移动，按“之”字形加热路线继续加热其他加热区域2部分；本实施例中每根卷管I采用4只相同规格的气焊烤把同时加热，既保证了施工效率又避免了同个地区在有加热时差的情况下卷管发生的畸形现象；加热时温度控制在600°C?800°C之间有如下原因:一、卷管I在6000C?800°C才能达到冷却后产生步骤一中算法所需要的形变量；二、在600°C和800°C这两个温度时，卷管I的颜色变化较为明显，便于肉眼判断，加热时更容易操作。
[0052]步骤四、冷却检查
[0053]在火焰煨弯步骤结束后，对加热过的卷管I进行放置冷却处理，直至室温后，加热前卷管中心线3与冷却后卷管中心线4之间的形变量分别与卷管I上下两边沿的形变量相等，再对其卷管I弯曲弦高Hl进行检查，检查步骤如下:检测煨弯后的卷管I下底部与上述检测板8上端的距离是否在3mm内，距离在3mm范围内即为合格；
[0054]步骤五、二次处理
[0055]检查完成后，合格的卷管即可交付使用，对不合格的卷管做如下二次处理:当实际卷管弯曲弦高Hl与理论卷管弯曲弦高H间的偏差较大时，采用气焊烤把进行调校，调校的首选位置选在偏差值最大点处，加热点数量及间距根据偏差值大小确定，其过程为:若实测卷管弯曲弦高Hl过小时，则在该超标点与原加热点之间增加加热点；若实测卷管弯曲弦高Hl过大时，在该超标点的正下方设加热点，选定加热点后重复上述步骤三的火焰煨弯，直至实际卷管弯曲弦高的值Hl与理论卷管弯曲弦高H的偏差在3mm内，调校过程中避免过烤情况出现，经调校后合格的卷管I可以交付使用。值得进一步说明的是本实施例中检测板8的分部间距若小于10cm，则不必考虑卷管弯曲弦高Hl过大的情况，若实测卷管弯曲弦高Hl过小,还应在该超标点与原加热点之间增加加热点进行二次加热处理。
[0056]步骤六、拼装卷管
[0057]在卷管I合格交付后，即对卷管I在型钢平台上进行拼装处理，其中:所述的型钢平台每组包括第一定位块101、第二定位块102、第一调整块111、第二调整块112、第一腹杆托板121、第二腹杆托板122和平台14(如图5所示)，上述的平台14上从左到右依次设置有第一定位块101、第一调整块111、第一腹杆托板121、第二腹杆托板122、第二调整块112和第二定位块102，上述的第一定位块101和第二定位块102关于平台14的中轴线对称，上述的第一调整块111和第二调整块112关于平台14的中轴线对称，上述的第一腹杆托板121和第二腹杆托板122关于平台14的中轴线对称，上述的平台14通过膨胀螺丝固定在地面上；根据工程所需的钢构件的参数确定平台14上第一定位块101、第二定位块102、第一调整块111、第二调整块112、第一腹杆托板121和第二腹杆托板122的具体位置，使得第一定位块101和第二定位块102分别位于两卷管I的外侧，第一调整块111和第二调整块112分别支撑于两卷管I下，第一腹杆托板121和第二腹杆托板122分别支撑于腹杆13两端下；型钢平台由多组相同构造的上述平台组成(如图6所示)，各组型钢平台的中心轴线与待组装的目标大型钢构件的中心轴线重合；型钢平台制作完成后，调整好卷管I和腹杆13的位置，即可放入对应的卷管I和腹杆13进行组装，然后开始卷管I与卷管I之间、卷管I与腹杆13的焊接，直至得到目标大型弯曲钢构件。本实施例中拼装卷管I的型钢平台结构简单，就地取材便可制作，且卷管I拼装的焊接精度高，能够就地施工，大大节省了运输成本。
[0058]采用本实施例的技术方案，使得在不使用大型器械和高精度的前提下完成对弯曲大型钢构件的煨弯和拼接工程，节省了施工成本且工程一次交验合格率100%，焊接一次合格率90 %以上，煨弯尺寸一次检查合格率达到80 %，工程质量等级达到优良级别，且该技术项目节约研发资金7.30万元，创造项目经济效益29.57万元。
【权利要求】
1.一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法，该方法先通过算法H = aX〔Sina +Sin(2a )+Sin(3a )+......+Sin(n-l) a〕+bXSin(na )对卷管(I)进行分段划线，再使用气焊烤把对划线后的卷管(I)进行加热，由于钢材热胀冷缩和重力的作用，冷却后的卷管(I)产生一定量的形变，并且经过卷管(I)支撑装置上检测板(8)的检测是否合格后，再决定是否交付，对不合格的卷管(I)进行二次处理，在卷管(I)合格交付后，对卷管(I)在型钢平台上进行拼装处理，即得到目标大型钢构件。
2.根据权利要求1所述的一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法，其特征在于，包括如下几个步骤: 步骤一、施工准备步骤一的施工准备包括卷管(I)验收过程和卷管(I)分段过程，所述的卷管(I)验收过程是对未处理的卷管(I)进行质量检测，即探伤检测卷管(I)焊缝；所述的卷管(I)分段过程通过以下算法执行:H = aX〔Sin a +Sin(2 α ) +Sin(3α)+......+Sin(η-1) α〕+bXSin(na )，算法中α为卷管(I)每次加热后弯曲角度，a为卷管⑴的加热间距，η为卷管(I) 一侧的等距离加热点数，b为卷管(I)未加热的末端长度，H为煨弯后卷管(I)弯曲弦高，L为卷管⑴的长度，其中:α、b、L和H为已知量，且有a = (L — 2b) / (2n — I)，根据工程所需的钢构件的参数确定总卷管(I)弯曲弦高H Σ的值，即得出每根卷管(I)弯曲弦高H的值，然后根据算法确定每根卷管(I)的加热间距a和等距离加热点数η; 步骤二、卷管划线 在步骤一完成施工准备之后进行卷管(I)划线，该卷管(I)划线包括支撑过程和划线过程，所述的支撑过程为:将卷管(I)水平放置在卷管(I)支撑装置上，其中:所述的卷管(I)支撑装置包括第一支座(61)、第二支座(62)、撑圆杆件(7)、检测板(8)和检测板支架(9),上述的第一支座(61)和第二支座(62)分别位于卷管(I)两端下方，且第一支座(61)与卷管(I)的接触面和第二支座￠2)与卷管(I)的接触面均为为凹面，该凹面凹陷度与卷管(I)表面弧度相配合，上述的撑圆杆件(7)卡入卷管(I)两端内，且撑圆杆件(7)长度与卷管(I)直径相等，防止卷管(I)两端发生形变，上述的检测板支架(9)设置于第一支座(61)和第二支座(62)之间,且检测板支架(9) 一端与第一支座(61)相固连,另一端与第二支座(62)相固连，该检测板支架(9)上等间距设有多个卡板槽，上述的检测板⑶数量为多个且有多种规格，检测板(8)底部与卡板槽相匹配，该检测板(8)的高度与其正上方卷管(I)煨弯后下降高度相匹配，上述的检测板(8)正上方卷管(I)煨弯后下降高度由步骤一中的算法得出；所述的划线过程是按照步骤一中算法确定的加热点数η及加热间距a划出加热区域(2)，该加热区域(2)为共用一底边的两等腰三角形，该等腰三角形以加热基准直线(5)为上底边，上述的等腰三角形的顶点为卷管(I)横截面水平中心线两侧以下30°?45。处； 步骤三、火焰煨弯 完成步骤二的卷管(I)划线后即可对卷管(I)进行火焰煨弯，火焰煨弯的过程如下:气焊烤把从加热基准直线(5)的中点开始煨弯，每根卷管(I)采用4只相同规格的气焊烤把同时加热，每两个气焊烤把为一组，每组的两只气焊烤把均沿上述等腰三角形的底边对称同步煨弯，从等腰三角形的底边开始，按“之”字形煨弯路线从等腰三角形的底边向等腰三角形的顶点往复运行，在气焊烤把运动到顶点后，两组气焊烤把再沿上述步骤对其他未加热的加热区域(2)进行依次煨弯，直至划出的所有加热区域(2)都经过煨弯处理；上述的4只气焊烤把的火焰大小、煨弯速度、煨弯范围保持一致，煨弯时温度控制在600°C?800°C之间，温度区间的控制具体表现为:通过肉眼观察，煨弯时卷管(I)煨弯表面出现樱红色表明温度达到了 600°C，继续煨弯，当卷管(I)煨弯表面向桔黄色转变时表明温度达到了800°C，此时应停止煨弯，向下移动，按“之”字形煨弯路线继续煨弯其他加热区域(2)部分； 步骤四、冷却检查 在火焰煨弯步骤结束后，对加热过的卷管(I)进行放置冷却处理，直至室温后，加热前卷管中心线(3)与冷却后卷管中心线(4)之间的形变量分别与卷管(I)上下两边沿的形变量相等，再对其卷管(I)弯曲弦高Hl进行检查，检查步骤如下:检测煨弯后的卷管(I)下底部与上述检测板(8)上端的距离是否在3mm内，距离在3mm范围内即为合格； 步骤五、二次处理 检查完成后，合格的卷管⑴即可交付使用，对不合格的卷管⑴做如下二次处理:当实际卷管(I)弯曲弦高Hl与理论卷管(I)弯曲弦高H间的偏差较大时，采用气焊烤把进行调校，调校的首选位置选在偏差值最大点处，加热点数量及间距根据偏差值大小确定，其过程为:若实测卷管(I)弯曲弦高Hl过小时，则在该超标点与原加热点之间增加加热点；若实测卷管(I)弯曲弦高Hl过大时，在该超标点的正下方设加热点，选定加热点后重复上述步骤三的火焰煨弯，直至实际卷管(I)弯曲弦高的值Hl与理论卷管(I)弯曲弦高H的偏差在3_内，调校过程中避免过烤情况出现，经调校后合格的卷管(I)可以交付使用； 步骤六、拼装卷管 在卷管(I)合格交付后，即对卷管(I)在型钢平台上进行拼装处理，其中:所述的型钢平台包括第一定位块(101)、第二定位块(102)、第一调整块(111)、第二调整块(112)、第一腹杆托板(121)、第二腹杆托板(122)和平台(14)，上述的平台(14)上从左到右依次设置有第一定位块(101)、第一调整块(111)、第一腹杆托板(121)、第二腹杆托板(122)、第二调整块(112)和第二定位块(102)，上述的第一定位块(101)和第二定位块(102)关于平台(14)的中轴线对称，上述的第一调整块(111)和第二调整块(112)关于平台(14)的中轴线对称，上述的第一腹杆托板(121)和第二腹杆托板(122)关于平台(14)的中轴线对称，上述的平台(14)通过膨胀螺丝固定在地面上；根据工程所需的钢构件的参数确定平台(14)上第一定位块(101)、第二定位块(102)、第一调整块(111)、第二调整块(112)、第一腹杆托板(121)和第二腹杆托板(122)的具体位置，使得第一定位块(101)和第二定位块(102)分别位于两卷管(I)的外侧，第一调整块(111)和第二调整块(112)分别支撑于两卷管(I)下，第一腹杆托板(121)和第二腹杆托板(122)分别支撑于腹杆(13)两端下；型钢平台制作完成后，即可放入对应的卷管(I)和腹杆(13)，然后开始卷管(I)与卷管(I)之间、卷管(I)与腹杆(13)的焊接，直至得到目标弯曲大型钢构件。
3.根据权利要求2所述的一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法，其特征在于:所述的检测板⑶的数量至少为8个，且检测板⑶的高度从中间向两边递增，各检测板(8)的上端点连接线为向下弯曲的弧线。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于火焰煨弯的弯曲大型钢构件制作方法，其特征在于:卷管⑴末端长度b为500?800mm。
【文档编号】B21D7/16GK104138942SQ201410367629
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】苏传才, 马运广 申请人:中国化学工程第三建设有限公司