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摘要：弯形钢管式变坡具有外形美观、结构简单、原料节约、受力稳固的特点，是特高压变电所主线柱变坡通常采用的方式，钢管弯形的精度误差直接影响变电所构架的安装，关系到整个工程质量。
关键词： 钢管弯形 模具制作 尺寸控制 减小误差
1 现阶段状况及问题
随着国内多条超高压、特高压线路工程的陆续开工，电力变电所（换流站）的电压等级随之提高，结构越来越复杂，钢管格构式主变的应用越来越广，它的变坡采用弯形钢管式，这不同于电力架空线路钢管塔管管对接、变异法兰的变坡形式，弯形钢管式变坡即不需要进行管管一级焊缝的焊接，也不需要法兰式大量制孔和焊接，安装更方便，外形更美观，但加工精度要求高。
钢管在弯形过程中主要存在弯形角度误差大，弯形不到位，安装时板材与变坡处不吻合等问题，目前这种变坡角度的控制主要采用角度板进行控制，在压制时上下模没有相应的角度余地，操作人员不易控制，在1000kv荆门变电站主线柱加工后，就出现了变坡处连接板孔位对不上的现象。经过对试组装分析确认出钢管弯形变坡处的误差大，使构架部分斜材和断面材难于安装，造成不少变坡钢管返工处理的不良影响。经过这个工程的加工安装后，表明钢管变坡是变电所构架的重中之重，需要改变主线柱变坡钢管制弯方法来提高制弯处精度。
2 改进方案
消除钢管弯形过程中的问题，最主要是控制钢管弯形的角度和板材在变坡处搭焊的精度。利用1000kV淮上线变电所加工任务，对钢管制弯工艺进行合理改进，从上、下模制作入手，改变角度检验的方法，制作大样对尺寸进行精确验证，用整体法搭焊连接板，彻底解决弯形钢管变坡不准确的问题。
2.1模具制作
2.1.1上模制作
根據四柱油压机的额定吨位和安装特点尺寸，钢管制弯上模具采用两管对接的方式，如下图一所示，利用立体放样将两段钢管按照一定的角度组合成一个角度整体，局部分割微调后焊接在一起。
为了使钢管弯形到位，钢管弯形上模具两个连接管子的直径要比实际弯形管子直径大，范围应控制在30-50mm，具体根据钢管的大小进行调整。在进行对接时，钢管要按一定的角度进行对接，这个角度就是实际钢管弯形角度，考虑到钢管在弯形过程中有一定的弹性，故在制作时，对接的角度要比实际的角度要大3-5度，避免上模角度小挡住钢管无法达到所需角度。钢管对接进行焊接，钢管对接处的内模平焊，焊缝处要打磨平整见图二。
钢管对接后进行上模分割，应考虑实际弯形过程中，钢管弯形处的椭圆度，因此在分割时，上模的高度要比对接管子一半小30-50mm。
上模钢管对接分割合格后，焊在符合油压机尺寸的模板上，制作完成后的整体见图三。
2.1.2下模制作
下模制作主要采取是滚动式模具，在弯形过程中，钢管两端头要随着弯形处角度变化而变动，考虑钢管两端头的椭圆度和刮痕的深度，钢管移动只能通过滚动来实现见图四。在制作下模具时，要根据所弯形的钢管管径进行制作，一般在模具制作管径要比实际大20-30mm，以免管径误差造成模具较小，造成管壁刮痕。下模合格后按照设备要求进行下模制作见图五。
2.2尺寸控制
钢管弯形尺寸在弯形过程中是很难控制，离弯形处越近，钢管尺寸越难控制。变坡弯形处较短端离上模较近，因受压力较大，较短端头由于压力作用产生变形较大，因此钢管弯形短端头的椭圆度比较难以控制，通常我们通过加长弯形处较短端端头长度来控制椭圆度，一般较短端端头加长到3m，然后弯形合格后将按图纸尺寸进行下料。为能保证弯形处较短端端头长度在弯形前我们要做好弯形点的标记，如用样冲做标记，通过弯形点来测量两端尺寸。
弯形角度控制通过管子两端中心线之间的夹角来确定弯形角度见图六。在测量这个角度时，我们尽量选择离弯形点较远的距离，避免因椭圆度影响弯形角度。
2.3尺寸核对
钢管弯形尺寸核对主要是通过水平面放大样来检验弯形尺寸见图七所示，在弯形过程中，实际弯形处是圆弧，而理论弯形处是楞边，所以在大样检
验过程中弯形处造成实际与理论在弯形处不一致（图上蓝色靠山位置），但其他位置必须保证与理论靠山一致，否则对其进行校正，直至符合要求。
2.4搭焊精度控制
钢管在弯形处很难达到理想状况，在搭焊联接板若按常规方法进行搭焊很难达到安装要求，故为能钢管弯形处连接板加工精度，要对此处联接板进行1：1放大样进行加工见图八，放大样精度及要求按常规人工放大样作业程序、方法和要求。
弯形处连接板下料不能按照放样人员放样图形进行下料，一般增大弯形处焊接板材增宽20mm，在大样上进行修割达到所需要的实际尺寸，孔到管子的尺寸与图纸上理想标注孔到管子的尺寸不一致，此时要以实际大样尺寸为准。
3 加工要点和注意事项
钢管制弯技术是在总结了几次加工经验得来的，除了反复地观察和效验，在压制过程中还应注意一下几个方面：
（1）上模具对接角度必须要比实际钢管弯形角度大。
（2）上模具高度一定要比弯形钢管直径略小。
（3）上模具对接处的焊缝必须磨平，以免产生弯形处有凸凹缺陷。
（4）钢管两端端头尺寸必须保证在2500mm以上，否则可能造成端头椭圆度严重超标。
（5）在尺寸校正时，弯形处两侧不符合理论值长度不能超过弯形上模具的长度。
（6）弯形处连接板的下料，务必要加大焊接边，否则将在弯形处产生搭焊间隙，严重影响焊接质量。
（7）弯形处连接板的控制尺寸，一定要以大样上尺寸为准。
（8）本钢管弯形模具适应范围较狭窄，只适合弯形度数8°以内、钢管直径Ф450mm内的钢管弯形。
4 结束语
本次弯形钢管变坡控制方法已成功运用在1000kv淮南变电站，经过验证这种方法是目前控制方法中较为成熟的工艺，已取得较高的成效，从工艺上简单可行，从外观上满足要求，结构上保证了加工精度。■
作者简介：陈会，男，29岁，毕业于安徽农业大学机械设计制造及其自动化专业，本科学历， 目前任安徽宏源铁塔有限公司二车间技术员，从事于变电钢管类铁塔工程技术工作。
关键词： 钢管弯形 模具制作 尺寸控制 减小误差
1 现阶段状况及问题
随着国内多条超高压、特高压线路工程的陆续开工，电力变电所（换流站）的电压等级随之提高，结构越来越复杂，钢管格构式主变的应用越来越广，它的变坡采用弯形钢管式，这不同于电力架空线路钢管塔管管对接、变异法兰的变坡形式，弯形钢管式变坡即不需要进行管管一级焊缝的焊接，也不需要法兰式大量制孔和焊接，安装更方便，外形更美观，但加工精度要求高。
钢管在弯形过程中主要存在弯形角度误差大，弯形不到位，安装时板材与变坡处不吻合等问题，目前这种变坡角度的控制主要采用角度板进行控制，在压制时上下模没有相应的角度余地，操作人员不易控制，在1000kv荆门变电站主线柱加工后，就出现了变坡处连接板孔位对不上的现象。经过对试组装分析确认出钢管弯形变坡处的误差大，使构架部分斜材和断面材难于安装，造成不少变坡钢管返工处理的不良影响。经过这个工程的加工安装后，表明钢管变坡是变电所构架的重中之重，需要改变主线柱变坡钢管制弯方法来提高制弯处精度。
2 改进方案
消除钢管弯形过程中的问题，最主要是控制钢管弯形的角度和板材在变坡处搭焊的精度。利用1000kV淮上线变电所加工任务，对钢管制弯工艺进行合理改进，从上、下模制作入手，改变角度检验的方法，制作大样对尺寸进行精确验证，用整体法搭焊连接板，彻底解决弯形钢管变坡不准确的问题。
2.1模具制作
2.1.1上模制作
根據四柱油压机的额定吨位和安装特点尺寸，钢管制弯上模具采用两管对接的方式，如下图一所示，利用立体放样将两段钢管按照一定的角度组合成一个角度整体，局部分割微调后焊接在一起。
为了使钢管弯形到位，钢管弯形上模具两个连接管子的直径要比实际弯形管子直径大，范围应控制在30-50mm，具体根据钢管的大小进行调整。在进行对接时，钢管要按一定的角度进行对接，这个角度就是实际钢管弯形角度，考虑到钢管在弯形过程中有一定的弹性，故在制作时，对接的角度要比实际的角度要大3-5度，避免上模角度小挡住钢管无法达到所需角度。钢管对接进行焊接，钢管对接处的内模平焊，焊缝处要打磨平整见图二。
钢管对接后进行上模分割，应考虑实际弯形过程中，钢管弯形处的椭圆度，因此在分割时，上模的高度要比对接管子一半小30-50mm。
上模钢管对接分割合格后，焊在符合油压机尺寸的模板上，制作完成后的整体见图三。
2.1.2下模制作
下模制作主要采取是滚动式模具，在弯形过程中，钢管两端头要随着弯形处角度变化而变动，考虑钢管两端头的椭圆度和刮痕的深度，钢管移动只能通过滚动来实现见图四。在制作下模具时，要根据所弯形的钢管管径进行制作，一般在模具制作管径要比实际大20-30mm，以免管径误差造成模具较小，造成管壁刮痕。下模合格后按照设备要求进行下模制作见图五。
2.2尺寸控制
钢管弯形尺寸在弯形过程中是很难控制，离弯形处越近，钢管尺寸越难控制。变坡弯形处较短端离上模较近，因受压力较大，较短端头由于压力作用产生变形较大，因此钢管弯形短端头的椭圆度比较难以控制，通常我们通过加长弯形处较短端端头长度来控制椭圆度，一般较短端端头加长到3m，然后弯形合格后将按图纸尺寸进行下料。为能保证弯形处较短端端头长度在弯形前我们要做好弯形点的标记，如用样冲做标记，通过弯形点来测量两端尺寸。
弯形角度控制通过管子两端中心线之间的夹角来确定弯形角度见图六。在测量这个角度时，我们尽量选择离弯形点较远的距离，避免因椭圆度影响弯形角度。
2.3尺寸核对
钢管弯形尺寸核对主要是通过水平面放大样来检验弯形尺寸见图七所示，在弯形过程中，实际弯形处是圆弧，而理论弯形处是楞边，所以在大样检
验过程中弯形处造成实际与理论在弯形处不一致（图上蓝色靠山位置），但其他位置必须保证与理论靠山一致，否则对其进行校正，直至符合要求。
2.4搭焊精度控制
钢管在弯形处很难达到理想状况，在搭焊联接板若按常规方法进行搭焊很难达到安装要求，故为能钢管弯形处连接板加工精度，要对此处联接板进行1：1放大样进行加工见图八，放大样精度及要求按常规人工放大样作业程序、方法和要求。
弯形处连接板下料不能按照放样人员放样图形进行下料，一般增大弯形处焊接板材增宽20mm，在大样上进行修割达到所需要的实际尺寸，孔到管子的尺寸与图纸上理想标注孔到管子的尺寸不一致，此时要以实际大样尺寸为准。
3 加工要点和注意事项
钢管制弯技术是在总结了几次加工经验得来的，除了反复地观察和效验，在压制过程中还应注意一下几个方面：
（1）上模具对接角度必须要比实际钢管弯形角度大。
（2）上模具高度一定要比弯形钢管直径略小。
（3）上模具对接处的焊缝必须磨平，以免产生弯形处有凸凹缺陷。
（4）钢管两端端头尺寸必须保证在2500mm以上，否则可能造成端头椭圆度严重超标。
（5）在尺寸校正时，弯形处两侧不符合理论值长度不能超过弯形上模具的长度。
（6）弯形处连接板的下料，务必要加大焊接边，否则将在弯形处产生搭焊间隙，严重影响焊接质量。
（7）弯形处连接板的控制尺寸，一定要以大样上尺寸为准。
（8）本钢管弯形模具适应范围较狭窄，只适合弯形度数8°以内、钢管直径Ф450mm内的钢管弯形。
4 结束语
本次弯形钢管变坡控制方法已成功运用在1000kv淮南变电站，经过验证这种方法是目前控制方法中较为成熟的工艺，已取得较高的成效，从工艺上简单可行，从外观上满足要求，结构上保证了加工精度。■
作者简介：陈会，男，29岁，毕业于安徽农业大学机械设计制造及其自动化专业，本科学历， 目前任安徽宏源铁塔有限公司二车间技术员，从事于变电钢管类铁塔工程技术工作。