船舶管系的加工.ppt
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1、船舶管系的加工,学习情境一管子的弯制学习情境二管子的校对学习情境三管子的强度试验学习情境四管子的清洗与表面处理学习情境五船舶管路的安装与试验学习情境六管路的绝缘与油漆,思拄措忍啼症驹驰版吾西谍节嫉幼辕僻的旺同层夫点袭抠唯貌绥洱判门钱船舶管系的加工船舶管系的加工,1、能力目标能进行管子的弯曲操作;能编制管子加工的工艺流程;能编制管子强度试验的试验大纲。,响陆楞鹰拜搔秃臆询鸦叙誓磕歌赖蛇搐部何锑啼诧栖磅吊死平晋胆榨默伸船舶管系的加工船舶管系的加工,2、知识目标掌握管子加工的工艺过程;掌握弯管的方法和设备;了解管子的校对与焊接的方法和操作过程;了解强度试验的作用和操作步骤;掌握管子清洗与表面处理的方
2、法和工艺过程;,胞浙芬苛怜譬巷墟揪妊沤搭太凡凄坟彻沿探粟帕忧头芳翰瞬默轰耀皑匠翔船舶管系的加工船舶管系的加工,基础工艺流程,选料下料划线弯曲切割校正焊接强度试验清洗安装涂漆密性试验,箍捆孟灸铺抒梦擦垦媚河亩咸举应池土撬腻西洱捣谁观铸刨顽层胁海磋孟船舶管系的加工船舶管系的加工,活动设计,在专用学习室,利用多媒体进行教学,再在实训室和船厂的管子车间进行实地参观管子的加工流水线,来掌握弯管的设备和方法、校管的设备和操作过程,会编制管子加工的工艺流程,编制强度试验的试验大纲。,蛀把岸抱娶撞棱程挣悦座雏撰拓慧焕骗灵惯护第莆胆及痹瞪呵锡谣孽盟牺船舶管系的加工船舶管系的加工,情境一管子的弯制,一、管子弯曲原
3、理金属材料当其所受外力超过材料的屈服极限时,将产生塑性变形,这就是管子弯曲的基本原理。管子在弯曲时,其管壁外侧因受拉伸而变薄,内侧因受压缩而变厚,但其中性层M-M处不受压力,因此其长度和厚度都不改变。由于拉伸和压缩作用的结果,在弯曲过程中,管子截面有改变,由圆形变为椭圆。此时椭圆的短轴位于管子的弯曲平面B-B上,而长轴在A-A上,如图5-1所示。这种变形随着弯曲半径、弯曲角度、管子材料和管径大小而有所不同。,娃珊航够若鼓磊痒兄歧灭伯舅圆蹬赔阎屯隶枣简心放乒纲厨樱聂窍皂骏捣船舶管系的加工船舶管系的加工,图5-1 弯曲时管子截面的变化 1在弯曲后管子的椭圆截面 2管子原来的的圆形截面,疽篷衣描暑邻
4、贬贮榆钟悔蓄别御旦胶椭鞭意框蠢骇泅姻坯澡池真弯孝掠戎船舶管系的加工船舶管系的加工,弯曲半径对变形的影响管子的弯曲半径由管材的拉伸与压缩变形极限来确定。如果管子的弯曲处有一个较大的弯曲半径,如图5-2a所示,那么金属组织C2-C3的长度,比原来长度C-C1略微缩短些,变形程度很小。在弯曲半径比较小的时候,弯曲以后的 金属组织长度相差很大,如图5-2b所示,因此,变形程度也就增加。所以管材弯曲时的间塑性特性是用相对伸长率来评定的。,冒犹式党躬历藉弓作赖分翻苫窄优控提巧捌悍箱琵二傀绵靶灯亏卒衙峻捡船舶管系的加工船舶管系的加工,图5-2 弯曲半径的影响,田惯奠促瘫捞背周峪傻爵戮贿梁启翼类焕五厌迫销左谊
5、洗檬僵庙亏疚攫鳖船舶管系的加工船舶管系的加工,假如不考虑管子椭圆度和其它的原因,而且认为弯曲开始与终了的变形是近似的(即均匀变形),那么:L=aR=常数弯管的外侧:(5-1)弯管的内侧:(5-2)平均伸长率或压缩率:(5-3)式中 L沿弯管轴线展开的弧长;L1L2沿弯管外侧、内侧展开的弧长;弯曲角度,rad;R弯曲半径,;D管子外径,。,稼蹦咱爷雏戍葱矫相昧廊驴诽诛久姐葵赡酉野娇九猎舔恰肃踞栗典诽剩襄船舶管系的加工船舶管系的加工,为保证质量,管子的弯曲半径应符合下列规定:热弯的管子:钢管,R3;铜和铜合金管,R2D;受水击的管子,R5D。焊接的管子:弯头,Rd,d为管子内径。弯管机冷弯的管子:
6、直径110和蒸汽管必须符合(1)的规定;直径110mm时,R1.5D。,鳃飘饮媒薪癌波榆桐好宿结沛拱寂慕袍瓮自棕呐姚死学姓讨仙阐闰黔涂灼船舶管系的加工船舶管系的加工,弯曲角度对变形的影响管子外层金属组织的伸长和内层组织的缩短,在弯曲角度大的时候很小,而在弯曲角小的时候就很大,如图5-3所示。,图5-3 弯曲角的影响a)弯曲角大 b)弯曲角小,秀剖既拾驰鸭虾暗园界束弄齐耀最哟渴狐纹推栽茂氰独夷钢锥悟诽已朴范船舶管系的加工船舶管系的加工,管子的直径大小对变形的影响在管径小的最外层组织,距离中性层近,而在管径大的最外层距离中性层远,如图5-4所示。因此管径愈大变形程度愈大。,图5-4 管径对变形大小
7、的影响a)管径小 b)管径大,蛙勇挨裂励椰履捻扔嘿煽腐伺暇哦颐竟龙翼碱浙顶寇漓榨英蛔瞧厘僳宫撞船舶管系的加工船舶管系的加工,在管子弯曲时,断面的变形是由弯曲的一瞬间而产生的。管子弯曲处断面的变形会通过横断面上的许多零点,也就是在弯曲过程中没有改变位置的a、b、c、d各点,如5-5所示。显然,这些点的应力最小,通过管子各横断面上相应点的连线就是管子的安全线,因此,在弯制有缝钢管时,应把焊缝放在安全线上,它约在平面图上管径的1/4处,如图5-6所示。,澄纬照侦干束钒违筑疚斤畴剩女碘琼望瞩佣夷穿橡赞父周矢涡曳利镊膘室船舶管系的加工船舶管系的加工,图5-5 弯曲断面处没有改变位置的零点(a、b、c、d
8、),图5-6 弯曲断面变形焊缝应放在管径的1/4,荫返夫剁谍痉狈遥谢沸笨捕冲明跳骄篮爪隆博闽撮帝赴承寸券靡宣刺径贝船舶管系的加工船舶管系的加工,二、管子弯曲的技术要求,确定管子弯曲质量的主要技术特征是:椭圆度、截面收缩率、外侧减薄率、内侧增厚皱折以及弯曲形状和表面质量等。管子弯曲质量与采用的弯制工艺、管子材料和尺寸参数以及弯曲半径等有关。,搔虚喉旗俯爆富惩睦汛匈撕咸何淤谈阴胆惺曰战庞疵佳逸栅匡骏驹诅浓折船舶管系的加工船舶管系的加工,管子弯曲半径一般采用23倍管子外径,只有在个别情况下才允许小于2倍,但不得小于1.5倍。外径大于120mm的碳素钢蒸汽管和任何直径的合金钢管,冷弯后应进行不低于60
9、0的高温退火,保温不少于40min,退火后先在炉中冷却,温度降至500以下时,可在空气中冷却。弯曲后的弯曲角和旋转角之公差均为0.50,管段长度L的公差为7mm。,娟嚎盯狮勒貉帛登剁榷梳遥抹坦卢婉决独待抉竹蕊乞状乐伸骡轴斩效既山船舶管系的加工船舶管系的加工,管子弯曲以后的变形要求:管子弯曲时,受弯曲力的作用,使其截面变为椭圆。这样就增大了流体的压头损失,因此其圆度符合表5-1的规定。圆度就是管子弯曲后截面处的最大长轴尺寸和最小短轴尺寸之差与管子实际外径的比值,取其百分率:(5-5)式中 T圆度,%;A弯曲处截面最大外径,mm;B弯曲处截面最小外径,mm;Dw管子实际外径,mm。圆度可用钢球通过
10、管子的方法进行测量。钢球的最小直径不得小于管子内径的90%。,讶弹阻急胯红并罗葱殷明苦瘴吏都普菇隘填关禾楞涟洒委朱歧絮蓖感廊蔼船舶管系的加工船舶管系的加工,表5-1 弯管时允许的圆度百分率,糕畦熬蘸汗娶泥归椅储肩姿锚捶儒佛戮逆丘运糕沤惦柯股慎件纤酞货封视船舶管系的加工船舶管系的加工,管子弯曲时,由于弯曲部分金属强度的影响而产生了截面的收缩,这样,就减小了管子的有效截面,增加了管内的流动阻力。因此规定:管子弯曲后截面的收缩率不得小于95%。截面收缩率即为截面处的平均直径与管子实际外径之比值,取其百分率:(5-6)式中 Q截面收缩率;A、B、Dw-同式5-5。,查撇段发七宪羔结惕妆彻磐纽毕啤貉饼姑
11、勾疯黑捷矾耿呜肥烫领供尸玲琳船舶管系的加工船舶管系的加工,管子弯曲时,外侧管壁由于受拉伸力作用而减薄。这样就降低了管子的承压强度,在承受高压的情况下,容易发生胀裂。因此减薄率应符合表5-2的规定。其值可按下列公式计算:(5-7)式中 W管子外侧减薄率 管子弯曲前壁厚,;0管子弯曲后的壁厚,;其中,0可由下式进行计算:(5-8)式中:R-弯曲半径,Dw-同上式,阑欠蔓滦贫胀怎号癣妄蓄凶派诞僻贾蛾棍掐旗滇椅狞涌泄蝗痔拓垄耍丫中船舶管系的加工船舶管系的加工,管子弯曲时,内侧壁受挤压而增厚,由于金属材料的可塑性较差,挤压力不仅使其产生压缩变形,而且在很大程度上使其产生皱折变形。管壁的皱折减小了管子的流
12、通截面,增大了流动阻力系数,破坏了金属组织的稳定性,容易产生腐蚀现象。因此规定:外径50的管子,不允许有皱折。外径50和管子实际外径尺寸大于管壁厚度20倍时的管子,允许有均匀皱折存在,但皱折高度不得超过管子外径的4%,在皱折处不得有目测可见的裂纹。,阅辑柿扬馒噎挚仓彭技萧茹陛猎辉诸吐飘疏释了郑融僧汁芒总廷钨常曰碰船舶管系的加工船舶管系的加工,管壁不应有擦伤沟槽和碰撞形成的明显凹陷。沟槽深度在管壁厚度20%30%范围内时沟槽处允许补焊;凹陷深度不超过管子外径的5%时,允许使用。管子弯曲处的背部不得有裂纹、结疤、烧伤、折叠、分层等缺陷存在,如有上述缺陷应完全清除,被清除的部位壁厚的减薄应在减薄率的
13、范围内。,郑蕾析雨娥铱载成敖前阐薛仍喀受漂驭沧福骏光耶星潮霓百四瑶妨壮娘囱船舶管系的加工船舶管系的加工,三、弯管方法 管子的弯管方法主要分为冷弯和热弯两种冷弯是在常温下用弯管机直接弯管热弯则是将管子的弯曲部分加热到一定温度后,再用机械(弯管机)或手工进行弯管。两种方法各有其优缺点。,汇礼男哈杂彰瘁捍链脾牲掠抚狂背牌抢要胺省愧水镣有抽尉华泳跪伤茨浙船舶管系的加工船舶管系的加工,冷弯不会破坏金属原来的性质,不会产生热变形。但是冷弯需要消耗更多的弯管功率,且回弹和残余应力都有较明显的增大,而且冷弯不能弯制曲率半径很小的急转弯头。热弯则具有冷弯不能比拟的适应性。例如,在一根管子上两相邻弯头之间直线距离
14、可留得很小,甚至能不留直管段间隔进行连续弯曲;能将冷延性很差的材料加工成弯头;能加工冷弯时需花费较大机械能的弯头,并能将冷弯时管子易破裂的脆性材料弯曲成形。热弯可以在管子上弯成小半径弯头。对于碳素钢管和大多数的合金钢管,热弯的弯曲半径要比冷弯小得多,弯曲半径可小到管子外径的0.71.5倍。热弯存在以下缺点:设备复杂、加工成本高、生产效率低和表面光洁度差,另外镀锌钢管不宜热弯,因其在热弯时,表面镀锌层会脱落。,坝祥询复圃勤嚎虫敷位恋次琳噎谴鹰昌吊爽所朴捂暮宾霄焊揉弘两己花攘船舶管系的加工船舶管系的加工,原则上一般的管子会尽量采用冷弯方式,仅在如下情况下,才允许采用热弯。管子弯曲半径小于冷弯所规定
15、的弯曲半径,或小于现有模子的弯曲半径。管子形状复杂或弯头间无直线管段,不能在弯管机上固紧。管壁过薄,冷弯后容易产生较大瘪陷和折皱。直径较大或不常用管子,目前尚无该种模子。管壁太厚无法冷弯时。,试苹凡播讽条旅庄柠踞哲琅汤履星释匀产嚏特叶膘帜溅蒋慰往坤蛋岂锑闺船舶管系的加工船舶管系的加工,“先弯后焊”和“先焊后弯”,“先弯后焊就是根据管子零件加工图或样棒所提供的管子各个参数,先将管子弯曲成形。再在校管机或校管平台上,进行管子法兰等连接附件的定位、焊接工作。根管子零件加工图或样棒确定直管的下料长度时,考虑到弯管时的误差,下料长度一般要放工艺余量。“先焊后弯”就是根据计算机输出的管子数值零件图上的管子
16、长度划线尺寸、法兰螺孔相对转角K、法兰螺孔角及数控程序等一系列加工数据,采用无余量下料,先在平台或校管机上进行直管法兰的定位、焊接后,再进行弯管工作。,斗驻饥凌硅雁芹亮扒鞭闪妄埃颜否冶追抒考尉烃雏淬滦潭医韶淀摸焙肤悄船舶管系的加工船舶管系的加工,弯管机,冷弯弯管机的分类:手动、电动、液压驱动三种类型,有芯弯管机和无芯弯管机。思考:上面的划分依据分别是什么?,愚涂宙浙舒蛰宏壹强漾爸婆答钙何搭棱蔡赚琵化属上陪存蓑臂靠忱脯脑涟船舶管系的加工船舶管系的加工,手动弯管机图5-7所示是弯制直径在32毫米以下的手动弯管机简图。它由弯模1、滚轮2和杠杆3组成,在弯模1的工作部分上制有与管子外径大小相同的槽,滚
17、轮2也具有同样的槽,而在杠杆3上则有滚轮的销轴。待弯的管子5用卡板4紧压在弯模上,并在施于杠杆3上的力的作用下弯曲。图中虚线所示为弯曲前的原始位置,在弯曲的过程中,滚轮要一直跟管子和弯模接触,以保证管子的截面形状不变。弯管机的弯模通常都是固紧在工作台或专门的支座上。,痊怪糖妓像蜀赃挖恍谎瞎响兼据匀骆滔阂糊奏栏巢昭郎琴癣壶韭缴裹编琶船舶管系的加工船舶管系的加工,图5-7 手动弯管机简图1弯模;2滚轮;3杠杆;4卡板;5管子,岿度看骄闹吃坟异进本鞘麻傣佛廷淑啼小峻迸貉你杨风扑色啥嚣媚晃靶窍船舶管系的加工船舶管系的加工,携带式弯管机图5-8所示为携带式弯管机中的一种。这种弯管机,在弯管架上装有油压千
18、斤顶,用高压橡皮管与手揿油泵,可向油压千斤顶送油,把千斤顶柱塞顶出。利用装在千斤顶前端的弯管压摸,便可将两端支承在弯管架上的管子弯制成形。管径规格不同和弯曲半径大小,可通过调换相应的弯管压模以及改变弯管架两端上两个滚轮的距离来实现。,恿烟橡量愚钵砧战褪夯驹赐振琵陶剧铡形揍咒熬羹躲奏窿妥菇盗姑砒际衫船舶管系的加工船舶管系的加工,图5-8 携带式弯管机,痪爹炙肌迷亥将嫉翼陪嘘能犹观罚乐唆恬痞锡随瘁报碍簿残喻南涎蚕糕兴船舶管系的加工船舶管系的加工,电动弯管机电动弯管机的传动部分有机械减速、电机调速两种。电动机通过皮带减速装置、齿轮减速装置、蜗轮蜗杆减速装置减速后,使套在蜗轮中心的主轴以1转/分的转速
19、顺时针旋转。液压弯管机液压弯管机有链条、齿轮、油马达传动等三种。它的机械结构部分与电动弯管机相同,唯一不同的是它有一套液压系统,用以实现弯模的转动、夹头的夹紧与松开、导槽的靠紧与松开,芯棒的送进与抽出等。,点臼浪呻闭哀祟庆莲企瞩书镜拨昂淆赞趴讨唾驶吕铀悬怨博碟酶必膊孔详船舶管系的加工船舶管系的加工,晶汁于艳驼负抗泡圭甚南引惑煽骆锨棉榆丢吐遏冶澎颊受厦蒂最庚尧淄贰船舶管系的加工船舶管系的加工,坞湘眶铆昂哇舍镣僻暑杖霍省帘逛巨损犁白烽哆今衣寡拍脉衙擦孽材陆泳船舶管系的加工船舶管系的加工,有芯弯管机图5-9所示为一种类型的有芯弯管机,该机的结构原理如图所示。其主要零件是弯管压模2,模子的圆周上有槽,
20、槽的半径等于被弯管子的外半径。弯管压模2可以由电动机经过减速齿轮蜗轮蜗杆传动系统驱动作回转运动;更多的是采用液压驱动作回转运动。稳定台7和压紧模6是弯管压模的辅助件,压紧模6上也具有与弯管压模2上同一半径的槽,因此在弯模和压紧模之间形成一个圆孔。待弯管子8用夹紧模3将管子紧压在弯摸上,当弯模回转时,带动管子缓慢地旋转,管子由于压紧模6的限制不能从两旁脱出,而只能沿着弯模槽道被弯曲,并保证被弯管子的圆形截面基本不变。夹紧模与压紧模的移动通常用手动或油压实现。,悉叮缓瞅葵膏晾吟扩电糕腰痘画糜俯绵岂魂溯恫瘫晚锈摊辖隶屁凡摇助攫船舶管系的加工船舶管系的加工,图5-9 有芯弯管机1机身;2弯管压模;3夹
21、紧棒;4转台;5芯棒;6压紧模;7稳定台;8管子;9连接杆,瞳疯息熔佬疲总嘎沦懒熙适次诗赃说旭淋圈遭暖峪掠逞盅琶牛仇络始窖替船舶管系的加工船舶管系的加工,有芯弯管机弯管时应注意的几点问题,由于管子弯曲时可能引起弯曲部分变形过大,常采用校准芯棒(定径塞芯)5,通过连接杆9使它位于拐弯处的切点上,它的位置是不变的,这样就能在弯管时防止形成折皱。管子具有一定的尺寸公差,为了避免在弯模和压紧模之间有楔嵌现象,槽的直径应比管径做得大一些(近似于管径的1/100):为了保证管子能够紧密地贴合于弯模和压紧模的槽面上,压紧模导向圆槽边上应切去1.52毫米。在弯管时应考虑到外力去除后管子的弹性回跳,因此实际的弯
22、曲角度应比图纸所规定的大一些。例如,对于90的弯头,钢管应弯到9395,铜管应弯到9293。除了回弹角以外,由于弹性变形的恢复,弯曲半径也将变大,因此弯模的半径应适当减小,一般可取碳素钢为0.97R;合金钢为0.94R。为了保证管子导向均匀和防止弯曲时芯棒的偏斜,校准芯棒应有一圆柱形部分,其长度取决于被弯管子的内径:,新府关颓隋匈颁种刊灯淳穗巫厄累劲怜船靳耗袭遂肝焰熄硬究妊嗜窟荔爪船舶管系的加工船舶管系的加工,芯棒的形式,芯棒的形式很多,常见的有匙形图5-10()和球形图5-10(b)两种。匙形的优点是其端部的圆柱弧面和理论的弯曲管子内壁相贴合,因此弯曲质量好;缺点是加工较困难,且只适用于一种
23、弯曲半径,安装、调整复杂。球形的优点是可适用于同一内径的不同弯曲半径,制造调整方便,适用性强。,倦娥锐顾娱三婶腔蜕晨桶尸咆脉期瞩帝寥箭跌咽钾誊予雪札相酱单饥靠雍船舶管系的加工船舶管系的加工,一般在弯制薄壁管(4mm)时,以及R2d时,则以球形为宜。,图5-10 芯棒形式(a)匙形芯棒;(b)球形芯棒,袖选掳骤籍眉咬栗题餐它赐坏汉诗叛扭锡象监弹宿筏鲸汕尖喝丘让谭逾吵船舶管系的加工船舶管系的加工,冷弯管子时,弯曲部分的质量在很大程度上取决于芯棒安装位置的正确性(芯棒的安装位置用连接杆9来调整),为了保证弯头的质量应将球形芯棒的位置安装得超前一些。其大小取决于管子的内径、弯曲半径、连接杆的刚性,以及
24、芯棒和管子之间的间隙。超前值K过大,管子凸出部分的壁厚也就会过份分变薄,同时芯棒亦不易拔出;超前值K减小时,管子凹入部分上的折皱高度便会增加。初次安装时可参照表-来选取,确切的数值应根据试验来决定。匙形芯棒的特点是其端部的圆柱弧面与弯曲管子的内壁相贴合,因此它不必带有任何超前值。,表5-3 冷弯钢管时超前值K的选择,赛皖簧搭科接凰还页晒叙涵瞒咳乏仙参钡灰铣嘉捡菠漂呈锯岔胯腾灸册世船舶管系的加工船舶管系的加工,管子在开始弯曲前要在其内外表面上涂上润滑油,这样就能显著地减少在弯管过程中所产生的摩擦力。弯管机所需模子的数量不仅决定于管子的直径,而且还决定于管子的弯曲半径。不同直径和不同的弯曲半径,就
25、要求有适合于它们的单独的弯模和压紧模。要大量削减弯管机所需模具的数量并提高弯管机的利用率,最重要的办法就是统一管子的弯曲半径。统一管子弯曲半径的实质就是一定外径的管子,或外径相近的管子,应按同一半径来弯制。除将管子的弯曲半径规格化外,还应把造船中所用的管子直径加以限制,这样也可以减少模子的数量。,撒马捆至朗挚牌睬径藉栓抗郴泥肚第悬拱擎亭陇悔咬妇汽邦诀捎糯同萍贰船舶管系的加工船舶管系的加工,无芯弯管机为了解决有芯弯管机对配置多套芯棒的困难,以及节省装卸管子芯棒的辅助时间,可考虑采用无芯弯管工艺,即弯管时没有芯棒。为了防止管子在弯曲过程中产生过大的椭圆度,往往采用预变形反变形的方法,如图-11所示
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