提起管件我們大家都不陌生，在日常生活中經(jīng)常能夠接觸到，管件的用途范圍非常大，但在我國(guó)體現(xiàn)的差一些，在日本，無論是樣品或資料介紹，管件種類很多，各式各樣。如果要給管件下一個(gè)定義，我認(rèn)為凡是管材經(jīng)過深加工生產(chǎn)的產(chǎn)品都應(yīng)該屬于管件的范疇。日本確實(shí)如此。那么管件既然是管子做原料通過深加工成為一種產(chǎn)品，所以，這種產(chǎn)品具有管子和機(jī)械零件的雙重特性，是二者的結(jié)合。管子是管件所須的原材料，但管件的加工方法很多，只要是機(jī)械加工的方法，它都可以應(yīng)用。管件為什么在國(guó)外發(fā)展如此迅速，我認(rèn)為有兩個(gè)比較突出的優(yōu)點(diǎn)：是可代替部分機(jī)加工產(chǎn)品，而且比機(jī)械加工件、鑄件、鍛造結(jié)構(gòu)件重量輕，節(jié)約材料；二是比機(jī)械加工產(chǎn)品節(jié)省工序、工時(shí)，降低工件成本。日本材料界的資料介紹一種卡車用的連桿機(jī)械加工方法與管件法做過比較，同樣的產(chǎn)品重量用的材料重量就不同了，機(jī)械加工法是10.35kg，而用管件做這個(gè)零件則用9.32kg，節(jié)約了材料；機(jī)械加工的零件單價(jià)為240日元，若用管件則單價(jià)為140日元。所以管件法在價(jià)格上很有優(yōu)勢(shì)，將近降低了50%。從性能上講，管件法要優(yōu)于機(jī)械加工法。

管件種類很多，歸納有以下幾種主要類型:

1．變直徑管件，指管端或管上某一部分直徑減?。?/p>

2．變壁厚的管件，指沿管子長(zhǎng)度方向使壁厚發(fā)生變化；

3．改變斷面的管件，根據(jù)要求，將圓形斷面變?yōu)榉叫巍E圓形、多邊形等等；

4．彎曲管件，我們接觸比較多的，就是將直管變?yōu)椴煌拾霃降膹澒?，如彎頭、彎管等等；

5．帶凸緣和圓緣的管件，前者指管子端部向內(nèi)側(cè)或外側(cè)凸，后者指在管的圓周方向形成隆起的或凹槽的管件；

6．帶卷邊和封底類的管件，增加管端總強(qiáng)度向管的外側(cè)或內(nèi)側(cè)卷邊或?qū)⒐芗瞬糠庾〉墓芗?/p>

7．?dāng)U徑管件，按照要求將管件端部或某部位擴(kuò)大形成各種形狀的管件；

管件的加工方法也有很多種。很多還屬于機(jī)械加工類的范疇，用的多的是沖壓法、鍛壓法、滾輪加工法、滾軋法、鼓脹法、拉伸法、彎曲法、和組合加工法。管件加工是機(jī)加工和金屬壓力加工的有機(jī)結(jié)合。

現(xiàn)舉例說明如下：

鍛壓法：用型鍛機(jī)將管子端部或一部分予以沖伸，使外徑減少，常用型鍛機(jī)有旋轉(zhuǎn)式、連桿式、滾輪式。

沖壓法：在沖床上用帶錐度的芯子將管端擴(kuò)到要求的尺寸和形狀。

滾輪法：在管內(nèi)放置芯子，外周用滾輪推壓，用于圓緣加工。

滾軋法：一般不用芯軸，適合于厚壁管內(nèi)側(cè)圓緣。

彎曲成形法：有三種方法較為常用，一種方法叫伸展法，另一種方法叫沖壓法，第三種是大家較為熟悉的滾輪法，有3－4個(gè)輥，兩個(gè)固定輥，一個(gè)調(diào)整輥，調(diào)整固定輥距，成品管件就是彎曲的。這種方法應(yīng)用的較廣，若生產(chǎn)螺旋管，曲率還可大。

鼓脹法：一種是在管內(nèi)放置橡膠，上方用沖子壓縮，使管子凸出成形；另一種方法是液壓鼓脹成形，在管子中部充入液體，靠液體壓力把管子鼓成所需要的形狀，像我們常用的波紋管的生產(chǎn)大部分用的是這種方法。

總之管件用途廣泛，種類繁多。日本生產(chǎn)方法都是特許的，有的管件生產(chǎn)方法和工藝都申報(bào)了，管件很多，大多是組合加工。我國(guó)的管件加工差距很大，舉個(gè)例子：自行車用的三通四通，在國(guó)外早在四五年就采用鼓脹成形的管頭，而我國(guó)的廠家到現(xiàn)在可能還在用焊接的方法。人們幾乎不認(rèn)識(shí)這種事物，很難接受新事物，即使有，廠家也不一定愿意改變這種工藝。我國(guó)在管件這方面發(fā)展得很慢，比較落后。

下面講一下用于管路連接的管件，如：彎頭、大小頭、三通、管帽、彎管等。這些管件主要用在石油、化工、電力、造船、建筑行業(yè)等領(lǐng)域。比如：室內(nèi)采暖管道有的要異徑連接，有的要轉(zhuǎn)向連接，有的要分流連接，它們分別可采用大小頭（國(guó)外叫異徑管）、彎頭和三通管件。當(dāng)然這些有的是鑄件，有的是由管子做原料通過加工的方法生產(chǎn)。

首先我來介紹彎頭。彎頭現(xiàn)在國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ansib16.9和16.28。該標(biāo)準(zhǔn)的外徑尺寸范圍是1/2″~ 80″，一般24″以內(nèi)的都是用無縫鋼管為原材料，26″到80″的都是用鋼板沖壓以后再焊接。壁厚大可達(dá)60mm，小到1.24mm。鋼種用的多的是碳素鋼（20＃）、合金鋼和不銹鋼，共24個(gè)鋼種。鍋爐上用的crmo鋼像15cr，用量比較大。三通，外徑范圍在2.5″－60″，從26″－60″為焊接三通。壁厚28－60mm。大小頭規(guī)格范圍，常規(guī)上先說大頭規(guī)格，再說小頭規(guī)格，大頭小0.75″，小頭小0.5″，大頭大60″，小頭大48″，20－60″為焊接的，壁厚2.8－4.5mm。

下面我來講一下彎頭的分類方法，按它的曲率半徑來分，可分為長(zhǎng)半徑彎頭和短半徑彎頭。長(zhǎng)半徑彎頭指它的曲率半徑等于1.5倍的管子外徑，即r＝1.5d。短半徑彎頭指它的曲率半徑等于管子外徑，即r＝d。式中的d為彎頭直徑，r為曲率半徑。若按壓力等級(jí)來分，大約有十七種，和美國(guó)的管子標(biāo)準(zhǔn)是相同的，有：sch5s、sch10s、sch10、sch20、sch30、sch40s、std、sch40、sch60、sch80s、xs；sch80、sch100、sch120、sch140、sch160、xxs，其中常用的是std和xs兩種。按彎頭的角度分，有45o彎頭，有90o彎頭和180o彎頭。這樣一來彎頭的種類是很多的，定貨時(shí)定單常采取如下表示方法：如lr　std　90o　8，表示長(zhǎng)半徑，壓力等級(jí)為std，90o的8彎頭；又如，sr　xs　45o　4表示短半徑，壓力等級(jí)為xs，45o的4彎頭。以上為彎頭的大概分類情況。

三通，一般有兩種。三個(gè)口直徑相等的為等直徑三通，兩端直徑相同，但匯流端直徑與其它兩個(gè)直徑不同稱為異徑三通。表示方法如下：對(duì)于等徑三通，比如t3三通則表示外徑是3英寸的等徑三通。對(duì)于異徑三通，比如t4×4×3.5表示同徑為四英寸異徑為3.5英寸的異徑三通。壓力等級(jí)和彎頭的壓力等級(jí)都是一樣的，其規(guī)格范圍也是一樣的。

大小頭，也是這個(gè)分法。大小頭的表示方法是大頭直徑乘以小頭直徑，例如8×6表示大頭直徑是8英寸，小頭直徑是6英寸的大小頭。 管件的技術(shù)要求有以下幾點(diǎn)：

幾何尺寸包括外徑、內(nèi)徑、壁厚。還要求控制曲率半徑。比如半徑長(zhǎng)度為1.5d，那么曲率半徑須在所要求的公差范圍之內(nèi)。由于這些管件大多數(shù)用于焊接，為了提高焊接質(zhì)量，端部都車成坡口，留一定的角度，帶一定的邊，這一項(xiàng)要求也比較嚴(yán)，邊多厚，角度為多少和偏差范圍都有規(guī)定，幾何尺寸上比管件多了很多項(xiàng)。表面質(zhì)量和機(jī)械性能基本和管子是一樣的。為了焊接方便，和被連接的管子的鋼種是相同的。第四，就是所有的管件都要經(jīng)過表面處理，把內(nèi)外表面的氧化鐵皮通過噴丸處理噴掉，再涂上防腐漆。這既是為了出口需要，再者，在國(guó)內(nèi)也是為了方便運(yùn)輸防止銹蝕氧化，都要做這方面的工作。第五，就是對(duì)包裝的要求，對(duì)于小管件，如出口，就需要做木箱，大約1立方米，規(guī)定這種箱子中的彎頭數(shù)量大約不能超過一噸，該標(biāo)準(zhǔn)允許套裝，即大套小，但總重量一般不可超過1噸。對(duì)于大件就要單個(gè)包裝，像24″的就須單個(gè)包裝。另外就是包裝標(biāo)記，標(biāo)記是要注明尺寸、鋼號(hào)、批號(hào)、廠家商標(biāo)。在管件上要打上鋼印，并附有裝箱單和質(zhì)保書等文件。

下面我再談一下管件生產(chǎn)的工藝流程。以彎頭為倒，若做長(zhǎng)半徑彎頭，如用天管公司的管，要先選定規(guī)格，提出管料。擴(kuò)徑率，通過理論計(jì)算，一般擴(kuò)徑率在33%－35%之間，倒推回去。短半徑219mm的一般的擴(kuò)徑率為50%。選好原料后，按彎頭規(guī)格下料，再考慮曲率半徑, 比如，90°的彎頭，通過其曲率可以算出下多長(zhǎng)料可加工出90°的彎頭。通過理論計(jì)算可算出，然后以該長(zhǎng)度為定尺進(jìn)行切斷。把料進(jìn)行熱推制。推制機(jī)大家可能都看過，實(shí)際很簡(jiǎn)單。它是一個(gè)牛角狀芯頭或芯棒，芯棒由細(xì)變粗，推制過程是一個(gè)擴(kuò)徑帶彎曲的過程。后邊有支撐，把下料管段穿入芯棒，后邊有一牌坊架將芯棒固定。中間有一小車，小車有的通過液壓傳動(dòng)，有的通過機(jī)械傳動(dòng)即絲杠傳動(dòng)，然后往前推小車。小車推著管子順著芯棒往前走，芯棒外有一個(gè)感應(yīng)圈，把管子加熱，加熱好，然后小車把管子推下，就加工好一個(gè)。推好后，彎頭要就此熱狀態(tài)下進(jìn)行整形。因?yàn)橛械膹濐^處理不當(dāng)后，就會(huì)扭曲，這是不允許的。另外，推頭后一般都是前端外徑大，要通過整形模進(jìn)行整形。整形模實(shí)際上是一個(gè)壓力機(jī)，要有一套模具，兩個(gè)半圓弧，上下各一個(gè)。整形后的外徑就達(dá)到了成品的尺寸要求了。壁厚就以來料的壁厚進(jìn)行控制。彎頭和管子的壁厚公差都是相同的，均為±12.5%。在推制過程中，正常情況下壁厚不應(yīng)當(dāng)發(fā)生變化，但如果因?yàn)楣ぞ咴?，有的地方?huì)發(fā)生減壁現(xiàn)象，所以一般提料時(shí)，壁厚要加一些余量，如彎頭是8.18mm的壁厚，一般都提8.5mm左右的管子，防止在推制時(shí)由于局部減厚而超差。整好形后，彎頭的外徑、壁厚尺寸都達(dá)到了要求。下面就進(jìn)行精整工序，經(jīng)過噴丸處理，把彎頭內(nèi)外表面的氧化鐵皮去除，把兩端進(jìn)行坡口處理以便于焊接。再經(jīng)過檢查、打鋼字、噴涂漆、包裝等工序后，就可以出廠了。以上是24″以下以無縫鋼管作為原料的彎頭生產(chǎn)方法，超過24″以后即600mm以上的，大彎頭在2.032米~2.80米之間，是用鋼板做的。把鋼板按要求裁成料后，像uoe成型，也是通過沖模沖壓沖成圓形。有兩半然后再拼合、焊接。由于焊縫的存在，所以要進(jìn)行無損探傷。由于有焊接應(yīng)力的存在，所以還要進(jìn)行熱處理。焊接彎頭多了兩道工序：一是探傷，一是熱處理。其他程序相同。

三通的生產(chǎn)工藝也基本是如此。要根據(jù)三通的不同規(guī)格進(jìn)行下料。下料后先要噴砂，要在成形前將表面的氧化鐵皮去除。成形則采用液壓鼓脹法成形。有模具，模具底部平直，上邊有凸緣孔。將管子放入后，管子用液壓缸固定，兩邊充入液體向內(nèi)凸脹，把管擠成凸字形，再把凸起處從適當(dāng)位置切除，也打成坡口。它要經(jīng)過兩次噴丸處理。由于加工過程中，有加工硬化，所以也需要熱處理。管件的生產(chǎn)工藝流程就是這些情況。

需要再說明的是切斷，要求一定采用切管機(jī)，再有鋸床，大一些的規(guī)格就采用火焰切割。無論采用什么方法，一定要保證管端平直、無毛刺、定尺準(zhǔn)確。否則，在推制過程中，管端容易破裂。推制這方面的技術(shù)問題，在于工具設(shè)計(jì)。若設(shè)計(jì)的好，推出來的型比較正，基本符合要求。有的廢品較多，主要是由于工具問題。設(shè)計(jì)主要是憑經(jīng)驗(yàn)。還需要有經(jīng)驗(yàn)的工人不斷修磨，才能投入正常使用。工具很重要。另外，推制現(xiàn)在都采用液壓的推制方法。液壓推制速度可調(diào)。大彎頭與小彎頭的推制速度是不同的，加熱速度也不相同。另外用液壓推制的變形也比較平穩(wěn)?，F(xiàn)在機(jī)械推制的方法已經(jīng)不很多了，加熱也比較重要。老式的加熱采用煤氣爐，把管子加熱，現(xiàn)在都改用中頻加熱。約在70年代以后我國(guó)的這種加熱方式才過關(guān)。這種方法溫度比較好控制，加熱也比較均勻。通過調(diào)節(jié)線圈的個(gè)數(shù)來控制加熱溫度。若是燒咀，就不太好控制。另外推制前要預(yù)熱。芯棒預(yù)熱后再固定管子。中頻加熱技術(shù)的采用對(duì)彎頭生產(chǎn)是很大的進(jìn)步，產(chǎn)量、質(zhì)量都有很大提高。