江苏科技大学本科毕业设计（论文）
第一章 绪论
1.1 管加工技术研究背景
国内：武昌造船厂采取先焊后弯等新工艺，逐步建立全船关系计算机三维放样和管子加工流水线及自动化管子加工车间，减少了弯管废品率和各种消耗等。国外：管子加工趋向于自动化流水线技术，自上世界70年代初开始，国内外船厂开始使用管子加工流水线，德国的奥斯得力公司已为世界各有关行业建造了50多条管子加工流水线，应用范围适合所有管子制造行业，其自动化程度可视客户的实际需要而定。美国的JESSE公司为某船厂管子加工车间建立了三条管子加工流水线，分别为小管生产线，中管生产线和大管生产线，所有管子生产活动都是在办公室里用一台PC机控制的，切割和弯曲的数据传动到生产线控制计算机和CNC弯管机控制计算机，这些计算机则将生产线的生产数据反馈到办公室计算。
可以看见,管加工工艺越来越倾向于自动化制造,所以,更有必要对管加工工艺进行总结和研究.存在的问题：国内管子生产工艺仍和国外有一定的差距，加工方面，本身材料的强度和管材有关，也有后期的制造加工工艺有关，弯管的制造工艺以及支管仍然是比较难控制的。
1.2 本课题主要研究内容
本论文主要总结了现在各大船厂的管加工工艺，并且按照船舶管加工工艺的流程分析研究了几种管加工工艺中出现的问题和新技术，比如：弯管，焊接，切割，强度试验，弯管回弹问题的解决等等。用了三种不同的方法确定了支管马鞍线和相贯线的方法：传统计算法，CAD作图分析法，PROE作图分析法。基本确定了船舶管加工整个的工艺流程。
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第二章 管子加工工艺
2.1 各种管子的性能特点
管子是船舶管系中用来输送各种介质的管道。为了使所选用的管子能满足所输送介质的压力，温度和腐蚀性的要求，我们必须对常用的船用管子的材料，性能了解。
2.1.1 钢管
船用钢管主要有无缝钢管，焊接钢管和水，煤气输送钢管三种。
图2-1 钢管
2.1.1.1 无缝钢管 无缝钢管的内外表面不得有裂缝，折叠，分层，结疤，扎折，发纹等缺陷存在。如有上述缺陷则应清除，且被清除部位的壁厚减薄不得超过最小壁厚。无缝钢管具有良好的延伸率和足够的强度，能承受较高的压力，所以应用极为广泛。无缝钢管根据其制造材料的不同，可分为三种。
⑴普通碳素钢管 其常用的牌号有A2，A3，A4等，适用于管壁温度低于250的燃油，滑油，输油，二氧化碳，压缩空气，乏气及给水，消防等管路。
⑵优质碳素钢管 其常有的牌号有10，20等，适用于管壁温度低于435的蒸汽，高压燃气和高压给水等管路。
⑶耐热合金钢管 适用于管壁温度超过435的过热蒸汽管，锅炉管等。耐热合金
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钢管经弯曲，焊接等加工后，都要重新进行热处理。
无缝钢管按制造方法的不同，分成“热轧”和“冷拔”两大类。热轧无缝钢管的规格：外径为32 630mm，壁厚为2.5 7.5mm，长度3 12.5m；冷拔无缝钢管的规格：外径为5 200mm，壁厚为0.25 14mm，长度为1.5 9m。这两类无缝钢管在使用上没有什么区别，无缝钢管的规格尺寸齐全，同一外径有多种不同的壁厚。
常用的船用无缝钢管的规格见表：
表2-1
公称通径 外径×壁厚 公称通径 外径×壁厚 公称通径 外径×壁厚 DN(mm) (mm×mm) DN(mm) (mm×mm) DN(mm) (mm×mm) 10 14×2 40 48×4 125 133×5
15 22×2.5 50 60×4 150 159×6 20 25×3 65 76×4 200 219×6 25 32×3 80 89×4 250 273×8 32 38×3 100 114×5 300 325×8
2.1.1.2 焊接钢管 焊接钢管由钢厂直接提供,它是用热轧或冷拔带钢制成管坯,然后再用电阻焊或高频电流焊焊接而成。焊接钢管的内，外表面不允许存在裂缝，结疤，错位，毛刺，烧伤，压痕和深的滑道等缺陷。但允许存在深度不超过壁厚允许偏差范围内的表面缺陷。如图
图2-2 焊接钢管
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焊接钢管一般用A2，A3，A4或08，10，15，20号钢制造。由于焊接钢管焊缝处的强度比其他部分有所减弱，一般约为无缝钢管的80%，因此，焊接钢管一般只用于工作压力和温度都比较低的管路，如燃油，滑油低压吸入管路，油舱注入，空气，测量管路及加班栏杆，楼梯扶手等。
焊接钢管的规格尺寸很多，常用规格见表：
表2-2
外径 壁厚 外径 壁厚 外径 壁厚 外径 壁厚
10 0.5～1.2 18 0.6～2.0 22 1.0～2.0 27 1.0～2.5 14 0.6～1.6 20 0.6～2.0 25 1.0～2.5 32 1.2～25 38 1.2～2.5 48 1.4～3.5 76 1.4～4.5 114 3.0～5.0 42 1.4～2.5 57 1.4～3.5 89 2.0～4.8 133 3.5～5.0 45 1.4～3.0 60 1.4～3.5 108 3.0～5.0 140 3.5～5.5
焊接钢管和无缝钢管在外观上较难区分，但是其内壁有很大的不同，无缝钢管的内壁非常完整，光滑；焊接钢管则有一条明显的凸起焊缝，我们只要一看或用手一摸就立即能加以区别了。
2.1.1.3 低压流体输送用镀锌焊接钢管 低压流体输送用镀锌焊接钢管建成为镀锌钢管，即原来的水煤气管，其内，外表面质量要求和焊接钢管相同。
低压流体输送用镀锌焊接钢管其管端有带螺纹（圆柱形和锥形）和不带螺纹两种，根据壁厚又有普通管和加厚管两种，船厂主要使用圆柱形螺纹和普通管。由于低压流体输送用镀锌焊接钢管的内外表面镀了一层锌，提高了钢管的防蚀性能，因此适用于低温，低压和腐蚀性较强的水管路。如各种日用水管，卫生水管，舱底水管，低压消防水管，乏汽管及水舱的空气，注入，测量管等。常用规格见表：
表2-3
公称通径 外径 壁厚
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Mm 英寸 （mm） （mm） 15 0.5″ 21.25 2.75 20 0.75″ 26.75 2.75 25 1″ 33.5 3.25 32 1.25″ 42.25 3.25 40 1.5″ 48 3.5 50 2 60 3.5 65 2.5″ 75.5 3.75 80 3″ 88.5 4 100 4″ 114 4 125 5″ 140 4.5 150 6″ 165 4.5
这里，特别要强调指出的相同公称通径的无缝钢管与焊缝钢管的外径是一样的，而与镀锌钢管（水煤气管）的外径大部分是不一样的，如DN20无缝钢管的外径为57mm，DN50(2”)镀锌钢管外径为60mm。这点在选用法兰等连接附件时要特别注意。
2.1.2 有色金属管
船用有色金属管主要有铜管，铝管和双合金管。
2.1.2.1 铜管 日前船用铜管有紫铜管和铜绿铁合金管三类，他们都是拉制或挤制的无缝钢管。铜管的内外表面应光滑，清洁，不应有分层，针孔，裂缝，气泡和绿锈等缺陷。
⑴紫铜管
紫铜管的质地柔软，便于加工，具有很高的塑性和耐蚀性，适用于工作温度不超过200℃和工作压力0.5～1.0Mpa的管路。一般用于压力仪表的传压管，自动仪表的连接管，小直径油管，热交换器的传热管，弦外黑油管，低压压缩空气管，低温蒸汽管，压气机进出气管，冷冻机管机锅炉给水管，放水管等。紫铜管的常用规格见表：
表2-4
外径（mm） 内径（mm）
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
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