[发明专利]大型弯管弯曲半径检测方法

说明书

本发明涉及弯管加工检测领域，公开了一种大型弯管弯曲半径检测方法。该方法先利用准确性更高的直管段数据确定唯一圆心，计算弯曲段内外腹的侧母线轮廓点到圆心的距离，计算得出均值，进而计算弯管的弯曲半径，可以保证外腹、内腹拟合后的圆弧同心，满足设计计算要求，不受人员、设备因素的影响，不同的人得出的检测结果一致，给产品制造、验收、安装和功能评估带来便利。

技术领域

本发明涉及弯管加工检测领域，尤其是一种大型弯管弯曲半径检测方法。

背景技术

弯管是在弯头的基础上两端或一端带有直管，在管道系统中起改变管路方向的作用。随着核电单堆功率的增加和安全性的日益提高，弯管由于没有直管和弯头之间的焊缝，安全性高、在役检查工作量小，在核岛一回路管路中的使用越来越广泛。在核岛一回路管路中，主管道和波动管单体多采用“大半径、小圆弧”的大型弯管，设计时根据系统要求选择不同的内外径，根据核岛设备布置情况选择不同的弯曲半径和弯曲角度。这里的大型弯管是指DN350及以上的弯管。

核岛一回路弯管的弯曲半径影响弯管和其他设备的相对位置，影响管路的流阻，是设计重点关注的关键参数之一。目前，设备制造标准和技术规范往往仅规定弯曲半径的数值要求，对于“大半径、小圆弧”弯管的弯曲半径，由于弯管弯头不同位置的椭圆度、增厚减薄不同，弯管的弯曲角度、弯曲半径、直段长度规格较多，同时不同企业采用的成形方法不同，由于金属连续性产生的分散效应，直段和弯曲存在过渡区，难以确定起弯、终弯的准确位置，导致大型弯管难以规定弯曲半径的统一检测方法。

在实际执行过程中，各制造企业往往根据自己的检测条件和检测经验进行检测，主要的测量方法包括外腹、内腹圆弧轮廓拟合计算法和标准数模比对法。下面对两种检测方法进行分析。

外腹、内腹圆弧轮廓拟合计算法介绍：

如图1所示，采用本方法检测时，首先采用激光跟踪仪采集弯管直管段外表面数据，模拟直段外圆圆柱并拾取中心特征点；采用激光跟踪仪采集弯曲段外腹、内腹侧母线轮廓线数据，由于检测时无法确定理论起弯、终弯位置，只能根据实物实际情况粗略估计外腹、内腹侧母线轮廓线开始和终了位置。

数据采集后，采用测量分析软件，利用两端直管段外圆数据拟合中心轴向构建平面，此平面既是测量基准面；利用弯曲段外腹、内腹侧母线轮廓线上的点，分别拟合计算内轮廓与外轮廓的圆弧半径R_内、R_外，之后通过(R_内+R_外))/2计算得到弯曲半径具体值。

外腹、内腹圆弧轮廓拟合计算法存在的问题和不足：

1、外腹、内腹圆弧拟合后的圆不同心

如图2所示，利用外腹、内腹侧母线轮廓线上的点分别拟合圆时，两个圆的圆心很可能不重合，在外腹、内腹不同心的情况下通过(R_内+R_外)/2计算弯曲半径，该弯曲半径难以反映实物的真实尺寸。

2、数据采集区域和圆弧实际区域不一致

大型弯管在弯曲成形时，由于金属纤维连续性产生的分散效应，直段和弯曲段存在过渡区，即由弯曲状态过渡到直管状态。采用激光跟踪仪进行数据采集时，难以确定圆弧的起始和终了位置，圆弧数据采集区域和圆弧实际区域不一致。由于圆弧数据采集区域和圆弧实际区域不一致，数据拟合后的弯曲半径难以准确反映实物的弯曲半径。

3、“大半径、小圆弧”弯管圆弧微小变化产生很大的弯曲半径变化

“大半径、小圆弧”弯管圆弧半径和弯曲角度的关系见图3和图4，当圆弧位置发生毫米级的变化时，对应圆心位置发生较大变化，计算的弯曲半径发生很大变化，采用该方法测量，在工程上难以应用。

标准数模比对法介绍：