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)
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| 壁 厚 (mm)
| 纵向划痕深度不大于 (mm)
|
≤2
| 0.04
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| >2
| 0.05
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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
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| 焊 缝 金 属
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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
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| (%)
| (MPa)
| (%)
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T107 ≥1770
| TCu
| 纯铜
| 铜>99
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| 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
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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
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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
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| ×
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| ××
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| 表示同一类型的不同代号
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| 表示铜及铜合金
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| 表示焊丝
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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
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| 焊丝 熔点
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| 母材
| (MPa)
| (℃)
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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
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HS202
| SCu-1
| 低磷铜焊丝
| 磷0.3,铜余量
| 紫铜
| 1470~1770
| 1060
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HS221
| SCuZn-3
| 锡黄铜焊丝
| 铜60,锡1,硅0.3,锌余量
| H62
| ≥3330
| 890
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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
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HS224
| SCuZn-5
| 硅黄铜焊丝
| 铜62,硅0.5,锌余量
| H62
| ≥3330
| 905
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焊丝牌号
| 性 能 及 用 途
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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)
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HS202
| 流动性较一般紫铜好,适用于氧-乙炔气焊、亚弧焊紫铜
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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
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HS222
| 焊时烟雾较小,其它性能、用途与“HS221”同
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HS224
| 能有效地消除气孔,机械性能良好,用途与“HS221”同
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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:
a CJ301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
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100
| —
| —
| —
| —
|
—
| 100
| —
| —
| —
|
50
| 50
| —
| —
| —
|
25
| 75
| —
| —
| —
|
35
| 50
| 15
| —
| —
|
—
| 56
| —
| 22
| 22
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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
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102
| 硼酸50,硼砂50
| 气焊铜及铜合金
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104
| 硼砂35,无水氟化42±2
| 用银钎料焊铜合金管
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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
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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试验。如有裂纹需要退火处理,重做试验。如仍有裂纹,则该批管子需逐根退火、试验,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
| →
|
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: