[实用新型]防止化学品船特殊管弯曲褶皱的防皱导板装置

说明书

技术领域

本实用新型属于船舶管子加工领域，更具体地说是一种在化学品船特殊管弯制的过程中防止弯曲褶皱的防皱导板装置。

背景技术

目前大多数船厂建造的化学品船，其中高压液压管都为国外进口管。它们有特厚的碳钢管和薄壁的不锈钢管，特别是不锈钢(材料牌号为316L)大口径薄壁管(Ф131×3)，它的相对壁厚为2.2％，其弯制技术难度较大，船厂没有这方面的弯制经验。为了确保这种船只的建造进度与质量，因此把这些特殊管委托国外专业厂弯制，然后运到国内进行安装。这些特殊管委托国外弯制，不但我们要承受昂贵的费用，而且当船只在生产过程中，一旦发生管道改样、管子损坏等问题，则要再次委托国外加工，因而引起更大的费用；同时由于管子的制造运转周期长，对于船只的生产组织极不方便。

如图1所示管子弯曲时的应力，其中：M——管子弯曲力矩，σ1——拉伸应力，σ2——压缩应力，N1、N2——管子压偏力。管子弯曲时，管子弯曲部位的内侧壁为压缩变形而管壁要增厚；外侧管壁产生拉伸变形而管壁要变薄。管子弯曲时管壁内产生的应力大小，常取决于管子相对弯曲半径Rx的大小(Rx＝R/d，R为管子弯曲半径，d为管子的外径)。当相对弯曲半径Rx愈小，则应力愈大。过大的应力，使管子的弯曲部位外侧的管壁拉薄严重，会降低了管子的强度。

弯曲的管子相对壁厚Sx值(Sx＝s/d，s表管子壁厚，d为管子的外径)较小时，当在弯曲过程中，其管子内侧管壁受到压缩变形的稳定性愈小，有时因丧失稳定而产生管壁皱褶。皱褶的管壁，使管子强度下降，严重时会产生管壁裂缝，造成弯曲失败。

由图1中可知，管子规格Ф131×3，弯曲半径R＝3，按常规的弯模进行弯曲时，管子弯曲部位的内侧因受到过大的压缩应力，而且由于相对壁厚Sx＝0.022必然会产生褶皱现象。产生管壁褶皱的主要原因：当管壁受到轴向(沿管子中心方向)压缩力后，由于相对壁厚过小(Sx＝0.022)管壁失去稳定，造成弯曲变形(管壁的褶皱)。如果对管壁加一对侧向压力，则将会提高管壁材料的稳定作用，从而防止管壁的褶皱产生。

一般弯管机中，管子弯曲时产生的反力矩都由侧向导板承受(平衡)。如果管子在弯曲过程中，我们有意地提高侧向导板对管子的压力，这种压力通过弯曲管子的外侧管壁，传递给芯棒对弯曲管子的内侧管壁的压力，如图2所示。这个压力即为管壁上的侧向力，使管子弯曲时提高了管壁的稳定作用达到管壁防褶皱效果。但圆形的弯曲模，只有在管子的起弯点处才有支撑点，才能形成管子壁上的侧向压力。显然这种侧向压力的作用范围较小，虽然能达到一定的防褶皱效果，但对R＝3，Sx＝0.022的薄壁管弯曲而言，还不能达到防褶皱的理想效果。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中管子弯曲防褶皱的不足，提供一种在化学品船特殊管弯制的过程中可以扩大侧向压力的作用范围、防止弯曲褶皱的防皱导板装置。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种防止化学品船特殊管弯曲褶皱的防皱导板装置，包括圆柱曲面、圆弧形的凸形曲面和舌部，其中圆柱曲面内凹且与被弯曲的管子表面接触，圆弧形的凸形曲面与圆柱曲面相邻，凸形曲面与管子的弯模凹槽接触，凸形曲面的圆弧半径与弯模半径相等，防皱导板上的圆柱曲面与圆弧形的凸形曲面的相交处为舌部。

优选的，上述圆柱曲面的圆柱面直径与被弯曲的管子外径相等，凸形曲面与管子的弯模凹槽对应，可与弯模的凹槽贴合，圆柱曲面与凸形曲面相对中心平面对称。

防皱导板上的圆弧形的凸形曲面与管子弯模的凹槽形状对应，相互有良好接触，可贴合在一起，使防皱导板的舌部得到弯模的支撑，使很薄的舌部具有一定的刚性来支撑管子壁产生的侧向压力。管子弯曲时，使管子能顺利地从防皱导板移动(过渡)到弯模的起弯点，并得到连续的侧向压力，因此防皱导板舌部厚度越小越好。

本实用新型的有益效果是：由于防皱导板的支撑作用，使弯管时由侧向导板增加的侧向压力，通过管子及芯棒的传递作用，使弯曲管内侧管壁能均匀地扩大侧向压力的作用范围，把弯曲管内侧管壁的稳定性进一步地提高，从而达到防皱褶效果良好。同时使管子的制造周期大大缩短，从而为降低造船成本和缩短造船周期产生了良好的作用。在高技术船舶上，对于一些低压的管道，选用大口径薄壁管可以减少管材用量，从而减轻船只自重，特别对于那些有色金属管(不锈钢管及高耐腐的有色金属合金管)，更可以带来可观的经济效益。

附图说明

图1：管子弯曲变形时的应力示意图。

M-管子弯曲力矩

σ1-拉伸应力

σ2-压缩应力