錐形管是管路系統(tǒng)的重要管件之一，主要作用有2方面：一方面根據(jù)需要改變管線的方向;另一方面提高管路柔性，通過(guò)彈性或塑性變形減小管路系統(tǒng)中由于熱膨脹等因素產(chǎn)生的力和力矩。錐形管在實(shí)際工作中除承受內(nèi)壓外，還承受彎矩、扭矩和自重等載荷的作用，是管路系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。錐形管應(yīng)力的理論計(jì)算方法中一般將其理想化為均勻壁厚，但是實(shí)際錐形管受制造工藝限制，壁厚具有不均勻性。

　　均勻壁厚錐形管與不均勻壁厚錐形管應(yīng)力分布的整體趨勢(shì)基本一致。為了更深入地分析壁厚不均勻性對(duì)錐形管應(yīng)力分布的影響，將橫截面上的經(jīng)向應(yīng)力與周向應(yīng)力分離為薄膜應(yīng)力、一次彎曲應(yīng)力和二次彎曲應(yīng)力。詳細(xì)的分析中還會(huì)出現(xiàn)泊松應(yīng)力和錐形管曲率變化引起的附加應(yīng)力，由于它們數(shù)值較小，對(duì)錐形管的安全可靠性影響甚微，所以不做分析。均勻壁厚錐形管的經(jīng)向薄膜應(yīng)力由內(nèi)壓產(chǎn)生，從內(nèi)彎側(cè)到外拱側(cè)逐漸減小，較大值位于內(nèi)彎側(cè)，周向薄膜應(yīng)力基本不變。由于壁厚不均勻性的影響，外拱側(cè)壁厚減薄，薄膜應(yīng)力增大。內(nèi)彎側(cè)壁厚增加，薄膜應(yīng)力減小。

　　在壁厚不均勻程度增大的過(guò)程中，錐形管的內(nèi)彎側(cè)經(jīng)向薄膜應(yīng)力逐漸減小，外拱側(cè)逐漸增大。當(dāng)壁厚的不均勻性增大到一定程度時(shí)，較大經(jīng)向薄膜應(yīng)力所在位置會(huì)由內(nèi)彎側(cè)突變到外拱側(cè)。

　　冷錐形管制作是油氣長(zhǎng)輸管道施工中的重要工序之一，主要用于小角度改變管道線路走向，在山地、丘陵等地形復(fù)雜地區(qū)的用量較大。冷錐形管一般是在管道施工現(xiàn)場(chǎng)采用冷錐形管機(jī)制作而成，與熱垠錐形管相比，其制作效率較高、成本較低、應(yīng)用方便。

　　冷錐形管的制作過(guò)程是對(duì)鋼管逐段施加彎曲力矩，使之產(chǎn)生局部塑性變形，逐段的成形角度累加，達(dá)到設(shè)計(jì)彎曲角度。如果彎制工藝控制不好或變形量過(guò)大，可能造成冷錐形管防腐層受損、橢圓度超標(biāo)、內(nèi)弧褶皺、壁厚減薄，以及管體強(qiáng)度、塑性和韌性等力學(xué)性能下降，對(duì)冷錐形管的承載能力、疲勞性能及服役安全性造成不利影響，增加冷錐形管的失效風(fēng)險(xiǎn)。因此，在實(shí)際工程中，需要對(duì)冷錐形管制作工藝參數(shù)及其質(zhì)量性能進(jìn)行嚴(yán)格控制。

　　近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在冷錐形管制作裝備改進(jìn)、冷彎工藝優(yōu)化、質(zhì)量性能評(píng)價(jià)和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)等方面開展了一系列工作，取得了許多成果，為工程應(yīng)用提供了有效的技術(shù)支撐。

　　目前主流的冷錐形管制作裝備為垂直液壓冷錐形管機(jī)，其基本工作原理是通過(guò)合理的支點(diǎn)和受力點(diǎn)施加彎矩，使鋼管發(fā)生塑性變形，從而達(dá)到鋼管冷彎曲的目的。垂直液壓冷錐形管機(jī)的結(jié)構(gòu)類型包括整體式、主機(jī)和動(dòng)力分體式、模塊式等，組成部分包括機(jī)架總成、動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、上模、下模、內(nèi)胎、夾具、卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)、自卸裝置、測(cè)量和顯示系統(tǒng)、牽引及行走裝置等。垂直液壓冷錐形管機(jī)具有占地較小、運(yùn)輸方便、工作效率高、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，目前在國(guó)內(nèi)外管道工程中得到廣泛應(yīng)用。

　　采用垂直液壓冷錐形管機(jī)制作冷錐形管的基本步驟為：后端夾具夾緊鋼管(固定支點(diǎn))，通過(guò)前端下模主油缸的支點(diǎn)(活動(dòng)支點(diǎn))向上運(yùn)動(dòng)，使鋼管沿上模曲線中部(固定支點(diǎn))彎曲變形，再將鋼管按一定的間隔移動(dòng)后重復(fù)彎制過(guò)程，逐段彎制，達(dá)到設(shè)計(jì)的彎曲角度。主要工藝流程為：錐形管機(jī)啟動(dòng)和預(yù)熱，錐形管基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定明臺(tái)芯一頂模基準(zhǔn)點(diǎn)、彎曲間隔基準(zhǔn)點(diǎn)、鋼管水平基準(zhǔn)點(diǎn)、鋼管彎曲基準(zhǔn)點(diǎn))，鋼管彎制，質(zhì)量檢驗(yàn)，標(biāo)識(shí)和裝運(yùn)。