铜管道的施工工艺.docx
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铜管道的施工工艺
铜管道安装施工工艺
1、范围
本工艺标准适用于工作压力为4MPa以下、温度为250~196℃的紫铜管道和工作压力为22MPa以下、温度为120~158℃的黄铜管道的安装工程。
2、施工准备
2.1常用材料:
2.1.1管材:
常用的有紫铜管(工业纯铜)及黄铜管(铜锌合金)按制造方法的不同分为控制管、轧制管和挤制管,一般中、低压管道采用拉制管。
紫铜管常用材料的牌号为:
T2、T3、T4、TUP(脱氧铜);分为软质和硬质两种。
黄铜管常用的材料牌号为:
H62、H68、H85、
HP659-1,分为软质、半硬质和硬质三种。
2.1.2铜管的质量:
供安装用的铜管及铜合金管,表面与内壁均应光洁,无疵孔、裂缝、结疤、尾裂或气孔。
黄铜管不得有绿锈和严重脱锌。
2.1.3铜及铜合金的外表面缺陷允许度规定如下:
纵向划痕深度如表1所示;偏横向的凹入深度或凸出高度不大于0.35mm;瘢疤碰伤、
起泡及凹坑,其深度不超过0.03mm,其面积不超过管子表面积的30%。
用作导管时其面积则不超过管子表面积的0.5%。
铜及铜合金管纵向划痕深度规定表1
壁厚(mm)
纵向划痕深度不大于(mm)
壁厚(mm)
纵向划痕深度不大于(mm)
≤2
0.04
>2
0.05
注:
用于作导管的铜及铜合金管道,不论壁厚大小,纵向划痕深度不应大于0.03mm。
铜管的椭圆度和壁厚的不均匀度,不应超过外圆和壁厚的允许偏差。
2.2常用机具:
2.2.1机具:
砂轮锯、手电钻、台钻、冲击电钻、直流电焊机、氩弧焊机等。
2.2.2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。
2.2.3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。
2.3作业条件:
2.3.1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。
2.3.2与管道连接的设备已找平、找正并固定,二次灌浆已完成。
2.3.3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。
2.3.4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。
2.3.5施工方案或技术措施中提出的机具等准备工作已经完成。
2.3.6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。
2.3.7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。
3、操作工艺
3.1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
3.2铜管调直:
3.2.1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。
3.2.2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
3.3切割:
3.3.1
-乙炔焰来切割加工。
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。
3.3.2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
3.4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。
3.4.1热煨弯:
3.4.1.1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;
3.4.1.2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;
3.4.1.3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。
3.4.1.4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。
3.4.2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。
3.5法兰连接:
3.5.1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。
3.5.2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。
3.5.3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。
3.5.4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。
3.5.5活套法兰:
3.5.5.1管道采用活套法兰连接时,有两种结构:
一种是管子翻边(图1),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.
图1筒管翻边
图2翻边模具a)内模;(b)外模
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
002
50
翻边宽度
11
13
16
18
20
24
3.5.5.2
50mm,≯1mm;公称直
钢管翻边连接应保持两管同轴,其偏差为:
公称直径≤径>50mm,≯2mm。
3.5.6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。
3.6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。
3.6.1为防止熔液流淌进入管内,焊接时宜采用以下几种形式:
3.6.1.1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,并应迎介质流向安装如图
3.6.1.2同口径铜管对口焊接,可采用加衬焊环的方法焊接。
3.6.2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
坡口形式
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°
3.6.3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。
3.6.4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)
Ⅰ
硫酸10%水90%
15~30
3~5
Ⅱ
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。
3.6.5焊接:
3.6.5.1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。
3.6.5.2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
3.2
130~140
2.5
3.2
110~130
3
3.2~4
140~200
3
3.2
110~140
4
4
180~220
4
3.2
120~250
5
4~5
200~250
5
4
160~180
6
5~6
220~280
6
4
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。
3.6.5.3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。
3.6.5.4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
2.5
2
140~180
6~8
8
2.0~3.0
2.5~3.0
3
160~280
6~10
8~10
4.5~5.0
4
3~4
250~350
8~10
10~12
6.0~10
5
4~5
300~400
10~14
10~12
>10
5~6
5~6
350~500
12~16
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。
3.7预热和热处理。
除以上各条中提及的要求外:
3.7.1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℃。
3.7.2黄铜氧-乙炔焊,预热宽度以焊口中心为基准,每侧为150mm。
3.7.3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。
3.8支架安装
3.8.1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。
3.8.2管道穿过墙壁及楼板时应加钢套管,套管内填塞麻丝
3.9阀门安装:
3.9.1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。
3.9.2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。
阀门试验规定如下:
3.9.3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。
3.10管道试压
3.10.1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。
4、质量标准
4.1主控项目:
4.1.1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。
4.1.2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。
检查方法:
检查合格证、验收或试验记录。
4.1.3强度和严密性试验,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。
4.1.4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。
4.1.5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。
4.1.6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。
4.1.7焊缝探伤检查:
黄铜气焊焊缝的射线探伤必须按设计或规范规定的数量检验。
检查方法:
检查探伤记录,必要时可按规定检验的焊口数抽查10%。
4.1.8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。
4.2一般项目:
4.2.1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。
4.2.2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。
4.2.3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。
4.2.4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。
检查方法:
用扳手拧试、观察和用尺检查。
按系统内法兰类型各抽查10%,但不应少于
3处,有特殊要求的法兰应全部检查。
4.3允许偏差项目(表6):
紫铜、黄铜管道安装工程的允许偏差和检验方法表6
项次
项目
允许偏差
检验方法
1
焊口
管壁厚(mm)
≤10
管壁厚的1/3
用尺和样板尺检查
平直度
>10
1mm
2
焊缝加强层
高度
+1mm
用焊接检验尺检查
宽度
+1mm
3
咬肉
深度
<0.5mm
长度
连续长度
10mm
用尺和焊接检验尺检查
总长度(两侧)
小于焊缝长度的25%
4
坐标及
标高
室外
埋地
25mm
检查测量记录或用经纬仪、水准仪(水平尺)直尺拉线和用尺量检查
地沟、架空
15mm
室内
架空
10mm
地沟
15mm
5
水平管道纵
、度
DN≤100mm
0.001
最大20mm
用水平尺、直尺和拉线检查
横方向弯曲
DN>100mm
0.0015
6
立管垂直度
0.002
最大15mm
用尺和水平尺吊线检查
7
成排管段
在同一平面上
5mm
用尺和拉线检查
间距
+5mm
8
交叉
管外壁和保温层
+10mm
用尺检查
9
弯管椭圆率
紫铜
9%
用尺和外卡钳检查
黄铜
8%
10
弯管弯
PN≤10MPa每米
±3mm
用样板和尺检查
曲角度(注3)
最长
±10mm
PN>10MPa
每米
±1.5mm
11
弯管折皱不平度
PN<10MPa
2mm
用尺和外卡钳检查
12
II型补偿器外形尺寸
悬臂长度
10mm
用尺和拉线检查
每米
≤3mm
平直度
全长
≤10mm
13
补偿器预拉伸长度
II形
±10mm
检查预拉伸记录
填料式、波形
±5mm
5、成品保护
5.1经预制合格后的管道,安装以前仍应采取有效保护措施。
5.2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。
5.3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。
5.4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。
5.5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。
5.6管道在安装时,应防止管道表面被砂石或其它硬物划伤。
5.7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。
5.8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。
6、应注意的质量问题
6.1铜管的切割、坡口加工只能用冷加工的方法进行。
6.2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。
6.3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。
6.4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。
7、质量记录
7.1应有材料设备的出厂合格证。
7.2材料设备进场检验记录。
7.3干管的预检记录。
7.4立管预检记录。
7.5管道的单项试压记录。
7.6管道隐蔽检查记录。
7.7系统试压记录。
7.8系统冲洗记录。