冷弯电力四大管道的方法和系统.pdf

本发明提供一种冷弯电力四大管道的方法，包括以下步骤：将管子的一端依次穿过弯管模的圆弧形模槽和导向装置，被夹紧装置夹持，弯管模设置在钢丝绳转轮上；钢丝绳转轮用拉力装置拉动并带动弯管模旋转；管子的另一端设置推力装置，推动管子作直线运动；及拉力装置与推力装置配合，使穿过圆弧形模槽的管子折弯。本发明还提供一种冷弯电力四大管道的系统。上述方法和系统弯制的冷弯电力四大管道，没有热弯时过烧等改变材料机械性能的风险，弯管不圆度达6%，弯管外侧壁厚减薄率达8%，满足生产要求，弯管质量好。

1.  一种冷弯电力四大管道的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将管子的一端依次穿过弯管模的圆弧形模槽和导向装置，被夹紧装置夹持，所述弯管模设置在钢丝绳转轮上； 
所述钢丝绳转轮用拉力装置拉动并带动弯管模旋转；
所述管子的另一端设置推力装置，推动管子作直线运动；及
所述拉力装置与推力装置配合，使穿过所述圆弧形模槽的管子折弯。

2.  一种冷弯电力四大管道的系统，包括管子，设置在管子后端的推力装置，设置在管子前端的弯管装置，和与所述弯管装置相连的拉力装置，其特征在于，所述弯管装置包括导向装置、夹紧装置、中心轴、套设在中心轴上的弯管模和套设在中心轴上位于所述弯管模下方的钢丝绳转轮；
所述弯管模具有圆弧形模槽，所述管子依次穿过所述圆弧形模槽和导向装置，被所述夹紧装置夹持；所述拉力装置与所述钢丝绳转轮相连，拉动钢丝绳转轮绕所述中心轴转动，带动所述弯管模旋转；所述推力装置推动管子作直线运动；所述拉力装置与推力装置配合，使穿过所述圆弧形模槽的管子折弯。

3.  根据权利要求2所述的冷弯电力四大管道的系统，其特征在于，所述导向装置包括导向滑座和设置在导向滑座上的导向滑槽。

4.  根据权利要求2所述的冷弯电力四大管道的系统，其特征在于，所述夹紧装置包括液压夹紧装置和丝杆夹紧装置。

5.  根据权利要求2所述的冷弯电力四大管道的系统，其特征在于，所述推力装置包括电气控制柜、油箱、油路集成块、油泵、电动机和组合双油缸，所述电动机枢接油泵通过管路连接油箱和组合双油缸，所述管路中设有溢流阀，用于将所述推力装置的推力速度与所述拉力装置的拉力速度同步。

6.  根据权利要求5所述的冷弯电力四大管道的系统，其特征在于，所述推力装置还包括底板、间隔设置在底板上的油缸支座固定架、设置在油缸支座固定架上的油缸支座、设置在底板上位于所述油缸支座固定架前端的滚筒支架和设置在滚筒支架上的导向滚筒，所述组合双油缸设置在所述油缸支座上。

7.  根据权利要求2所述的冷弯电力四大管道的系统，其特征在于，所述拉力装置包括省力滑轮组装置和与省力滑轮组装置相连的卷扬拉力装置，所述省力滑轮组装置包括钢丝绳、主动静滑轮组和副动静滑轮组，所述钢丝绳依次穿过所述主动静滑轮组、钢丝绳转轮、副动静滑轮组与所述卷扬拉力装置相连。

8.  根据权利要求7所述的冷弯电力四大管道的系统，其特征在于，所述卷扬拉力装置包括拉力电动机、减速机和卷筒装置，所述拉力电动机和减速机枢接卷筒装置拉动所述钢丝绳。

9.  根据权利要求2所述的冷弯电力四大管道的系统，其特征在于，所述推力装置和所述拉力装置位于所述弯管装置的同一侧。

10.  根据权利要求2所述的冷弯电力四大管道的系统，其特征在于，所述弯管模还包括模端夹块，所述模端夹块具有直圆弧槽，所述圆弧形模槽由直圆弧槽和与直圆弧槽相连的半圆形圆弧槽组成，所述模端夹块的直圆弧槽与圆弧形模槽的直圆弧槽对合呈圆管状，用于夹持管子。

冷弯电力四大管道的方法和系统
技术领域
本发明涉及弯管设备，特别是涉及一种冷弯电力四大管道的方法和系统。
背景技术
四大管道是指高温高压汽水管道中的主蒸汽管道、再热热段蒸汽管道、再热冷段蒸汽管道和主给水管道。工厂化预制是按照火电厂建设的相关标准和法规，对设计院提供的电站管道设计图进行详细分解，利用管道工厂制造时在设备、技术、工艺（弯管、坡口加工、焊接、热处理、标记、清理、油漆、防护、检测）等方面的优势进行配管。管道工厂化预制这一模式在电厂建设中得到了广泛的应用并显现了许多的好处。
管道工厂化预制重点工作在弯管：电力管道布置设计中大量使用了标准弯头，弯头两端都需设置焊缝，故整个焊缝数量多，焊接施工和检验费用高、施工工期长，尤其是电站运行后的在役检查耗费大量人力物力。而且标准弯头几乎没有直线段，焊接时焊缝位于起弧点，此处正是流体冲刷、交变应力最大处，焊缝设于此造成了较大的安全隐患。所以使用弯管替代弯头已成为业内越来越多人的共识。
电力四大管道为高压厚壁管，传统的弯制工艺多为热弯和压弯。热弯是利用中、高频电源对管料圆周局部感应加热到相变温度以上，然后在外力作用下使管料沿预设的轨道弯曲成一定曲率半径和角度的弯管。这种工艺的缺点是加热速度慢、内外壁升温不均、温差不好控制、管表产生氧化层，也容易使材料金相组织发生改变甚至产生过烧现象而降低材料的机械性能，并且能耗大、有污染、效率低。压弯是水压机压力通过上模具下压管料，使管料产生塑性变形而获得近似于下模具形状的弯管。这种简支梁原理弯制的弧线不是标准的圆弧，所以弯曲半径的控制和测量难以精确。压制过程中管料内弧侧受压、外弧侧受拉，而没有补偿措施导致受拉面减薄量难以控制，同时下模无法在压制过程中限制管料不圆度变形，因而不圆度也难以控制。
随着电力工业的发展，超临界、超超临界机组主蒸汽管道规格已达ID425×129，再热热段主管规格已达ID883×72，材质：ASTM、A335、P92。传统的热弯工艺的缺陷愈加明显：管壁厚度加大，特别是到了100mm以上时，弯制过程中管子内、外壁温差过大，难以满足生产的要求；压弯对水压设备的要求更高也难以保证弯管的质量，给电力陪管行业带来了巨大的挑战。
发明内容
基于此，有必要针对传统的弯制电力四大管道的工艺难以满足生产要求、难以保证弯管质量的问题，提供一种满足生产要求、能确保弯管质量的冷弯电力四大管道的方法。
此外，本发明还提供一种冷弯电力四大管道的系统。
一种冷弯电力四大管道的方法，包括以下步骤：
将管子的一端依次穿过弯管模的圆弧形模槽和导向装置，被夹紧装置夹持，所述弯管模设置在钢丝绳转轮上；
所述钢丝绳转轮用拉力装置拉动被带动弯管模旋转；
所述管子的另一端设置推力装置，推动管子作直线运动；及
所述拉力装置与推力装置配合，使穿过所述圆弧形模槽的管子折弯。
一种冷弯电力四大管道的系统，包括管子，设置在管子后端的推力装置，设置在管子前端的弯管装置，和与所述弯管装置相连的拉力装置，所述弯管装置包括导向装置、夹紧装置、中心轴、套设在中心轴上的弯管模和套设在中心轴上位于所述弯管模下方的钢丝绳转轮；
所述弯管模具有圆弧形模槽，所述管子依次穿过所述圆弧形模槽和导向装置，被所述夹紧装置夹持；所述拉力装置与所述钢丝绳转轮相连，拉动钢丝绳转轮绕所述中心轴转动，带动所述弯管模旋转；所述推力装置推动管子作直线运动；所述拉力装置与推力装置配合，使穿过所述圆弧形模槽的管子折弯。
在其中一个实施例中，所述导向装置包括导向滑座和设置在导向滑座上的导向滑槽。
在其中一个实施例中，所述夹紧装置包括液压夹紧装置和丝杆夹紧装置。
在其中一个实施例中，所述推力装置包括电气控制柜、油箱、油路集成块、油泵、电动机和组合双油缸，所述电动机枢接油泵通过管路连接油箱和组合双油缸，所述管路中设有溢流阀，用于将所述推力装置的推力速度与所述拉力装置的拉力速度同步。
在其中一个实施例中，所述推力装置还包括底板、间隔设置在底板上的油缸支座固定架、设置在油缸支座固定架上的油缸支座、设置在底板上位于所述油缸支座固定架前端的滚筒支架和设置在滚筒支架上的导向滚筒，所述组合双油缸设置在所述油缸支座上。
在其中一个实施例中，所述拉力装置包括省力滑轮组装置和与省力滑轮组装置相连的卷扬拉力装置，所述省力滑轮组装置包括钢丝绳、主动静滑轮组和副动静滑轮组，所述钢丝绳依次穿过所述主动静滑轮组、钢丝绳转轮、副动静滑轮组与所述卷扬拉力装置相连。
在其中一个实施例中，所述卷扬拉力装置包括拉力电动机、减速机和卷筒装置，所述拉力电动机和减速机枢接卷筒装置拉动所述钢丝绳。
在其中一个实施例中，所述推力装置和所述拉力装置位于所述弯管装置的同一侧。
在其中一个实施例中，所述推力迎还包括模端夹块，所述模端夹块具有直圆弧槽，所述圆弧形模槽由直圆弧槽和与直圆弧槽相连的半圆形圆弧槽组成，所述模端夹块的直圆弧槽与圆弧形模槽的直圆弧槽对合呈圆管状，用于夹持管子。
上述冷弯电力四大管道的方法和系统，没有热弯时过烧等改变材料机械性能的风险，弯管不圆度达6%，弯管外侧壁厚减薄率达8%，满足生产要求，弯管质量好。
附图说明
图1为一实施方式的冷弯电力四大管道的系统的结构示意图；
图2为图1中推力装置的结构示意图；
图3为图1中弯管装置的结构示意图；
图4为图1中弯管模的结构示意图；
图5为图1中拉力装置中省力滑轮组装置的结构示意图；
图6为图1中拉力装置中卷扬拉力装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为与另一个元件“相连”，它可以是直接连通到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
需要说明的是，本发明中的管子为电力四大管道中的任一管子。
一种冷弯电力四大管道的方法，包括以下步骤：
S110、将管子的一端依次穿过弯管模的圆弧形模槽和导向装置，被夹紧装置夹持，弯管模设置在钢丝绳转轮上。
S120、钢丝绳转轮用拉力装置拉动并带动弯管模旋转。
其中，拉力装置包括省力滑轮组装置和与省力滑轮组装置相连的卷扬拉力装置。
钢丝绳转轮用省力滑轮组装置拉动并带动弯管模旋转，省力滑轮组装置的动力端采用卷扬拉力装置，拉动省力滑轮组装置的钢丝绳，钢丝绳缠绕在钢丝绳转轮上，通过摩擦，对钢丝绳转轮施加转矩，钢丝绳转轮对固定在其上的弯管模也施加转矩，从而带动装夹在弯管模上的管子一起旋转，在此过程中，弯管产生塑性变形。
S130、管子的另一端设置推力装置，推动管子作直线运动。
S140、拉力装置与推力装置配合，使穿过圆弧形模槽的管子折弯。
上述冷弯电力四大管道的方法简单、通过将管子装夹在圆弧形模槽内，没有热弯时过烧等改变材料机械性能的风险，弯管不圆度达6%，弯管外侧壁厚减薄率达8%，满足生产要求，弯管质量好。
请参阅图1，为一实施方式的冷弯电力四大管道的系统，包括管子、设置在管子后端的推力装置20、设置在管子前端的弯管装置30和与弯管装置30相连的拉力装置40。
优选的，推力装置20与拉力装置40位于弯管装置30的同一侧。
请参阅图2，推力装置20包括电气控制柜21、油箱22、油路集成块23、油泵24、电动机25和组合双油缸26。
电动机25枢接油泵24通过管路27连接油箱22和组合双油缸26。即电动机25驱动油泵24供油给组合双油缸26产生推力，推动管子运动。
具体的，组合双油缸26推臂前端的推杆头顶住管子的后端，推动管子作直线运动。
管路27中设有溢流阀（图未示），用于将推力装置20的推力速度和拉力装置40的拉力速度同步。
在本实施方式中，推力装置20还包括底板28、间隔设置在底板28上的油缸支座固定架282、设置在油缸支座固定架282上的油缸支座284、设置在底板28上的位于油缸支座固定架282前端的滚筒支架286和设置在滚筒支架286上的导向滚筒288。
其中，组合双油缸26设置在油缸支座284上。
导向滚筒288用于支撑移动中的管子。
请参阅图3，弯管装置30包括导向装置、夹紧装置、中心轴34、套设在中心轴34上的弯管模35和套设在中心轴34上位于弯管模35下方的钢丝绳转轮36。
其中，夹紧装置包括液压夹紧装置32和丝杆夹紧装置33。
弯管模35具有圆弧形模槽。
请参阅图4，弯管模35还包括模端夹块351，该模端夹块351具有直圆弧槽。
圆弧形模槽由直圆弧槽和与直圆弧槽相连的半圆形圆弧槽组成。
模端夹块321的直圆弧槽与圆弧形模槽的直圆弧槽对合呈圆管状，用于夹持管子。
管子依次穿过该圆弧形模槽和导向装置，被夹紧装置夹持。
在本实施方式中，导向装置包括导向滑座312和设置在导向滑座312上的导向滑槽314。
具体的，管子依次穿过上述圆弧形模槽和导向滑槽314，被夹紧装置夹持。
拉力装置40与钢丝绳转轮36相连，拉动钢丝绳转轮36绕中心轴34转动，带动弯管模35旋转。
推力装置20推动管子作直线运动。
请参阅图5~6，拉力装置40包括省力滑轮组装置和与省力滑轮组装置相连的卷扬拉力装置。
在本实施方式中，省力滑轮组装置包括钢丝绳421、主动静滑轮组422和副动静滑轮组423。
钢丝绳421依次穿过主动静滑轮组422、钢丝绳转轮36、副动静滑轮组423与卷扬拉力装置相连。
在本实施方式中，卷扬拉力装置包括拉力电动机441、减速机442和卷筒装置443。
拉力电动机441和减速机442枢接卷筒装置443拉动钢丝绳421。
具体的，拉力电动机441通过一弹性联轴器连接减速机442，减速机442输出端通过两小齿轮啮合大齿轮。卷筒装置443通过轴承座固定在支座上。
上述冷弯电力四大管道的系统，弯管模35与钢丝绳转轮36用插销连成一体，装在中心轴34上，管子10装在弯管模35的圆弧形模槽内，通过导向滑槽314被夹紧装置夹持，组合双油缸26推顶管子，使管子10连同弯管模35绕中心轴34旋转；拉力装置40也同时拉动钢丝绳转轮36与弯管模35一起带动管子绕中心轴34旋转。推力为主、拉力为辅，推、拉力同时产生，使弯管模35带动管子10绕中心轴34旋转运动，管子达到成形目的。
上述冷弯电力四大管道的方法和系统，具有以下有益效果：
（1）提高管材利用率和有利于工程管理：四大管道工厂化加工，在满足设计图技术要求的前提下，工厂工艺技术人员通过精确的分解、排料，利用工厂设备、场地、人员的优势，可以使管材的加工裕量控制在2%以下。弯管因弯曲半径比弯头大，在展开长度来算也节省了材料。对于P92这类管材更有明显的经济效益。同时四大管道工厂化加工更有利于工程现场的管理。
（2）合理布置焊缝位置，降低了焊缝数量：弯头两端需设置焊缝，弯管带有直线段，还可以进行连续弯、立体弯，能使焊缝数量减少50%-80%，节省较大的焊接施工、检验和在役检修费用。
（3）提高管道产品质量：本发明加工一件A335 P92、ID425×129的弯管，冷弯材料不产生表面氧化、没有热弯时过烧等改变材料机械性能的风险，弯管不圆度达6%，技术标准要求小于等于10%；弯管外侧壁厚减薄率达8%，技术标准要求为小于10%-12%。
（4）节省能源消耗、提高生产效率：热弯中、高频加热电能需要较大的功率，弯制速度慢、时间长，还会产生有害气体排放,如：加工一件ID616×35  90° R2080  A335  P92弯管，采用本发明推拉式冷弯技术需要人工4个，时间10分钟，使用功率77kw；采用热弯需要人工4个，时间360分钟，使用功率300kw。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。