暖通空调和制冷工程施工技术的讲义稿Word格式.docx
《暖通空调和制冷工程施工技术的讲义稿Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《暖通空调和制冷工程施工技术的讲义稿Word格式.docx（109页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
四、暖通空调与制冷工程的技术标准和规范
主要有以下数种：
⑴《采暖通风与空气调节制图标准》（GBJ114-88）
⑵《采暖通风与空气调节术语标准》（GB50155-92）
⑶《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）
⑷《冷库设计规范》（GB50072-2001）
⑸《洁净厂房设计规范》（GBJ50073-2001）
⑹《通风与空调工程施工及验收规范》（GB50243-2002）
⑺《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》（GB50274-98）
⑻《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-97）
⑼《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》（GB50275-98）
⑽《机械设备安装工程施工及验收通用规范》（GB50231-98）
⑾《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》（GBJ126-89）
⑿《洁净室施工及验收规范》（GBJ71-90）
⒀《通风与空调工程质量检验评定标准》（GBJ304-88）
⒁《通风管道技术规程》（JGJ141-2004）
第一章常用金属管材及其加工连接
第一节管材与管道附件的通用标准
管道组成及其基本概念：
管道系统一般由管子（管材）和管道附件组成。
管子（管材）是管道系统的主要组成部分。
本节所涉及的管材主要是暖通空调与制冷工程最常用的金属管材。
如钢管、铜管等。
管道附件是管道系统中除管材外的其它组成部分。
管道附件又可分为两类，其一是起控制通断、过滤、补偿位移等作用的，如各类阀门、过滤器、软接头等，通常统称为附件；
另一类则是起管道拐弯、分支、变径、与管材或其它附件连接等作用的，如弯头、三通、变径大小头、活接头、法兰等，这一类中除法兰外通常统称为管件。
一、管材及其附件的公称通径标准
⒈公称通径的概念及其意义
⑴概念。
就是管材或附件的名义称呼直径。
它不一定等于管材或附件的实际内径或外径。
但只要管材与附件的公称通径相同，就可以正常相互连接，反之则不能正常连接。
⑵制订公称通径标准的意义。
就是使管道安装连接时，同规格的管材及其附件具有通用性和互换性，有利于实现生产和选用的标准化。
⒉公称通径的表示方法
⑴国际标准格式。
是在前导符号“DN”（过去我国曾用“Dg”作为公称通径前导符号）后用数字注明公称通径的毫米值。
例如DN65表示公称通径为65mm。
（注：
由于长期以来公称通径标准的称谓难以一致，至今仍有一些人将DN65规格称为“DN70”，对此我们必须明白这两者其实是同一规格。
）工程上常用的公称通径规格，见教材P4表1-1。
⑵英制单位格式（沿用旧俗，不很正规）。
与教材P4表1-1所列常用公称通径规格（从DN15开始到DN600）相对应的英制单位依此是：
"
；
1"
2"
3"
4"
5"
6"
8"
10"
12"
16"
20"
24"
。
二、公称压力、试验压力及工作压力标准
⒈公称压力
⑴公称压力的概念及其意义。
公称压力是指管材或附件在常温条件下足以承受介质压力的允许值，即“许用压力”。
显然公称压力较大的管材或附件，其材质较好或耗材较多，因此制订公称压力标准的意义就是方便合理选材，避免“大材小用”。
⑵公称压力的表示方法。
在前导符号“PN”（我国过去曾用“Pg”作为公称压力前导符号）后用数字注明公称压力的兆帕值。
例如PN1.6表示公称压力为1.6MPa。
工程上常用的公称压力等级有：
PN0.6、PN1.0、PN1.6、PN2.5、PN4.0、PN6.0等。
⒉试验压力
⑴管材的试验压力，是指管材出厂前，厂家为检验其强度和密封性能所做试验的压力值。
通常该试验压力值为公称压力值的1.5～2倍。
也可按以下公式计算取值。
式中：
S—管材壁厚（mm）
[σ]—管材许用应力（MPa）
—管材外径（mm）
⑵管道工程的试验压力，是指管道工程安装完工后，依据国家有关规范进行强度及密闭性试验时必须达到的压力值。
通常管道工程的试验压力大于管道工程的设计压力。
⒊工作压力
⑴管材的工作压力，是指管材在特定温度条件下的“许用压力”。
该工作压力与公称压力的关系，为P工作＝KP公称。
这里系数K通常小于1，与工作温度相关。
⑵管道工程的工作压力，又称管道工程的设计压力，是指管道在使用过程中可能出现的最大压力值。
必须指出，本课程今后提到的试验压力和工作压力，如无特指，则是今后我们从事专业施工技术工作经常遇到的，管道系统的试验压力和工作压力；
而教材P4～P5所指的试验压力和工作压力，则是针对管材和附件的。
三、管道工程分类
⒈分类方法：
管道安装工程分类方法有多种，各专业所关心也不尽相同，主要有：
⑴按介质压力分类：
①低压管道，介质工作压力≤1.6MPa；
②中压管道，1.6MPa＜介质工作压力≤10MPa；
③高压管道，10MPa＜介质工作压力。
⑵按介质温度分类：
①低温管道，介质工作温度≤-40℃；
②常温管道，-40℃＜介质工作温度≤120℃；
③中温管道，120℃＜介质工作温度≤450℃；
④高温管道，450℃＜介质工作温度。
⑶按介质的性质分类：
①一般介质（水、蒸汽、空气等）管道；
②腐蚀性介质管道；
③易燃易爆及可燃介质管道；
④剧毒及有毒介质管道；
…
对于本专业而言：
与空调水系统相关的管道工程大都属于常温低压管道；
而与制冷剂系统相关的管道工程大都属于常温（少量管道可能涉及低温或中温范围）中压管道，对于氨制冷剂管道，还属于可燃及有毒介质管道；
盐水溶液及酒精溶液等载冷剂管道属于腐蚀性介质管道。
⒉管道工程分类的主要目的是：
⑴在各类施工及验收规范中对不同类别（或级别）的管道工程分别明确相应的质量检测及验收标准。
⑵在安装工程预算定额的说明中对不同类别（或级别）的管道工程分别明确套用相应的定额子目。
⑶在为施工企业划分及审核资质等级时，对不同资质等级的施工企业分别明确可以承揽哪些类别（或级别）的管道工程。
四、管螺纹
管螺纹是管道采用丝扣连接形式时的通用标准螺纹。
其构造形式有圆柱形和圆锥形两种，前者适用于非螺纹密封的连接场合（现已不常采用），而后者适用于以螺纹密封的连接场合。
⒈圆柱形管螺纹（GB7307-87）
⑴几何尺寸。
其构造为英制三角（牙形角55°
）螺纹，主要参数如下：
n：
每英吋螺纹牙数。
共有28、19、14、11四种标准牙数，前两种用于管径小于DN15规格，由于工程上常用管材或附件的规格大都在DN15及以上，故为后两种牙数，即每英寸14牙或11牙。
t：
螺距。
t=25.4/n[mm]
H：
理论牙高。
H=（t/2）·
ctg（27.5°
）=0.960491t[mm]
b：
实际牙高。
b=（2/3）H=0.640327t[mm]
d或D：
螺纹大径，即外螺纹的齿顶圆直径或内螺纹的齿根圆直径。
一般比同规格管材的外径略微小些（以便使管材加工螺纹略有加工余量）。
d2或D2：
螺纹中径。
d2=d-b=d-0.640327t[mm]
d1或D1：
螺纹小径，即外螺纹的齿根圆直径或内螺纹的齿顶圆直径。
d1=d-2b=d-1.280654t[mm]
r：
齿顶及齿根圆弧半径。
r=0.137329t[mm]
⑵规格表示方法。
圆柱形管螺纹规格的表示方法，是在前导符号“G”后用数字注明公称通径的英吋值。
例如G
表示公称通径为DN32的圆柱形管螺纹。
⒉圆锥形管螺纹（GB7306-87）
其构造同样是英制三角（牙形角55°
）螺纹，区别是螺纹齿顶连线与螺纹中轴线不平行，成一锥角。
主要参数大多数与圆柱形管螺纹相同，补充说明如下：
d、d1、d2分别表示基面上的螺纹大径、小径和中径。
这里基面是指内、外螺纹连接时，外螺纹上与内螺纹端面（或内螺纹上与外螺纹端面）理论假想的重合断面。
φ：
圆锥半角。
其值由2tgφ=1/16确定，即φ=1°
47′24″。
L1：
自螺纹端面至最后一牙完整螺纹的距离，即加工时必须保证的螺纹有效长度。
L2：
自螺纹端面至基面的距离，即螺纹的理论啮合长度。
圆锥形管螺纹规格的表示方法，是在前导符号“Rc”（表示圆锥管内螺纹）或“R”（表示圆锥管外螺纹）后用数字注明公称通径的英吋值。
例如Rc
表示公称通径为DN32的圆锥管内螺纹，而R
表示公称通径为DN40的圆锥管外螺纹。
有关圆锥形管螺纹的加工尺寸，详见下表：
第二节钢管及其管件
一、常用钢管及其管件
㈠低压流体输送用钢管（又称“水煤气输送钢管”）
⒈管材
⑴材质及外观特征。
①材质为低碳软钢（便于套丝加工），俗称“熟铁”；
②管壁面有一条纵向焊缝；
③根据管材表面是否镀锌，可分为镀锌钢管（俗称“白铁管”）和非镀锌钢管（俗称“黑铁管”）两种类型；
④根据管材壁厚又可分为普通管和加厚管两种系列。
⑵公称压力。
普通管为PN1.0；
加厚管为PN1.6。
⑶连接方式。
通常DN50以下以螺纹连接（丝接）为主，DN50以上以焊接为主。
对于镀锌钢管，如采用焊接方式，应对焊缝进行防腐处理。
⑷规格尺寸及单位长度质量。
采用公称通径表示方法，详见下表。
⒉管件
大都为可锻铸铁材质，表面有镀锌和不镀锌两种，为便于连接作业时有效施力，外表中段做成六角凸台形或设有对称凸棱。
⑵品种及用途。
（按教材P8图1-1逐一简介）
外接头。
又称管箍、束结、内丝接头。
两端口为圆锥管内螺纹（不通丝）或圆柱管内螺纹（通丝），外表设有四条凸棱。
用于直线连接同规格的管材或外螺纹管件。
内接头。
又称外丝接头或简称外丝。
两端口均为圆锥管外螺纹，中段为六角凸台。
用于直线连接同规格的内螺纹管件或阀门。
三通。
三端口均为圆锥管内螺纹，其中一端轴线与另两端轴线垂直。
用于分支连接三根同规格管段。
异径三通。
构造及作用与三通基本相同，只是分支端口规格与主轴端口规格不同。
如分支端口规格较小，则称为中小三通；
反之称为中大三通。
（选用时必须指明）
四通及异径四通。
构造及作用与三通及异径三通基本类似，但无“中小”和“中大”之分。
弯头及异径弯头。
两端口不同轴，其轴线交角有90°
和135°
两种，前者一般无须特指，而后者必须注明为45°
弯头，如两端口规格不同则为异径弯头。
用于管道的拐弯连接处。
锁紧螺母。
又称根母、纳之。
两端口为通丝圆柱管内螺纹，外形很短，为六角凸台。
与其它内螺纹管件配合使用起防松作用。
活接头。
又称由任。
两端口和中间段由三个单件以公制螺纹连接组合成整体，因而便于拆卸。
作用即相当于便于拆卸的外接头。
内外螺丝。
又称补心、内外螺母。
其一端为较大规格的外螺纹接口，另一端为较小规格的内螺纹接口。
用于直线连接较大规格的内螺纹管件与较小规格的管材或外螺纹管件。
异径外接头。
又称异径管箍、异径束结、大小头。
构造及作用与外接头基本相同，区别在于两端口内螺纹规格不同。
管堵。
又称丝堵、闷头。
一端为实心方榫头，另一端为圆锥管外螺纹。
用于堵住同规格的内螺纹管件。
管帽。
又称盖头、管子盖。
构造像封住一端的外接头，作用与管堵类似。
⑶规格表示方法。
对于等径管件，规格表示方法与管材相同。
如DN20、DN32等。
对于异径管件，规格表示方法为DN（大规格）×
DN（小规格）。
如DN50×
DN32。
理论上各种规格组合都有，但当大、小规格较悬殊时（如DN80×
DN15），市场上不常见实物。
㈡无缝钢管
材质大都为优质碳素结构钢（如10#、20#等）或低合金结构钢（如16Mn钢）。
无缝钢管是由实心钢锭轧制而成，故表面无缝。
根据轧制工艺的不同可分为热轧管和冷轧管两种类型。
一般冷轧管的强度和韧性较好些，价格也较高些。
⑵规格表示及常用规格
①无缝钢管一般不用公称通径和公称压力的概念，其规格表示方法是在前导符号“D”或“φ”后用数字注明外径的毫米值，再接“×
”号以及壁厚的毫米值。
例如D89×
4.0表示管材外径为89mm；
壁厚为4.0mm。
②无缝钢管的常用规格见教材P9表1-5。
这里需要补充说明几点：
A表中的“公称直径”栏一般不用于无缝钢管的规格表示，而是作为其对应管道附件的公称通径值（例如外径为57mm的无缝钢管只能与DN50规格的管道附件配套连接）；
B表中某些公称直径对应的无缝钢管外径有两个，其中上一个为市场常见的外径规格，下一个是市场不大常见的外径规格，一般用来加工管螺纹接头；
C表中的“壁厚”栏仅给出相应外径规格的几个代表值，实际上该表不可能列全，一般只要是0.5mm的整数倍，各种壁厚规格通常都有；
D是每米管理论质量还可按钢材密度7850㎏/m3计算求得。
通常以焊接为主，或（焊接）法兰连接，也可（焊接）螺纹接头连接。
⑴材质。
多为优质碳素结构钢（如10#、20#等）或普通碳素结构钢（如Q235等）。
其中①成品管件是由专业厂家以实心钢锭冲压或挤压制成（表面无缝）。
②非成品管件则是由施工企业以钢管或钢板经卷制、焊接、金加工等工艺加工制成。
主要有弯头、三通、异径管接头、外螺纹管接头等等。
与管材连接方式均为焊接。
与管材规格相同。
㈢有缝焊接钢管（卷板钢管）
材质大多为普通碳素结构钢（如Q215、Q235等）或优质碳素结构钢（如10#、20#等）。
电焊钢管是由钢板卷制后再焊接而成，故表面有一条焊缝。
根据卷制电焊工艺的不同可分为①螺旋缝电焊管和②直缝电焊管两种类型。
一般前者在专业厂家生产，大都采用自动焊接，螺旋形焊缝的受力性能又较后者好，因此强度较后者好，价格也较高。
⑵规格表示及常用规格。
规格表示方法与无缝钢管相同。
为了便于卷制，常用外径规格大都在D108以上。
（教材P10表1-6所列规格仅供参考，并不完全。
无专用成品管件，可采用无缝钢管成品管件，也可现场制作弯头、三通、变径等管件。
其规格及表示方法与管材规格相同。
二、钢管的连接
㈠螺纹连接
⒈连接形式。
见教材P11，主要有三种方式。
其中最常用为第3种，即圆锥形管螺纹相互连接，因其密封性最好。
⒉管螺纹加工
⑴手工套（加工）螺纹
以管子绞板（又称绞丝板，见教材P12图1-4）为工具，加工注意事项有：
①绞板及板牙（刀具）应正确选用（见教材P11）。
②板牙安装必须按顺序对号入座，确保4块板牙的径向运动同心。
③转动前卡板确定板牙定位时，可一次对准相应刻度（适用于加工小管径）加工；
也可先留少许加工余量，等第二次加工（适用于加工较大管径）再对准相应刻度。
板牙定位后必须拧紧前卡板压紧螺钉。
④套丝过程中应在板牙上加少量机油以利散热和润滑，转动绞板时注意用力均匀，不得使用爆发力。
⑤管螺纹加工的一般质量要求：
A外观应光滑，无毛刺、裂纹；
B螺纹实际加工长度不得少于前述锥管螺纹标准规定的有效加工长度；
C加工完后，用标准内螺纹管件做手拧紧试验，实际啮合长度不得超过前述锥管螺纹标准规定的理论啮合长度。
⑵机械套螺纹
采用套丝机作为加工设备，加工效率高，精度好。
加工原理与手工套丝一样。
⒊管螺纹连接
⑴连接工具。
主要采用管钳（教材P13图1-6），有时也采用链钳。
⑵接口填料。
主要采用聚四氟乙烯生料带、麻丝铅油等。
⑶连接方法。
①将填料顺时针缠绕在外螺纹端口数圈；
②顺时针将外螺纹拧进内螺纹，当手拧不动时再用管钳加力，注意用力均匀；
③当手感较吃力时，应注意正确的连接方位，争取一次到位，不得因拧过头而回退。
㈡法兰连接
首先将法兰焊接（或采用螺纹等其它连接方式）在管材上，再通过螺栓、螺帽、垫片将两片（又称一副）法兰连接起来。
法兰连接的特点是拆卸方便，密封性好，强度高，但成本也较高。
主要适用于管子与设备、法兰阀门或附件的连接，以及经常需要拆卸处的管材相互连接。
⒈法兰及其种类
法兰的材质多为Q235或20#结构钢，先从钢板上割下毛坯料，再经过机床加工成型。
其零件图样参见教材P8图1-1所示的法兰盘。
①按与管材连接的方式分有平焊法兰、对焊法兰、松套法兰及螺纹法兰。
本专业工程所涉及管道使用最多的是平焊法兰及对焊法兰。
②按密封面形式分有光滑式、凹凸式、榫槽式、梯形槽式等。
本专业工程所涉及管道使用最多的是平台式法兰和榫槽式法兰。
见教材P15图1-11。
一般管道（如空调工程水系统管）常用前者；
而对介质密封要求较高的管道（如制冷剂管道）常用后者。
③按公称压力分有PN0.6、PN1.0、PN1.6、PN2.5、PN4.0等各种系列。
一般空调工程的水系统管道常用PN1.6系列法兰盘；
而制冷剂管道常用PN2.5系列法兰盘。
④公称通径。
有DN15及以上各种规格。
⒉法兰与管材的焊接
与管材的焊接形式见教材P13图1-7、图1-8。
焊接时注意事项有：
①对于平焊式法兰，管材应插入法兰孔约2/3深度。
②焊接前应先点焊，校验管轴线与法兰密封端面基本垂直后再全面施焊，《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-97）规定允许垂直度的偏差为1.5‰。
施工时通常采用校验方法是：
用特制的弯角尺靠紧管壁及法兰密封面，无间隙即认为合格。
③平焊法兰焊接时不仅要焊外圈，还应焊法兰孔内圈，但应注意内圈焊缝高度不超过管壁厚。
⒊法兰与法兰相互连接
⑴垫片选用
法兰垫片呈圆环薄片状，其材质有几种，见教材P15表1-7。
本专业工程主要采用低压或中压橡胶石棉板。
⑵垫片制作与垫入
通常中压法兰阀门或附件会附带成品垫片，而低压管道施工通常要从整块的橡胶石棉板上剪取（制作）法兰垫片。
剪垫片时应注意：
①垫片尺寸应与法兰密封端面尺寸相符，尤其是榫槽式法兰，垫片尺寸应恰好放进凹槽内。
对于平台式法兰用垫片，宜在圆环外延伸出一个“手把”，以便于插入定位。
②对于平台式法兰，插入垫片时应注意不要遮住法兰孔或螺栓孔，摆正后利用预先涂抹的黄油或冷冻油贴附在法兰密封面上。
③每副法兰只能垫1片垫片，不得以增加片数方式增加厚度。
⑶连接螺栓的选用及拧紧
①通常采用初制或半精制六角螺栓，螺栓直径比法兰上螺栓孔直径略小，螺栓长度以拧紧后伸出螺帽约1/2倍直径为宜。
②将所有螺栓从同一方向穿入螺栓孔后，先用手拧紧所有螺帽至拧不动。
③用扳手加力拧紧时，应按对角方向顺序，用力大小应均匀一致。
㈢钢管的焊接
基本概念
焊接工艺主要适用于无缝钢管或有缝电焊钢管（还包括工程塑料管），镀锌钢管不宜焊接。
其原理是通过加热手段使两部分材料熔融合成一个整体。
管道焊接连接的优点是：
强度高、密封性好、接口形式简单、工效高、占用空间少。
缺点是接口不便拆卸。
⒈焊接方式
焊接方式主要有电弧焊和气焊两种，对于钢管应优先采用电焊，气焊通常适用于壁厚在3mm以内的钢管。
气焊还适用于铜管的焊接、铜管与钢管的互焊。
⑴气焊
气焊器材。
主要包括①氧气瓶、乙炔瓶。
均为钢制压力容器，容量约40升。
前者略高，满瓶压力为15PMa；
后者略粗，满瓶压力为1.5PMa。
②氧气减压阀（氧气表）、乙炔减压阀（乙炔表）。
可测量瓶内压力、工作压力，并可调节工作压力。
③射吸式焊炬（焊枪）。
构造类似于教材P22图1-22所示割炬。
皮管连接方法与割炬也相同。
④焊条。
本专业主要涉及：
A、碳钢气焊条，又称焊丝。
适用于薄壁钢管焊接，直径有2mm、3mm等规格，长度不定尺，无外包药皮。
B、铜焊条。
适用于铜管焊接，以及铜管与钢管相互焊接。
本专业常用黄铜焊条或铜银焊条，直径约1mm。
气焊工艺。
①对于钢管通常采用对接焊，无需坡口；
铜管焊口则通常采用承插接口形式，应根据介质流向确定承插方向，采用专用扩管器加工扩口。
②焊接时先对管口预热，待管材透红时将焊条伸入焊口熔化并与母材融为一体。
对于铜焊，焊条应蘸少许硼砂粉作为焊剂。
⑵电弧焊接
①电焊工艺原理。
利用焊条与母材间“弧光放电”产生的高温，将焊条与母材迅速融化、固结在一起，形成高强度的焊缝。
②电弧焊接工艺分类：
按其电弧燃烧条件可分为明弧焊接、埋弧焊接、气体保护焊等；
按其采用的电源设备可分为交流电弧焊、直流电弧焊。
本专业工程目前主要涉及明弧、交流或直流焊，但对制冷工程管道，氩弧焊接是发展趋势。
③电焊设备及器材
焊接电源（电焊机）
交流电焊机。
实际上是交流降压变压器。
通常工作电压约30V，空载电压约60～80V，其工作电流可在较宽范围调节。
输入电源为单
升级会员 