给排水设计 | 管道的加工及连接

对管子进行加工以及连接,这属于安装工程里相当重要的环节,此环节是把工程设计予以转化从而成为工程实体,还是将各个管道设备连接成系统的关键重要过程。

管子调直及切断:

一、管子调直

冷校直,较小管径,弯曲程度不大DN

热校直,较大管径,弯曲程度较大DN>50。

二、管子切断

目的是,按照管路安装所需要的尺寸,以及管路安装所需要的形状,把管子切割成为管段,这又被称作下料。

要求:

a、尺寸准确;

b、切口呈现出平整的态势,不存在裂纹,不存在重皮,不存在毛刺,不存在凹凸,不存在缩口,不存在熔渣,不存在氧化物,也不存在铁屑等情况。

c、切口的断面,跟管子的轴心线相互垂直,存在的倾斜偏差Δ,这一数值不应当大于管子外径的1%,并且不会超过3mm。

方法:手工切断、机械切断。

适用场所:手工切断:小管径切割,施工现场;

机械切断:工厂车间,大直径管子。

常用工具及设备:

1.小型切管机切割:

钢锯:手工现场操作,DN

滚刀切管器,其速度较快,切口比较平直,然而却会产生缩口现象,需要使用纹刀进行刮平,它的劳动强度较低,适用于工地。

砂轮切割机:速度快、切口直、无缩口、噪声大、适合于现场。

2.氧气-乙炔焰切割

适宜用于大口径的管,这种管的直径DN大于100,其具有劳动强度低的特点,对于其割口需要进行磨平操作,它能够发挥切割作用的对象还包括厚度在10至100mm之间的钢板,所需要的气体为氧气以及乙炔气。

3.大型机械切管机切割:

適用於口徑較大的管件切割,並且能完成坡口加工,口徑範圍是DN75至DN600,厚度為δ=12至20mm厚。

4.管子錾切:适用于铸铁管、陶土管和混凝土管。

5.等离子切割:采用等离子切割,速度快、切口小、平直。

气体于电弧高温状况之下,被电离成带负电的电子以及带正电荷的正离子,此等离子体历经热收缩效应以及磁收缩效应,进而转变成为温度高达15000℃的高温且具备高能量的温热气流。

管螺纹加工:

1.管螺纹

管道里用于螺纹连接的所用螺纹称作管螺纹,它跟普通螺栓的螺纹不一样,管螺纹属于英制螺纹,鉴于要确保加工螺纹后管子的强度,故而管螺纹全都采用细牙螺纹。

钢管的外端部要进行螺纹加工,之后拧上带有内螺纹的管件或者阀门,进而组成管道系统,该管道系统被用于DN小于等于65的情形,尤其是用于DN为15至40以及需要定期检修拆卸的场所。

管螺纹:

该形状为圆柱,其螺纹深度相等,并且每一圈螺纹的直径也都相同,然而它的严密性欠佳,不过却有利于对管件内部的螺纹进行加工。

外螺纹呈圆锥形,各圈螺纹直径都不一样,从端部刮板部分开始形成锥台,拧动时越拧越紧,接口严密,钢管的外螺纹全都是圆锥形。

管子螺纹连接:

锥接柱:圆锥到螺纹和圆柱内螺纹连接,就用最多。

柱接柱:管道应用较小,螺栓、螺母常用。

锥接锥,其内部的锥螺纹在进行加工处理的时候呈现出困难的状况,仅仅是被应用在那些对于严密程度有着要求的中高压管道当中,或者存在于有油气管路之中。

2.管螺纹加工

有用于人工的套丝纹板,还有手工进行的套丝,以及电动机械来完成的套丝。扳牙存在着关于顺序的要求,每一套的扳牙能够套两种不同的管径,依据管径来确定扳牙。

机械套丝,电动套丝机套丝用于外螺纹。

车床加工,螺纹车床加工用于内螺纹。

3.管口螺纹的保护

用管箍或塑料管箍起来。

目的:防止在运输途中碰坏螺纹。

如加工后需放置,涂废机油,再加以保护,以防止生锈。

钢管的坡口:

1.坡口的形式:

目的:保证焊接质量,保证焊缝质量,焊缝达到一定熔涤。

国家标准对决定时坡口间距和规格,一般而言,间距是δ的0.35至0.4。

分为:V型、X型、双V型和U型等。

2.坡口加工

高压管道短管的坡口采用车床加工;

长管道的坡口采用移动式坡口加工机加工;

合金钢高压管道尽可能不采用氧气-乙炔焰切割法。

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坡口角度过大:浪费焊条,机械性能不稳。

坡口角度过小:不易焊透。

3.管端坡口的保护

管件制作:

模压弯管:有缝模压弯管、无缝模压弯管;

焊接弯管:适用于管径较大、弯曲管径较小的弯管制作。

热推弯管:能保证壁厚均匀。

那种有着折皱的弯管,是被应用于,公称直径处于100至600mm范围的,且压力不超过2.5MPa的弯管。

三通管制作

挤压三通:复合挤压和正挤压。

焊接三通:弯管型、直角型和平焊口三种。

变径管制作

若是依据标准,要么从外部采购,要么于现场进行制作:制作焊接变径管,制作缩口变径管,制作钢板卷制变径管。

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弯管加工:

质量要求:

弯曲均匀,没有缺陷和折皱。

弯曲任一截面上的最大外径与最小外径差应符合规定。

成型弯管前、后管壁厚度的规范。

管端中心偏差规范。

影响弯管质量的主要因素是弯曲半径R。

分析R值大小的利弊,受力及阻力方面:

R大,阻力小,占空间大,不美观,强度高;

R小,阻力大,占空间小,美观,强度小。

R的取值:1.5~4D。

热煨的机械煨弯时,其R等于3.5D,而冷煨的机械煨弯,R等于4D,冲压弯头R为1.5D,焊接弯头R也是1.5D。

弯管加工方法:

1)手工冷弯法,专用弯管工具。

2)机械冷弯法,电动弯管机。无芯冷弯弯管;有芯冷弯弯管。

3)管子灌砂热煨法。

4)机械热煨弯法,火焰弯管机。

5)冲压弯头:板材压制:有缝弯管,有英制管段,较小。

对,对管段实行压制操作,其中涉及无缝弯管,它存在标准的R,这个R的取值范围是1至1.5D,而且,它要与法兰压力建立匹配关系,具体的压力数值分别是4MPa、64MPa以及80MPa。

优点:一,有着工厂化生产的特点;二,具备劳动强度低这样的特性;三,拥有曲率半径小的情况;四,呈现出价格便宜的品质。

6)焊接弯管,虾米弯。

采用钢管焊接:90°、两节、三节、四节、六节。

管子连接:

钢管连接基本方法:

螺纹连接

DN≤65

焊接

一切管径

法兰连接

阀门和设备连接

一、钢管螺纹连接

钢管外端部加工螺纹,拧上带有内螺纹的管件或阀门,组成管道系统,用于DN≤65,特别是DN15~40及需定期检修拆卸的场所。

(一)管螺纹连接常用工具及填料

1、分别有分张开式以及链条式两种类型的管钳,旧的书籍当中37页的图示所展示的是张开式,而链条式被广泛运用,其所适用的是更大的管径尺度,是在地沟之内进行操作行为时所使用的工具。

我们应当依据不同的管径,来挑选管钳的规格,若小管使用大管钳,会拧坏管件,要是大管使用小管钳,不但拧不紧,还会损坏管钳。

2、填充材料

作用:增加管子接口的严密性、防止锈蚀、便于装卸。

种类:

沾了白铅油(铅丹粉搅拌干性油得到的那种)的麻丝,以及聚四氟乙烯胶带,用在低温水管道上,管道供水温度为95℃,回水温度是55℃。

② 由石墨粉与干性油搅拌而成的黑铅油,以及石棉绳,用于高温水暖管道,该管道的供水温度处于一百一十摄氏度至一百三十摄氏度之间。

③ 黄丹粉拌甘油-氧气管道。

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④ 氧化铅粉拌甘油-氨气管道。

(二)螺纹连接方法

1.短丝连接

2.长丝连接

3.活接头连接

4.根母连接

(三)螺纹安装要求

当进行螺纹安装的时候,应当能够让管端螺纹先是凭借手的力量拧入到被连接的零件之中,达到二至三扣的程度,之后再借助管钳子进一步紧入。

外露螺纹不宜过长,以留有2扣为合适。

连接采用的填料应根据管道输送的介质选择,以达到连接严密性。

弯头连接后,应把挤到外面的油麻填料处理干净。

(四)螺栓的选用

按有关标准规定选择螺栓、螺母。

螺栓长度应大于螺栓直径的一半,并应高出螺母2~5丝。

一般情况下:

PN≤0.6MPa

粗制螺栓

0.6MPa≤PN≤0.6MPa,t≤350℃

半粗制螺栓

2.5MPa≤PN≤20MPa,t>350℃

精制螺栓

二、钢管法兰连接

在大口径管道当中,于高压管路系统里面,阀门以及管道附属设备跟管道的连接,大多采用法兰连接。

连接要求:

1、关于法兰规格,以及承受压力,还有工作温度,包括法兰与管段的焊接形式,此等内容在设计图纸里都应当作出清晰明确的规定;要是设计图纸没有作出清晰明确的规定,那就需要依据法兰标准表来进行选择。

2、法兰中心与管子中心应在一条直线上。

3、法兰密封面与管子中心轴线垂直。

4、安装于两个连接着的部件之上的法兰盘,其上面的螺孔,应当呈现出对应且一致的状态,同一根管两端部位的法兰,其上面的螺孔也要呈现为对应以及一致的情形。

法兰连接特点:结合强度高,严密性好,拆卸安装方便。

法兰组成:法兰盘、螺栓。

法兰材料:钢板、不锈钢板、铸钢、铸铁、塑料。

(一)类型:

有关法兰盘跟管子的连接方式,具体有平焊法兰,还有对焊法兰,以及翻边法兰,另外还有螺纹法兰。

法兰标准是,~5028减去58,SYJ4属于64,JB78至85再减去59,还有减去81。

法兰规格规定:公称压力下各种法兰的结构尺寸

PN小于等于零点二五兆帕,零点六兆帕,一兆帕,一点六兆帕,二点五兆帕,四点零兆帕。

(二)连接方法适用场所

适用钢管的螺纹法兰,适用于铸铁法兰,镀锌管适用钢法兰,用于不同材质的连接。

平焊法兰:应用最广,和管子焊接。

对焊法兰:高压管路上应用,材料为铸钢。

翻边法兰,其应用于这样的场所,即该场所要求法兰盘在活动时便于使二者对齐,它还能够被用于铸铁法兰以及钢管,并且也可被使用钢法兰与有色金属管的连接之处。

(三)法兰连口要求:

盘面之中,最大间隙与最小间隙之间的差值,应当处于规定的范围以内,以此确保法兰面彼此平行,接口压合紧密严实,没有缝隙。

DN↑,间隙↑;Pn↑,间隙↓。

(四)法兰垫片:厚度一般为3~5mm,材质和介质性质参数有关。

橡胶板,可用于水,可用于蒸汽,可用于酸碱液体,其压力范围是PN0.6至1.0MPa,温度不大于120℃,通常在60℃以下。

一种名为石棉橡胶板的东西,它被应用于水,还有蒸汽,以及空气,包括油,甚至煤气等,其适用的压力范围是PN1.6至10MPa,且温度要小于等于450℃。

塑料板,被用于水、空气、酸碱溶液,其PN小于等于0.6MPa ,且小于等于50℃。

要用于高温环境的铜、铝板,是针对高压蒸汽环境的,其对于油的适用范围是PN小于等于20MPa,同时温度要小于等于600℃。

(五)法兰密封面形式

1、光滑式:多用于平焊法兰,常用P≤1.6MPa。

2、凹凸式:多用于对焊法兰,高温高压P≤10.0MPa。

3、榫槽式:用于高温、高压、要求密封严的管道。

三、钢管的焊接

(一)焊接原理及优点

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其原理是,把管子接口的地方以及焊条予以加热,让它们达到熔化的状态,进而使得两个被焊件连接成为一个整体。

分类为,手工电弧焊,氧乙炔气焊,氩弧焊,等离焊,冷压焊,点焊等等。

优点:1、接口牢固紧密δh≥0.85δg。

2、构造简单,管路美观,节省管件。

3、焊口严密不填料,减少维修工作。

4、焊接不受管径限制,速度快,劳动强度低。

(二)焊接方法

1、利用氧、乙炔进行焊接的气焊中,C2H2与O2发生反应使焊接温度处于3100~3300℃ ,以此来实现焊接。

组成:①电石  CaC 加水生成C2H2。

CaC+H2O→C2H2↑+Ca(OH)2+热量

②氧气  纯度98% 压力15MPa钢瓶(天蓝色)

③焊条和所焊钢管成份一致。

④那些乙炔发生器(电石桶)当中的钟罩式乙炔发生器,现如今大多经由替代材料被乙炔气给采用来了。

⑤将氧气瓶及调节器,把15MPa的氧气调节成为0.3至0.5MPa。氧气瓶与乙炔气瓶之间的距离相隔在5米以上。

⑥高压胶管、氧气管2MPa、乙炔气管0.5MPa试压。

⑦焊枪,气体混合,产生火焰,焊接,调节气量可调火焰大小。

用途:管径较小,壁厚较薄时,常用气焊。

2、电焊

按自动化程度可分为:

手工电弧焊:中小壁厚,不便自动焊的工件。

自动焊接:大中径管口,焊缝规整工件。

按电焊机类型:

直流电焊机焊接:电流稳定焊接质量较好,不锈钢焊接。

小电流,薄件,常用于有极性要求情况,是焊接发电机作用,针对合金,针对有色金属。

交流电焊机焊接:电源方便,成本低,一般焊接。

气体保护焊,其中氩弧焊(此氩弧焊是采用氩气来对焊缝实施保护的那种),可用于不锈钢焊接,也能用于合金焊接。

压焊:利用高压将焊件压焊在一起。

点焊:利用电产生高温将焊件点焊在一起。

(三)焊接方式

按其操作位置分为:平焊、立焊、横焊、仰焊。

①平焊:常规焊。

②立焊:应由下向上焊,较细焊条,较小电流。

③仰焊,也就是顶焊,其操作难度较大,得使用细焊条,配以较小电流,采用短电弧,进行间歇焊,而且仰焊电流要比平焊电流小10%至20%。

(四)电气焊选用

快速的,经济的,常用且较原件t≥4mm的电焊,变形小,操作方便。

气焊用于较薄的部件,以及低温管道,当温度t小于等于负30摄氏度时,要防止焊缝出现收缩变形裂纹,对于采暖管道,当公称直径DN小于等于50,厚度δ小于等于3.5时适用。

(五)焊接质量检查

1、进行外观检查,通过肉眼或者放大镜予以观察,查看焊缝处焊肉堆纹的粗细情况,还要检查其厚薄是否均匀,是否整齐,尺寸是不是合乎标准,另外查看焊缝处有没有夹渣、气孔、裂纹,同时查看管子内外表面有没有残渣、弧坑焊瘤。

2、焊缝的无损检验

(1)X光和超声波检验,适合于压力管道。

(2)焊缝渗透试验,大型容器制作。

(3)水压试验,Ps=1.25~1.5Pg,管道工程,整体工程。

3、强度试验

抽查5%进行强度试验,进行位伸、静力弯曲试验。

δh≥0.85δg (MPa)

δh=0.01P/F (MPa)

δh 焊缝拉强度 MPa

δg 工件抗拉强度 MPa

P 拉伸试验破坏力 N

F 焊缝断面积 cm2

存在这样一种弯曲试验方法,当弯曲角达到70℃(气焊的情况)的时候,弯曲面上没有裂缝,此为合格,或者当弯曲角达到100℃(电焊的情况)的时候,弯曲面上没有裂缝,这也为合格。

(六)塑料管的焊接

利用加热将塑料熔化后使塑料管子或管件结合。

划分可得,存在热空气焊接,还有超声焊接,另外有高频焊接,以及感应焊接,并且包括摩擦焊接等等。

建筑设备最常用热空气焊接法。

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