第二章 管子的加工與連接

1、第二章管子的加工及連接 管道的組成:管子、配件、附件 管道加工主要包括：調直、切斷、套絲、煨彎、及制作異型管。 管道連接方法：螺紋連接，焊接，法蘭連接、溝槽連接、承插式連接、熱熔連接、卡套連接、卡壓連接。HOME2 管子加工與連接2-1管子調直與切割2-2 管螺紋加工2-3 鋼管坡口2-4 鋼管管件制作2-5 彎管加工2-6 管子連接HOME 2-1管子調直與切割 2-1-1 管子調直 校正因裝運堆放不當引起的彎曲1.管子彎曲檢查方法: 目測法滾動法2.調直方法: (1)冷調法 (2)熱調法HOME2-1-2 管子切割 把管子切割成所需長度 要求：長度準確、切口平齊,無毛刺、 縮口等缺陷。常用

2、切斷方法: 1.小型機具切割 (1)手工鋼鋸切割 鋸條L=300,有粗、細牙之分，粗牙切割速度快但易斷齒。鋸齒應向前安裝。特點:靈活方便,但費力,工效低。用于小管徑。操作時不應用力下壓且鋸到底HOME手工鋼鋸(2)機械切割往復鋸：用于d220mm的金屬管、塑料管切割。圓盤鋸：用于有色金屬管、塑料管切割(3)滾刀切管器切割:用管割刀把管子切斷管子割刀特點:速度快、切速度快、切口平直口平直, ,但易但易產生縮口，產生縮口，需用絞刀擴口需用絞刀擴口, ,用于用于DN100DN100的管子切斷的管子切斷(4)砂輪切割機切割用高速旋轉的砂輪片把管子切斷用高速旋轉的砂輪片把管子切斷特點：速度快、切口平直速

3、度快、切口平直, ,不產生縮口不產生縮口適用范圍:多種管材、型鋼多種管材、型鋼注注: :砂輪片砂輪片不可猛力不可猛力下壓下壓, ,以免以免破碎傷人破碎傷人砂輪切割機適用于DN100的管子,切割后應清除熔渣和表面氧化層。2.氣割: 用氧-乙炔焰熔化金屬,再吹除熔渣的切割方法,分為手工與半自動和自動切割等三種。3.大型機械切管機可同時切管、坡口見圖2-92-10。4.管子鏨切(圖2-11)5.等離子切割適用于不銹鋼管鑄鐵管銅鋁管等。6.水切割2-2 管螺紋加工 2-2-1管螺紋 管螺紋種類:管端為錐型螺紋,管件一般為柱型螺紋。連接方式:錐接柱。管螺紋規(guī)格：見表2-1、2-2。 2-2-2 管螺紋加

4、工1.人工套絲絞板:規(guī)格及套絲范圍見表2-32-4。2.手工套絲電動套絲機3.電動套絲電動套絲機組件2-3 鋼管坡口2-3-1 坡口形式 有V、X、U等見表2-5坡口作用：保證焊縫的焊接質量。2-3-2 坡口加工可采用車床、氣割、坡口機、砂輪機等2-3-2 坡口的保護（略）2-4 鋼管管件制作 2-4-1 彎管制作 1.模壓彎管（1）有縫模壓彎管（圖2-15）（2）無縫模壓彎管（圖2-16） 以上2種彎管宜采用工廠化生產。 2.焊接彎管 當DN較大、 較厚或較薄、R較小、 煨彎較難時采用,俗稱蝦米彎。焊制彎的R及N(分節(jié)數(shù))見表2-6。3. 熱推彎4. 褶皺彎（圖2-18）2-4-2 三通管制

5、作1.擠壓三通：一般為成品三通2.焊接三通：一般采用主管挖眼開三通(需放樣)。（1）等徑直角三通（2）異徑直角三通（3）平焊口三通焊接三通 2-4-3 變徑管加工1.焊接變徑管2.縮口變徑管3.卷制變徑管4.成品變徑管2-5 彎管加工 常用類型:45,90彎頭,乙字彎,抱彎, 方形補償器等。 獲取方法: (1)采購成品 (2)現(xiàn)場制作 2-5-1彎管質量要求 1.彎管受力分析 (1)腹部受壓,;背部受拉,。 (2)變形:彎曲斷面橫向伸長,縱向縮短,呈橢圓形在管軸45處變形最小 2.質量要求:彎度均勻,無裂紋、鼓包,減薄率15%,橢圓率6%10%。注:有縫鋼管彎曲時,焊縫應位于45處3.影響因素

6、: (1)管子彎曲角度;(2)管子彎曲半徑R,一般地R=1.54DN。2-5-2.管子彎曲長度L計算:（1）彎頭彎曲長度L=2R / 360實踐中: 90彎頭, L6.28DN（2）來回彎 L1.5B(軸線偏差)+23DN（3）方形補償器 L= 2R+2B+2A+2C其中：B為外伸臂直段長度,A為平行臂直段長度,C為加工留量。注:對方形補償器,每個90彎增長DN/2,故2個連續(xù)90彎應減去一個DN的管長。2-5-3鋼管冷彎法適用范圍：適用范圍：DN175,R2d(1)彎管板彎曲彎管板彎曲(2)滾輪彎管器彎曲（滾輪彎管器彎曲（d25)(3)小型液壓彎管機液壓式液壓式: D=15-40mm;: D

7、=15-40mm;電動式電動式: D 125mm: D 125mm(3)小型液壓彎管機液壓式液壓式: D=15-40mm;: D=15-40mm;電動式電動式: D 125mm: D 25)工作原理:固定導輪式(圖2-29):導輪位置固定，隨管子前移（轉動）使管子彎曲變形。活動導輪式(圖2-30):導輪轉動使管子彎曲變形。（1）無芯冷彎：適用于D108,R=2D的鋼管、有色金屬管。防止煨彎產生橢圓斷面采用的反向預變形電動無芯彎管機（2 2）有）有芯冷彎芯冷彎 : : 適用于適用于D325D325的的管子管子2-5-4 鋼管熱煨彎(利用鋼材的熱塑性彎曲)1. 1.灌砂熱煨灌砂熱煨( (略略) 2

8、.) 2.機械熱煨機械熱煨(1)(1)火火焰焰熱熱煨煨連接方法鋼管：螺紋連接、焊接、法蘭連接、溝槽連接。鑄鐵管：承插連接。塑料管：承插連接、熱熔接、粘接、壓接等。2-6-1 鋼管螺紋連接將管端加工的外螺紋與管件等的內螺紋連接在一起。適用于DN150mm鋼管2-6 管子連接管子連接1.螺紋連接工具與填料(1)管鉗:用于夾持并擰緊管道。種類:張開式:用于小口徑管道;鏈條式:用于大口徑管道。（2）填料 用于增加接口的嚴密性和便于拆卸常用填料:鉛油鉛油( (白厚漆白厚漆) )麻絲麻絲生料帶生料帶2.螺紋連接方法（1）短絲連接：用于一般接頭，圓錐螺紋-圓柱螺紋。（2）長絲連接：圓柱螺紋-圓柱螺紋。3.

9、螺紋連接特點：加工方便、連接靈活、拆卸簡單、不破壞管道內表面。但不適合大管徑、大壓力管道4.螺紋連接要求 先用手擰入2-3扣，再用管鉗擰緊，外露螺紋2扣。填料應按管內介質選用。連接后應把外露填料清理干凈2-6-2 法蘭連接 管子先與法蘭連接,再用螺栓連接兩片法蘭形成管子接口。特點:強度高,嚴密性好,拆卸方便但造價高1.連接要求：按設計及相應PN等級選用。 法蘭中心與管子中心線一致。法蘭密封面與管子中心線垂直。兩個連接的法蘭盤應平行、螺孔對應一致適用：高壓管道、管子與閥門、設備等連接處同根管子兩端法蘭盤的螺孔對應一致（1）裝前外觀檢查，應無缺陷。（2）組裝：管子插入不得超過1/2法蘭厚度。連接允

10、差見表2-12、2-132.法蘭與管子的連接方式(1)絲接:用于鑄鐵法蘭與鋼管連接;(2)焊接:用于鑄鋼法蘭與鋼管連接;(3)松套連接:用于鑄鋼法蘭與有色金屬管連接,如翻邊、焊環(huán)松套法蘭連接等連接附件:有螺栓;墊圈;法蘭墊片等,常用法蘭墊片為石棉橡膠墊。(4)法蘭墊片應符合介質性質,內徑不小于管徑,外徑不應影響裝螺栓,禁用雙墊（5）法蘭連接用螺栓應符合規(guī)定要求,一般擰緊后外露長度不大于螺栓直徑的一半,螺栓應對稱擰緊且方向一致。2-6-3溝槽連接2-6-4承插式連接2-6-5熱熔連接2-6-6焊接 利用能量把金屬熔化后連接2.常用種類:焊接的種類：手工電弧焊、CO2氣體保護焊、氬弧焊、氣焊、埋弧

11、自動焊、錫焊。1.特點:接口嚴密,強度高,省管件,維修量少。3.焊接方法選用:DN50,3.5及低溫制冷管道,氧-乙炔焊;其它一般采用電弧焊。按照焊接過程中金屬材料所處的狀態(tài)不同，目前按照焊接過程中金屬材料所處的狀態(tài)不同，目前把焊接方法分為以下三類：把焊接方法分為以下三類：熔焊熔焊 焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法稱為熔焊。常用的熔焊方不加壓力完成焊接的方法稱為熔焊。常用的熔焊方法有電弧焊、氣焊、電渣焊等。法有電弧焊、氣焊、電渣焊等。壓焊壓焊 焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱或不加熱），以

12、完成焊接的方法稱為壓焊。常用的或不加熱），以完成焊接的方法稱為壓焊。常用的壓焊方法有電阻焊（對焊、點焊、縫焊）、摩擦焊、壓焊方法有電阻焊（對焊、點焊、縫焊）、摩擦焊、旋轉電弧焊、超聲波焊等。旋轉電弧焊、超聲波焊等。4 焊接概述 （3 3）手工電弧焊）手工電弧焊手工電弧焊是利用電弧放電時產生的熱量，熔化手工電弧焊是利用電弧放電時產生的熱量，熔化焊條和焊件，從而獲得牢固接頭的焊接過程。焊條和焊件，從而獲得牢固接頭的焊接過程。該過程由引燃電弧、運動焊條和結尾三個動作組該過程由引燃電弧、運動焊條和結尾三個動作組成。成。(4)(4)、手工電弧焊、手工電弧焊手工電弧焊主要設備：電焊機、電焊變壓器、電手工電

13、弧焊主要設備：電焊機、電焊變壓器、電流調節(jié)器、振蕩器器、電焊鉗、面罩、焊條等流調節(jié)器、振蕩器器、電焊鉗、面罩、焊條等電焊機：有交流和直流之分，直流分為旋轉式和電焊機：有交流和直流之分，直流分為旋轉式和整流式。整流式。電焊條：電焊條：（1 1）保證焊縫金屬具有一定的化學成分、）保證焊縫金屬具有一定的化學成分、機械性能和其他物理化學性能；（機械性能和其他物理化學性能；（2 2）保證焊縫金）保證焊縫金屬與焊接接頭不產生氣孔、夾渣和裂紋；（屬與焊接接頭不產生氣孔、夾渣和裂紋；（3 3）具）具有良好的工藝性能。有良好的工藝性能。(5)(5)自動和半自動電弧焊自動和半自動電弧焊自動焊：自動焊：引弧、運條和

14、結引弧、運條和結尾三個動作完全用機械完成。尾三個動作完全用機械完成。半自動焊：半自動焊：引弧和結尾動引弧和結尾動作用機械完成，運條由人工作用機械完成，運條由人工完成。完成。6、焊接的方式：平焊、立焊、橫焊、仰焊、對焊、角焊。7、焊接連接方法（1）管端坡口加工坡口加工:可保證焊接熔深和焊縫強度坡口形式: I型、V型、X型、U型等,按壁厚選用。管道坡口、切斷與焊接組對：組對：縱向焊縫應錯開，環(huán)向距離不小于縱向焊縫應錯開，環(huán)向距離不小于100mm100mm；組對短管時，短管長度不小于直徑，且不小于組對短管時，短管長度不小于直徑，且不小于150mm150mm；應檢查坡口的質量，坡口表面上不得有裂；應檢

15、查坡口的質量，坡口表面上不得有裂紋、夾層等缺陷，尺寸合格。紋、夾層等缺陷，尺寸合格。 (2)鋼管管道的焊接一、焊接缺陷分析一、焊接缺陷分析（一）外部缺陷（一）外部缺陷焊縫尺寸不符合要求焊縫尺寸不符合要求咬邊：由于焊縫兩端的母材過燒，致使熔融金咬邊：由于焊縫兩端的母材過燒，致使熔融金屬未能填滿，形成槽狀凹坑。屬未能填滿，形成槽狀凹坑。 焊瘤：焊接過程中，熔化金屬流淌到焊縫之外焊瘤：焊接過程中，熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬瘤。未熔化的母材上所形成的金屬瘤。7、焊接質量檢驗燒穿：焊接過程中，熔化金屬自坡口背面流出，燒穿：焊接過程中，熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷。形成穿孔

16、的缺陷。 弧坑未填滿：由于斷弧或收弧不當，在焊道未弧坑未填滿：由于斷弧或收弧不當，在焊道未端形成了低洼部分。端形成了低洼部分。 表面裂紋及氣孔：表面裂紋及氣孔：7、 焊接質量檢驗一、焊接缺陷分析一、焊接缺陷分析（二）內部缺陷（二）內部缺陷未焊透：焊接時接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，對未焊透：焊接時接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，對對接焊縫也指焊縫深度未達到設計要求的現(xiàn)象。對接焊縫也指焊縫深度未達到設計要求的現(xiàn)象。 夾渣：夾渣是非金屬固體物質殘留于焊縫金屬中夾渣：夾渣是非金屬固體物質殘留于焊縫金屬中的現(xiàn)象，夾雜物出現(xiàn)在熔焊過程中。的現(xiàn)象，夾雜物出現(xiàn)在熔焊過程中。 氣孔：焊接時，熔池中的氣泡在凝固時未能逸出

17、氣孔：焊接時，熔池中的氣泡在凝固時未能逸出而殘留下來所形成的空穴。氣孔可分為密集氣孔、而殘留下來所形成的空穴。氣孔可分為密集氣孔、條蟲狀氣孔和針狀氣孔等。條蟲狀氣孔和針狀氣孔等。 8、 焊接質量檢驗一、焊接缺陷分析一、焊接缺陷分析（二）內部缺陷（二）內部缺陷裂紋：在焊接應力及其他致脆因素共同作用下，裂紋：在焊接應力及其他致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結合力遭到破壞而焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結合力遭到破壞而形成的新界面所產生的縫隙。它具有尖銳的缺口和形成的新界面所產生的縫隙。它具有尖銳的缺口和大的長寬比的特征。大的長寬比的特征。3.3 焊接質量檢驗二、焊接接頭的性能鑒定二、

18、焊接接頭的性能鑒定化學成分分析、金相組織檢查、機械性能試驗化學成分分析、金相組織檢查、機械性能試驗3.3 焊接質量檢驗焊接圖片-金相組織三、無損探傷法三、無損探傷法（一）射線探傷（一）射線探傷射線探傷原理：射線探傷原理： 焊縫的射線檢驗可以非破壞性地顯示出存在于焊縫內部焊縫的射線檢驗可以非破壞性地顯示出存在于焊縫內部缺陷的形狀、位置和大小。缺陷的形狀、位置和大小。 射線檢驗有射線檢驗有X X射線和射線和Y Y射線兩射線兩種，它們都能透過不透明的物體。當射線通過被檢查焊縫種，它們都能透過不透明的物體。當射線通過被檢查焊縫時，由于焊縫內缺陷對射線的衰減和吸收能力不同，通過時，由于焊縫內缺陷對射線的

19、衰減和吸收能力不同，通過焊接接頭的射線強度也不同，因此膠片上的感光程度有明焊接接頭的射線強度也不同，因此膠片上的感光程度有明顯的差異，由此可以判斷焊縫內部缺陷的程度。顯的差異，由此可以判斷焊縫內部缺陷的程度。3.3 焊接質量檢驗（二）超聲波探傷（二）超聲波探傷（三）磁力探傷（三）磁力探傷（四）液體滲透探傷（四）液體滲透探傷3.3 焊接質量檢驗5.2 5.2 管道焊接（管道焊接（CJJ33-2005CJJ33-2005）5.2.1 5.2.1 管道焊接應按現(xiàn)行國家標準管道焊接應按現(xiàn)行國家標準工業(yè)金屬管道工程旌工工業(yè)金屬管道工程旌工及驗收規(guī)范及驗收規(guī)范GB 50235 GB 50235 和和現(xiàn)場設

20、備、現(xiàn)場設備、 工業(yè)管道焊接工程工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范施工及驗收規(guī)范GB 50236 GB 50236 的有關規(guī)定執(zhí)行。的有關規(guī)定執(zhí)行。5.2.2 5.2.2 管道的切割及坡口加工宜采用機械方法，當采用氣割管道的切割及坡口加工宜采用機械方法，當采用氣割等熱加工方法時，必須除去坡口表面的等熱加工方法時，必須除去坡口表面的 氧化皮，并進行打磨。氧化皮，并進行打磨。5.2.3 5.2.3 施焊環(huán)境應符合現(xiàn)行國家標準施焊環(huán)境應符合現(xiàn)行國家標準現(xiàn)場設備、工業(yè)管道現(xiàn)場設備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范焊接工程施工及驗收規(guī)范GB50236GB50236的有關規(guī)定。的有關規(guī)定。3.3 焊接質量檢驗5

21、.2.4 5.2.4 氬弧焊時，焊口組對間隙宜為氬弧焊時，焊口組對間隙宜為 2 24mm4mm。其他坡口尺寸。其他坡口尺寸應符合現(xiàn)行國家標準應符合現(xiàn)行國家標準現(xiàn)場設備、工現(xiàn)場設備、工 業(yè)管道焊接工程施工及業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范驗收規(guī)范GB 50236 GB 50236 的規(guī)定。的規(guī)定。5.2.5 5.2.5 不應在管道焊縫上開孔。管道開孔邊緣與管道焊縫的不應在管道焊縫上開孔。管道開孔邊緣與管道焊縫的間距不應小于間距不應小于 100mm100mm。當無法避開時，。當無法避開時， 應對以開孔中心為圓應對以開孔中心為圓心，心，15 15 倍開孔直徑為半徑的圓中所包容的全部焊縫進行倍開孔直徑為半

22、徑的圓中所包容的全部焊縫進行 100%100%射線照相檢測。射線照相檢測。5.2.6 5.2.6 管道焊接完成后，強度試驗及嚴密性試驗之前，必須管道焊接完成后，強度試驗及嚴密性試驗之前，必須對所有焊縫進行外觀檢查和對焊縫內部對所有焊縫進行外觀檢查和對焊縫內部 質量進行檢驗，外觀質量進行檢驗，外觀檢查應在內部質量檢驗前進行。檢查應在內部質量檢驗前進行。3.3 焊接質量檢驗5.2.7 5.2.7 設計文件規(guī)定焊縫系數(shù)為設計文件規(guī)定焊縫系數(shù)為1 1的焊縫或設計要求進行的焊縫或設計要求進行 100100內部質量檢驗的焊縫，其外觀質量內部質量檢驗的焊縫，其外觀質量 不得低于現(xiàn)行國家標準不得低于現(xiàn)行國家標準現(xiàn)場設備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范現(xiàn)場設備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范GB 50236 GB 50236 要求的要求的級質級質 量要求；對內部質量進行抽檢的焊縫，其外觀量要求；對內部質量進行抽檢的焊縫，其外觀質量不得低于現(xiàn)行國家標準質量不得低于現(xiàn)行國家標準現(xiàn)場設備、工業(yè)管道現(xiàn)場設備、工業(yè)管道 焊接工程焊接工程施工及驗收規(guī)范施工及驗收規(guī)范GB 50236 G