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铜管道安装施工工艺 - 操作工艺

[ 关键词:铜管道安装施工操作工艺 发表日期:2018-04-24 08:31:33 ]

铜管道安装施工操作工艺

一、工艺流程

  铜管调直→切割→弯管→法兰连接→焊接→钨极氩弧焊→预热和热处理→支架及管道穿墙安装→阀门安装→试压

二、铜管调直

1 铜及铜合金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。
2 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。

三、切割

1 铜及铜合金管的切割可采用钢锯、砂轮锯,但不得采用氧-乙炔焰切割。
2 铜及铜合金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。

四、弯管

  铜及铜合金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

(1)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;
(2)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;
(3)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。
(4)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。

五、法兰连接

1 铜及铜合金管道上采用的法兰根据承受的压力不同,可选用不同形式的法兰连接。法兰连接的形式一般有翻边活套法兰、平焊法兰和对焊法兰等,具体选用应按设计要求。一般管道压力在2.5MPa以内采用光滑面铸铜法兰连接;当压力在6.4MPa以内时采用凹凸面铸钢法兰连接。法兰及螺栓材料牌号应根据国家颁布的有关标准选用。公称压力在0.25MPa及6MPa的管道连接,采用铜套翻边活套法兰或铜管翻边活套法兰。

2 与铜管及铜合金管道连接的铜法兰宜采用焊接,焊接方法和质量要求应与钢管道的焊接一致。

3 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 法兰外缘的圆柱面上应打出材料牌号、公称压力和公称通径的印记。例如法兰材料牌号为H62、PN=2.5MPa、DN=100mm,则印记标记为:H6225-100。

5 活套法兰

(1)管道采用活套法兰连接时,有两种结构:一种是管子翻边,另一种是管道焊接焊环。焊环的材质与管材相同。翻边活套法兰及焊环尺寸规格详见化工部及原一机部法兰标准。翻边宽度按表2.

铜管翻边宽度(mm)  表2

公称直径DN 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250
翻边宽度 11 13 16 18 20 24

(2)钢管翻边连接应保持两管同轴,其偏差为:公称直径≤50mm,≯1mm;公称直径>50mm,≯2mm。

6 铜法兰之间的密封垫片一般采用石棉橡胶板或铜垫片,但也可以根据输送介质温度和压力选择其它材质的垫片。

六、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。

1 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,并应迎介质流向。
(2)同口径铜管对口焊接,可采用加衬焊环的方法焊接。

2 坡口型式:当设计无明确规定时,对接焊应符合表3的规定。

铜及铜合金管、管件坡口型式、尺寸及组对间隙(mm) 表3

焊接工艺 序号 坡口名称 尺寸 备注
壁厚 s

间隙 c

钝边 p

坡口角度 d

紫铜钨极氩弧焊 1 I型 <2 0  

2 V型 3~4 0 65°±5°  

3 V型 5~8 0 1~2 65°±5°  

黄铜氧|乙炔焊 1 I型 ≤3  

单面焊
3~6 3~5 双面焊不能两侧同时焊
2 V型 8~12 3~6 0 65°±5°  

3 V型 >6 3~6 ~3 65°±5°  

3 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。

4 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。
铜及铜合金酸洗操作条件见表4。

铜及铜合金酸洗操作条件  表4

配方 溶剂组成 温度(℃) 时间(min)
硫酸10%    水90% 15~30 3~5
磷酸4%   硅配钠0.5%水99.5% 15~30 10~15

注:表内配方Ⅰ不适用于处理青铜及铝青铜。
经表2中所列配方处理的铜及铜合金材料,必须用清水冲洗,再用热水冲洗,并最好经钝化处理。
钝化液的组成及操作条件见表5。

钝化液的组成及操作条件  表5

钝化液组成 操作温度(℃) 时间(min)
硫酸30mL 、铬酸钠90g 、氯化钠1g、 水1L 15~30 2~3

注:经钝化处理的工件,应先用冷水冲洗,后用热水冲洗并烘干。

5 焊接

(1)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。

(2)手工电弧焊:

a 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。
b 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。
c 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。参见表6

焊接电流参考表  表6

对焊接头焊接 搭接接头焊接
管壁厚度(mm) 焊条直径(mm) 电流强度(A) 管壁厚度(mm) 焊条直径(mm) 电流强度(A)
2.5
3
4
5
6
3.2
3.2~4
4
4~5
5~6
130~140
140~200
180~220
200~250
220~280
2.5
3
4
5
6
3.2
3.2
3.2
4
4
110~130
110~140
120~250
160~180
180~200

d 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。
e 铜在焊接时应采用直流电源反极性接法(工件接负极)。
f 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。

(3)钎焊:钎焊强度小。一般焊口采用搭接形式。搭接长度为管壁厚度的6~8倍。管子的公称直径(D)小于25mm时,搭接长度为(1.2~1.5)D(mm)。
钎焊后的管件,必须在8小时内进行清洗,除去残留的熔剂和熔渣。常用煮沸的含10%~15%的明矾水溶液涂刷接头处,然后用水冲洗擦干。

(4)钨极氩弧焊

a 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。
b 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。
c 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。
d 紫铜钨极氩弧焊采用直流正接极性左焊法。
e 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。
f 紫铜钨极氩弧焊参数如表7。

紫铜钨极手工氩弧焊参数  表7

板厚(mm) 钨极直径(mm) 焊丝直径(mm) 焊接电流(A) 氩气流量L/min 喷嘴口径(mm)
<1.5
2.0~3.0
4.5~5.0
6.0~10
>10
2.5
2.5~3.0
4
5
5~6
2
3
3~4
4~5
5~6
140~180
160~280
250~350
300~400
350~500
6~8
6~10
8~10
10~14
12~16
8
8~10
10~12
10~12
12~14

g 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。

七、预热和热处理,除以上各条中提及的要求外:

1 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℃。
2 黄铜氧-乙炔焊,预热宽度以焊口中心为基准,每侧为150mm。
3 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。

八、支架安装

1 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。
2 管道穿过墙壁及楼板时应加钢套管,套管内填塞麻丝

九、阀门安装

1 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。
2 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。
3 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。

十、管道试压

  管道试压可采用液压或气压试验,液压采用水进行试压。当采用水进行液压试验时,按设计压力的1.5倍进行压力试验,严密性试压按设计压力进行。

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