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薄壁铜管连接技术,薄壁铜管连接操作工艺

[ 关键词:薄壁铜管连接 发表日期:2016-09-28 10:47:53 ]

  本文讲述薄壁铜管连接技术、薄壁铜管连接操作工艺,并在最后标注出质量标准及应注意的问题。

一、施工准备

1 常用机具

(1)机具:砂轮锯、手电钻、台钻、冲击电钻、直流电焊机、氩弧焊机等。
(2)工具:活扳手、扳手、手锤、錾子、划针、台虎钳、手锯、弯管机、扳边器、手动试 压泵、橡皮锤、调直器、锉刀、氧气瓶、乙炔气瓶、氧气表、压力表、乙炔表、气焊枪、割枪、电焊把线、电焊钳子、克丝钳子、改锥、榔头。
(3)量具:钢卷尺、钢板尺、水平尺、法兰角尺、焊接检验尺、量角规、油标卡尺、线坠、水准仪、经纬仪。

2 作业条件

  与管道有关的土建工程施工完毕,并且已经验收合格,且能保证铜管安装连续进行。与管道连接的设备已找平、找正并固定,二次灌浆已完成。所需图纸、资料和技术文件等已成为齐备,并且已经过图纸会审、设计交底。施工方案已经编制完成。必要的技术培训已完成。管子、阀门、管道附件已按设计要求核对无误,具有合格证及有关资料。清洗及需要脱脂的工作已完成。施 工方案或技术措施中提出的机具等准备工作已经完成。 采用胀口或翻边连接的管子,施工前应每 批抽 1%且不小于两根进行胀口或翻边试验。如有裂纹需要退火处理,重做试验。如仍有裂纹,则 有该批管子需逐根退火、试验,不合格者不得使用。材料、劳动力、机具基本齐全;施工现场符合要求;施工用水、电、道路等可以满足需要,并能保证按计划进行连续施工。

二、操作工艺

  工艺流程:铜管调直→切割→弯管→焊接→钨极氩弧焊→预热和热处理→支架及管道穿墙安装→补偿器安装→阀门安装→高压管道安装→脱脂→试压→管道清洗→消毒

1 铜管调直

  铜管道的调直应先将管内充沙,然后用调直器进行调直;也可将充砂铜管放在平板或 工作台上,并在其上铺放木垫板,再用橡皮锤、木棰或方木沿管身轻轻敲击,逐段调直。调直过程 中注意用力不能过大,不得使管子表面产生锤痕、凹坑、划痕或粗糙的痕迹。设计后勤工作应将管内的残砂等清理干净。

2 切割

  铜管的切割可采用钢锯、砂轮锯,但不得采用氧-乙炔焰切割。铜管坡口加工采用锉刀 或坡口机,但不得采用氧-乙炔焰来切割加工。夹持铜管的台上台下虎钳口两侧应垫以木板衬垫, 以防夹伤管子

3 弯管

  铜管煨弯时尽量不用热煨, 因热煨后管内填充物 (如河沙、 松香等) 不易清除。 一般管径在 100mm 以下者采用冷弯, 弯管机及操作方法与不锈钢的冷弯基相同。 管径在 100mm 以上者采用压制弯头或 焊接弯头。铜弯管的直边长度不应小于管径,且不少于 30mm。弯管的加工还应根据材质、管径和 设计要求等条件来决定。

(1)热煨弯

  先将管内充入无杂质的干细沙,并木锤敲实,然后用木塞堵住两端管口,再在管壁 上画出加热长度的记号,应使弯管的直边长度不小于其管径,且不小于 30mm;用木碳对管身的加 热段进行加热;如采用集炭加热,应在关闭炭炉吹风机的条件下进行,并不断转动管子,使加热均 匀; 当加热至 400~500℃时, 迅速取出管子放在胎具上弯制, 在弯制过程中不得在管身上浇水冷却。 热煨弯后,管内不易清除的河沙可用浓度 15%~20% 的氢氟酸在管内存留 3 小时使其溶蚀,再用 10%~15%的碱中和,以干净的热水落石出冲洗,再在 120%~150%温度下经 3~4 小时烘干。

(2)冷煨弯

  冷煨弯一般用于紫铜管。操作工序的前两道同本条一中的 1 和 2。随后,当加热至 540℃时, 立即取出管子,并对其加热部分浇水,待其冷却后,再放到胎具上弯制。螺纹连接:螺纹连接的螺 纹必须有与焊接钢管的标准螺纹相当的外径,才能得到完整的标准螺纹。但用于高压铜管的螺纹, 必须在车床上加工,按高压管道要求施工。连接时,其螺纹部分须涂以石、甘油作密封填料。当设 计无明确规定时,铜及铜合金管道法兰连接中的垫片一般可采用橡胶石棉垫或铜垫片。

4 焊接

  铜在焊接过程中,有易氧化、易变形、易蒸发(如锌等)、易生成气孔等不良现象,给焊接带来困难。因此焊接铜管时,必须合理选择焊接工艺,正确使用焊具和焊件,严格遵守焊接 操作规程,不断提高操作技术,才能获得优质的焊缝。当设计无明确规定时,紫铜管道的焊接宜采用手工钨极氩弧焊;铜合金管道宜采用氧-乙炔焊接。

为防止熔液流淌进入管内,焊接时宜采用以下几种形式:

(1)管径在 22mm 以下者,采用手动胀口机将管口扩张成承插口插入焊接,或采用套管焊接 (套管长度 L=2~2.5D,D 为管径)。但承口的扩张长度不应小于管径。同口径铜管对口焊接,可采 用加衬焊环的方法焊接。
(2)组对:应达到内壁脊平,内壁错边量不得超过管壁厚度的 10%,且不大于 1mm。不同壁 厚的管子、管件组对可按碳钢管的相敬如宾应规定加工管子坡口。
(3)坡口清理:坡口面及其边缘内外侧不小于 20mm 范围内的表面,应在焊前采用有机动车 溶剂除去油污,采用机械方法或化学方法清洗去除氧化膜,使其露出金属光泽。焊丝使用前也应用 同样方法自理。

5 气焊

  焊丝的直径约等于管壁厚度,可采用一般紫铜丝或 “HS201”(特制紫铜焊丝)、“SH202”(低磷铜焊丝) ;气焊熔剂可采用“CJ301”。焊前,把管端和焊丝清理干净,并用砂纸仔细打磨,使管端不太毛,也不太光。

6 手工电弧焊

(1)铜的导电性强,施焊前要预热(用氧-乙炔预热至 200℃以上),并用较大电流焊接。
(2)铜的线膨胀系数大(比低碳钢约大 50%以上),导热快(比低碳钢约大 8 倍),热影响区大, 凝固时产生的收缩应力较大,因此装配间隙要大些。
(3)根据管材成分和壁厚等因素,要正确选用焊条种类、直径和焊接电流强度。
(4)焊接黄铜时,为了减少在高温下的蒸发和氧化,焊接电流强度应比紫铜小。由于锌蒸发时易使人中毒,应选用在空气流通的地方施焊。
(5)铜在焊接时应采用直流电源反极性接法(工件接负极)。
(6)焊接后趁焊件在热态下,用小平锤敲打焊缝,以消除热应力,使金属组织致密,改善机械性能。

7 钨极氩弧焊:用钨极代替碳弧焊的碳极,并用氩气(惰性气体)保护熔池,以获得高质量的焊接接头。

  使用焊丝:紫铜氩弧焊时,使用含脱氧无素的焊丝,如 HS201、HS202;如使用不含脱氧 元素的焊丝,如 T2 牌号,需要与铜焊熔剂 CJ301 同时使用。

(1)点焊定位:点固焊的焊缝长度要细而长(20~30mm) ,如发现裂纹应铲掉重焊。紫铜钨极 氩弧焊采用直流正接极性左焊法。操作时,电弧长度保持在 3~5mm、8~14mm。对保证焊缝熔合质量, 常采用预热、大电流和高速度进行焊接。壁厚小于 3mm,预热温度为 150~300℃;壁厚大于 3mm, 预热温度为 350~500℃;宽度以焊口中心为基准,每侧不小于 100mm。预热温度不宜太高,否则热 影响区扩大,劳动条件也差。
(2)焊接时应注意防止“夹钨”现象和邕端裂纹。可采用引出板或始端焊一段后,稍停, 凉一凉再焊.黄铜焊接时,其预热温度为:壁厚为 5~15mm 时,为 400~500℃;壁厚大于 15mm 时, 为 550℃。黄铜氧-乙炔焊,预热宽度以焊口中心为基准,每侧为 150mm。黄铜焊接后,焊缝应进行 焊后热处理。焊后热处理温度:消除应力处理为 400~450℃;软化退火处理为 550~600℃。管道焊 接热处理,一般应在焊接后及时进行。
(3)支架及管道穿墙:支架安装应平整牢固,间距和规格应符合规范和设计要求。管道穿过 墙壁及楼板时应加钢套管,套管内填塞麻丝。
(4)补偿器安装:安装铜波形补偿器时,其直管长度不得小于 100mm,其它技术要求按有 关章节要求进行。
(5)阀门安装:

a 安装前,应仔细检查核对型号与规格,是否符合设计要求。检查阀杆和阀盘是否 灵活,有无卡阻和歪斜现象阀盘必须关闭严密。安装前,必须先对阀门进行强度和严密性试验,不 合格的不得进行安装。低压阀门应从每批(同制造厂、同规格、同型号、同时到货)中抽查 10%, 至少一个,进行强度和严密性试验。若有不合格,再抽查 20%,如仍有不合格则需逐个检查。阀门 的强度和严密性试验应用洁净水进行, 当工作介质为轻质石油产品或温度大于 120℃的石油蒸馏产 品的阀门,应用煤油进行试验。

b 阀门的强硬态度度试验应按下列规定进行: a 公称压力小于或等于 32MPa 的阀门其试验压力为公称压力的 1.5 倍; b 试验时间少于 5 分钟,壳体、填料无渗漏为合格。

c 公称压力小于 1MPa,且公称直径大于或等于 600mm 的闸阀可不单位进行水压强硬 态度度和严密性试验。 强度试验在系统试压时按管道系统的试验压力进行, 严密性试验可用色印方 法对闸板密封面进行检查,按合面应连续。对焊阀门的严密性试验单独进行,强度试验一般可在系 统试验时进行。严密性试验不合格的阀门,须解体检查并重作试验。

d 试验合格的阀门, 应及时排尽内部积水, 密封面应涂防锈油 (需脱脂的阀门除外) , 关闭阀门,封闭出入口。高压阀门应填写“阀门试验记录” 。水平管道上的阀门,阀杆宜垂直或向 左右偏 45°,也可水平安装,但不宜向下;垂直管道上阀门阀杆,必须顺着操作巡回线方向安装。

f 阀门安装时应保持关闭状态,并注意阀门的特性及介质流向。阀门与管道连接时, 不得强行拧紧法兰上的连接螺栓;对螺纹连接的阀门,其螺纹应完整无缺,拧紧时宜用扳手卡住阀 门一端的六角体。安装螺纹阀门时,一般应在阀门的出口处加设一个活接头。

g 对具有操作机构和传动装置的阀门, 应在阀门安装好后, 再安装操作机构和传动装置,且在安装前先对它们进行清洗,安装完后还应将它们调整灵活,指示准确。 截止阀的阀体内 腔左右两侧不对称,安装时必须注意流体的流动方向。应使管道中流体由下向上流经阀盘,因为这 样流动的流体阻力小,开启省力,关闭后填料不与介质接触,易于检修。 闸阀不宜倒装。倒装时, 使介质长期存于阀体提升空间,检修也不方便。闸门吊装时,绳索应栓在法兰上,切忽栓在手轮或 阀件上,以防折断阀杆。明杆阀门不能装在地下,以防阀杆锈蚀。止回阀有严格的方向性,安装时 除注意阀体所标介质流动方向外,还须注意下列各点:安装升降式止回阀时应水平安装,以保证阀 盘升降灵活与工作可靠。 摇板式止回阀安装时,应注意介质的流动方向,只要保证摇板的旋转枢 轴呈水平,可半在水平或垂直的管道上。

h 焊接的允许最低环境温度、预热要求,焊后热处理、酸洗、钝化处理、焊缝外观 检查、射线透视和超声波探伤等,均应按照设计和有关规范进行。施焊时,管子两端应堵塞住,不 让管内通风;同时,也不得在有穿堂风或在雨雪侵袭的场所进行焊接。每个焊口都应一次焊完,不 得中断,如不得不中断时,应采取措施,使之缓慢冷却;再次继续焊接时,必须先进行焊口清理, 应在原断弧处 6~10mm 开始引弧。如需预热者,必须重新预热。管道焊接完后,必须按专门规定进行检查。

i 管支架安装:管道支、吊架的安装尺寸和标高应符合设计规定。管道支、吊架的间距应符合设计要求和规范规定。支架安装应平正牢固。支、吊架与管道相接触的部位,必须先进行防腐,然后再按设计规定或温度要求,在管道与支、吊架中间设置木架、软金属垫或橡胶石棉垫等。对于有热位移的管道,吊杆应在位移的反方向按位移值的一半偏离安装,并在管道投入热负荷运行时,再次对其进行检查和调整。

三、质量标准

1 保证项目

(1)管子、部件、焊接材料的型号、规格、质量必须符合设计要求和规范规定。检查方法:检查合格证、验收或试验记录。
(2)阀门的规格、型号和强度、严密性试验及需要作解体检验的阀门,必须符合设计要求和规范规定。
(3)压、气和严密性试验,在规定时间内必须符合设计要求和规范规定。检查方法:按系统检查分段试验记录。按系统全检。
(4)焊缝表面不得有裂纹、烧穿、结瘤和严重的夹渣、气孔等缺陷。有特殊要求的焊口,必须符合规定。 检查方法:用放大镜观察检查。有特殊要求的焊口,检查试验记录。按系统的接口数抽查 10%, 但不少于 5 个。管口翻边表面不得有皱折、裂纹和刮伤等缺陷。 检查方法:观察检查。按系统的接口数抽查 10%,但不少于 5 个。脱脂忌油的管道、部件、附件、垫片和填料等,脱脂后必须符合设计要求或规范规定。检查方法:检查脱脂肪酸记录。按系统全部检查。
(5)弯管表面不得有裂纹、分层、凹坑和过烧等缺陷。检查方法:按系统抽查 10%,但不少于 3 件。
(6)管道系统的清洗、吹洗必须按设计要求和规范规定进行清洗、吹洗。检查方法;检查清洗吹洗记录。按系统全部检查。

2 基本项目

(1)支、吊、托架的安装位置正确、平正、牢固。支架同管子之间应用石棉板、软金属垫 或木垫隔开,且接触紧密。活动支架的活动面与支承面接触良好,移动灵活。吊架的吊杆应垂直,丝扣完整。锈蚀、污垢应清除干净,油漆均匀,无漏涂,附着良好。检查方法:用手拉动和观察检查。按系统内支、吊托架的件数抽查 10%,但不少于 3 件。
(2)管道坡度应符合设计要求和规范规定。检查方法:检查测量记录或用水准仪(水平尺)检查。按系统每 50m 直线管段抽查 2 段,不足 50m 抽查一段。有隔段墙的可以以隔段墙分段。
(3)补偿器安装:Ⅱ型补偿器的两臂应平直,不应扭曲,外圆弧均匀。水平管道安装时,坡度应与管道一致。波形及填料式补偿器安装的方向应正确。 检查方法:观察和用水平尺检查。按系统全部检查。 (4)阀门安装位置、方向应正确,连接牢固、紧密。操作机构灵活、准确。有特殊要求的 阀门应符合有关规定。检查方法:观察和作启示录闭检查或检查调试记录。按系统内阀门的类型各抽查 10%,但均不应少于 2 个。有特殊要求的阀门应全部检查。
(5)法兰连接:对接应紧密、平行、同轴,与管道中心线垂直。螺栓受力应均匀,并露出螺母 2~3,垫片安装正确。松套法兰管口翻边折弯处为圆角,表面无折皱、裂纹和刮伤。

四、成品保护

1 经酸洗或钝化,或者脱脂合格后的管道,安装以前仍应采取有效保护措施。
2 中断施工时,管口一定要作好临时封闭工作;密封安装时,要注意检查管内有无异物。
3 敷设在地沟内的管道,施工前要清理管沟内的渣土、污物;严禁对已安装好的管道踩蹬,并且及时盖好地沟盖板。
4 弯管工作在螺纹加工后进行,应对螺纹密封面采取保护措施。
5 安装在墙上、 混凝土柱上和地沟内的支架, 宜在建筑工程施工时配合预留洞或预埋铁件,不宜任意打洞,以免损坏建筑物。
6 管道在安装时,应防止管道表面被砂石或其它硬物划伤。
7 未交工验收前,施工单位要专门组织成品保护人员,24h 时有人值班。并且要随时关锁施工所在的建筑物。
8 管子、管件在施工中应注意妥善保管,不得混淆和损坏。应避免与碳素钢接触。

五、应注意的质量问题

1 铜管的切割、坡口加工只能用冷加工的方法进行。
2 管子内外表面应光洁、清洁、不应有针孔、裂纹、皱皮、分层、粗糙、拉道、夹渣、气泡等缺陷。黄铜管不得有绿锈和严重脱锌。
3 铜管的随圆度,不应超过外径的允许偏差。管子端部应平整无毛刺。管子内外表面不得 有超过外径和壁厚允许偏差的局部凹坑、划伤、压入物、碰伤等缺陷。
4 翻边连接的铜管,应保持同轴度,其偏差为:DN≤50mm 时,不大于1mm;DN>50mm,不大于2mm。

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