紫铜黄铜管道安装工艺整理.docx
《紫铜黄铜管道安装工艺整理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《紫铜黄铜管道安装工艺整理.docx（30页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
紫铜黄铜管道安装工艺整理
工程名称
交底部位
工程编号
日期
交底内容：
紫铜、黄铜管道安装
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拉制管、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铜合金。
为了改善黄铜的性能，在合金中添加锡、锰。
铅、锌、磷等元素就成为特殊黄铜。
添加元素的作用简述如下：
2.1.2.1加锡能提高黄铜的强度，并能显著提高其对海水的耐蚀性能，故锡黄铜又称“海军黄铜”；
2.1.2.2加锰能显著提高合金工艺性能、强度和耐腐蚀性；
2.1.2.3加铅改善了切削加工性能和耐腐蚀能，但塑性稍有降低；
2.1.2.4加锌能够提高合金的机械性能和流动性能；.
2.1.2.5加磷能提高合金的韧性、硬度、耐磨性和流动性。
2.1.3铜管的应用。
紫铜管与黄铜管大多数用在制造换热设备上；也常用在深冷装置和化工管道上，仪表的测压管线或传送有压液体管线方面也常采用。
当温度大于250℃时，不宜在压力下使用。
挤制铝青铜管用QAI10-3-1，5及QAI10-4-4牌号的青铜制成，用于机械和航空工业，制造耐磨、耐腐蚀和高强度的管件。
锡青铜管系由QSn4-0.3等牌号锡青铜制成，适用于制造压力表的弹簧管及耐磨管件。
2.1.4铜管的质量：
供安装用的钢管及铜合金管，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。
铜及铜合金管道的外表面缺陷允许度规定如下：
纵向划痕深度如表1-57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%。
2.1.5铜及铜合金管件。
铜及铜合金管件尚无国家通用的标准管件，弯头、三通、异径管等均用管材加工制作。
铜及铜合金管纵向划痕深度规定表1-57
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。
铜管的其它技术要求应符合下列标准：
1.《拉制钢管》（GB1527—79）；
2.《挤制钢管》（GB1528—79）；
3.《拉制钢管》（GB1529—79）；
4.《挤制钢管》（GB1530—79）。
2.1.6常用铜及铜合金焊条。
常用铜及铜合金焊条的牌号及用途表1-58。
铜及铜合金焊条的药皮均为低氢型；焊接电源均为直流。
铜及铜合金焊条的牌号及用途表1-58
焊缝金属
焊条牌号
相当国际型号
焊芯材质
主要成分
抗拉强度
延伸率
主要用途
（%）
（MPa）
（%）
T107
TCu
纯铜
铜>99
冷弯角
≥120°
焊接铜零件，也可用于堆焊耐海水腐蚀的碳钢零件
T227
TCuSnB
锡磷青铜
锡≈8，
磷≤0.3，
铜余量
≥2750
≥20
焊接锡磷青铜、铜、黄铜、铸铁及钢零件；广泛应用于堆焊锡磷铜轴衬、船舶推进器片等
T237
TCuAl
铝锰青铜
铝≈3，
锰≤2，
铜余量
≥3920
≥15
焊接铝青铜及其它铜合金，铜合金与钢的焊接，补焊铸铁件等
2.1.7铜及铜合金焊丝。
用于氧-乙炔焊、氩弧焊、碳弧焊铜及铜合金，其中黄铜焊丝也广泛用于钎焊碳钢、铸铁及硬质含金刀具等。
施焊时，应配用铜气焊溶剂。
铜及铜合金焊丝代号：
HS
×
××
表示同一类型的不同代号
表示铜及铜合金
表示焊丝
铜及铜合金焊丝主要成份、性能及用途见表l-59。
2.1.8气焊用熔剂：
2.1.8.1熔剂的作用：
铜及铜合金焊丝主要成份、性能及用途表1-59
焊丝牌号
相当部标型号
焊丝名称
焊丝主要成份（%）
焊接接头
抗拉强度
焊丝
熔点
母材
（MPa）
（℃）
HS201
SCu-2
特制紫铜焊丝
锡1.1，硅0.4，锰0.4，铜余量
紫铜
≥1960
1050
HS202
SCu-1
低磷铜焊丝
磷0.3，铜余量
紫铜
1470～1770
1060
HS221
SCuZn-3
锡黄铜焊丝
铜60，锡1，硅0.3，锌余量
H62
≥3330
890
HS222
SCuZn-4
铁黄铜焊丝
铜58，锡0.9，硅0.1，铁0.8，锌余量
H62
≥3330
860
HS224
SCuZn-5
硅黄铜焊丝
铜62，硅0.5，锌余量
H62
≥3330
905
焊丝牌号
性能及用途
HS201
焊接工艺性能优良，焊缝成型良好，机械性能较高，抗裂性能好，适用于亚弧焊、氧-乙炔气焊紫铜（纯铜）
HS202
流动性较一般紫铜好，适用于氧-乙炔气焊、亚弧焊紫铜
HS221
流动性能和机械性能均较好，适用于氧-乙炔气焊黄铜和钎焊铜、铜镍合金、灰铸铁和钢，也用于镶嵌硬质合金刀具
HS222
焊时烟雾较小，其它性能、用途与“HS221”同
HS224
能有效地消除气孔，机械性能良好，用途与“HS221”同
注：
焊丝尺寸（mm）；圈状—直径1.2；条状—直径3、4、5、6；长度1000。
a和金属中的氧、硫化合，使金属还原；
b补充有利元素，起到合金作用；
c形成熔渣后覆盖在金属熔池表面上，防止金属继续氧化；
d起保护作用，使焊缝缓慢冷却，改善接头结晶组织。
2.1.8.2铜及铜合金的适用熔剂：
aCJ301铜气焊熔剂。
性能：
熔点约650℃，呈酸性反应，能有效地熔融氧化铜和氧化亚铜；焊接时生成液态熔渣覆盖于焊缝表面，防止金属氧化。
用途：
气焊铜及铜合金件的助熔剂。
b熔剂成份见表l-60。
常用铜焊及铜合金焊溶剂表表1-60
硼酸H3BO3
硼砂Na2B4O7
磷酸氢钠Na2HPO4
碳酸钾K2CO3
氯化钠NaCl
100
—
—
—
—
—
100
—
—
—
50
50
—
—
—
25
75
—
—
—
35
50
15
—
—
—
56
—
22
22
c自制氧焊熔剂见表1-61。
自制氧焊熔剂成份表表1-61
熔剂代号
熔剂成份（%）
应用范围
102
硼酸50，硼砂50
气焊铜及铜合金
104
硼砂35，无水氟化42±2
用银钎料焊铜合金管
CBK
硼酸75，硼砂25
焊接或钎焊铜及铜合金管
CBK-3
硼酸50，无水氟化钾50
用银钎焊青铜及铍青铜
205
氧化钠20，氟化钠12～16，氯化钡20，氯化钾余量
焊接锡青铜
2.1.9阀门：
铜合金闸阀、截止阀及止回阀的结构长度见GB12221—86。
铜及铜合金管道所用的阀门、法兰及垫片，应根据所输送介质的性质、温度、压力来选用。
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。
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齐备，并且已经过图纸会审、设计交底。
2.3.4施工方案已经编制完成，施工人员已签发了“工程任务单”和“限额领料单”。
必要的技术培训已完成。
2.3.5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。
2.3.6施工方案或技术措施中提出的机具等准备工作已经完成。
2.3.7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实验。
如有裂纹需要退火处理，重做实验。
如仍有裂纹，则该批管子需逐根退火、实验，不合格者不得使用。
2.3.8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
→
螺纹连接
→
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
→
补偿器安装
→
阀门安装
→
高压管道安装
→
脱脂
→
试压
→
管道油清洗
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、木锤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。
调直后应将管内的残砂等清理干净。
3.3切割：
3.3.1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。
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-乙炔焰来切割加工。
夹持铜管的台虎钳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熔，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，如采用焦炭加热，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。
3.6法兰连接：
3.6.1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铜法兰连接。
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。
3.6.2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。
3.6.3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。
3.6.4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。
3.6.5活套法兰：
3.6.5.1管道采用活套法兰连接时，有两种结构：
一种是管子翻边（图l-58），另一种是管端焊接焊环。
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。
3.6.5.2铜及铜合金管翻边模具有内模及外模。
内模是一圆锥形的钢模，其外径应与翻过管子内径相等或略小。
外模是两片长颈半法兰如图1-59。
为了消除翻边部分材料的内应力，在管子翻过前，先量出管端翻边宽度见表1-62，然后划好线。
将这段长度用气焊嘴加热至再结晶温度以上，一般为450℃左右。
然后自然冷却或浇水急冷。
待管端冷却后，将内外模套上并固定在工作台上，用手锤敲击翻边或使用压力机。
全部翻转后再敲平锉光，即完成翻边操作。
铜管翻边宽度（mm）表1-62
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
3.6.5.3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。
3.6.6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。
3.7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，紫铜管道的焊接直采用手工钨极氩弧焊；铜合金管道宜采用氧-乙炔焊接。
3.7.1为防止熔液流淌进入管内，焊接时宜采用以下几种形式：
3.7.1.1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l-60。
3.7.1.2同口径铜管对口焊接，可采用加衬焊环的方法焊接。
3.7.2坡口型式：
当设计无明确规定时，对接焊应符合表l-63的规定。
铜及铜合金管、管件坡口型式、尺寸及组对间隙（mm）表1-63
3.7.3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应规定加工管子坡口。
3.7.4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。
经表l-69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l-65。
钝化液的组成及操作条件表1-65
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
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。
3.7.5焊接：
3.7.5.1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。
3.7.5.2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1-68和表1-66。
焊接电流参考表表1-66
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。
3.7.5.3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。
3.7.5.4钨极氩弧焊（详见3.8）。
3.8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。
3.8.1使用焊丝：
紫铜氩弧焊时，使用含脱氧元素的焊丝，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。
3.8.2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。
3.8.3紫铜钨极氩弧焊采用直流正接极性左焊法。
3.8.4操作时，电弧长度保持在3～5mm、8～14mm。
为保证焊缝熔合质量，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。
3.8.5紫铜钨极氩弧焊参数如表1-67。
紫铜极手工氩弧焊参数表1-67
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
6～7
140～180
160～280
250～350
300～400
350～500
6～8
6～10
8～12
10～14
12～16
8
8～10
10～12
10～12
12～14
3.8.6焊接时应注意防止“夹钨”现象和始端裂纹。
可采用引出板或始端焊一段后，稍停，凉一凉再焊。
。
3.9预热和热处理。
除以上各条中提及的要求外：
3.9.1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℃。
3.9.2黄铜氧-乙炔焊，预热宽度以焊口中心为基准，每侧为150mm。
3.9.3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。
3.10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。
3.11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。
3.12阀门安装：
3.12.1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。
3.12.2安装前，必须先对阀门进行强度和严密性实验，不合格的不得进行安装。
阀门实验规定如下：
3.12.2.1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，进行强度和严密性实验。
若有不合格，再抽查20%，如仍有不合格则需逐个检查。
3.12.2.2高、中压阀门和输送有毒（有毒、刷毒物质的规定见国家劳动总局颁发的《压力容器安全监察规程》）及甲、乙类火灾物质（见《建筑设计防火规范》）的阀门均应逐个进行强度和严密性实验。
3.12.2.3阀门的强度和严密性实验应用洁净水进行，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，应用煤油进行实验。
3.12.2.4阀门的强度实验应按下列规定进行：
a公称压力小于或等于32MPa的阀门其实验压力为公称压力的1.5倍；
b公称压力大于或等于32MPa的阀门其实验压力按表1-68；
大于32MPa的阀门强度实验压力表1-68
公称压力（MPa）
40
50
64
80
100
实验压力（MPa）
56
70
90
110
130
c实验时间少于5分钟，壳体、填料无渗漏为合格。
3.12.2.5除蝶阀、止回阀、底阀、节流阀外的阀门，严密性实验一般应以公称压力进行，在不能够确定公称压力时，也可用1.25倍的工作压力进行实验，以阀瓣密封面不漏为合格。
公积压力小于或等于2.5MPa的给水用的铸铁、铸铜闸阀允许有不超过表1-69的渗漏量。
闸阀密封面允许渗漏量表1-69
公称直径
（mm）
渗漏量
（cm3/min）
公称直径
（mm）
渗漏量
（cm3/min）
公称直径
（mm）
渗漏量
（cm3/min）
≤40
0.05
350
2.00
900
25
50～80
0.10
400
3.00
1000
30
100～150
0.20
500
5.00
1200
50
200
0.30
600
10.00
1400
75
250
0.50
700
15.00
≥1600
100
300
1.50
800
20.00
3.12.2.6公称压力小于1
升级会员 