17.紫铜、黄铜管道安装

紫铜、黄铜管道安装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。一、材料要求(一)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。(二)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：1加锡能提高黄铜的弧度，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加锰能显著提高合金工艺性能、强度和耐腐蚀性；3加铅改善了切削加工性能和耐腐蚀能，但塑性稍有降低；4加锌能够提高合金的机械性能和流动性能：5加磷能提高合金的韧性、硬度、耐磨性和流动性。(三)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QAt10-3-1，5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。(四)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：纵向划痕深度如下表所示；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%0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)≤20.04＞20.05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。(五)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。铜管的其他技术要求应符合下列标准：1《拉制钢管》（GB1527—9）；2《挤制钢管》(GB1528—9）；3《拉制钢管》(GB1529—9)；4《挤制钢管》(GB1530—9）。(六)常用铜及铜合金焊条。常用铜及铜合金焊条的牌号及用途见下表。铜及铜合金焊条的药皮均为低氩型；焊接电源均为直流。铜及、铜合金焊条的牌号及用途。焊条牌号相当国际型号焊芯材质焊缝金属主要用途主要成分(%)抗拉强度(MPa)延伸率(%)T107TCu纯铜铜≥90≥1770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T227TCuSnB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1T237TCuAl铝锰青铜铝≈3,锰≤2,铜余量≥3920≥15焊接铝青铜及其他铜合金，铜合金与钢的焊接，补焊铸铁件等(七)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：铜及铜合金焊丝主要成份、性能及用途见下表铜及铜合金焊丝主要成份、性能及用途焊丝牌号相当部标型号焊丝名称焊丝主要成分（％）焊接接头抗拉强度焊丝熔点(℃)母材(MPa)HS201SCu-2特制紫铜焊丝锡1.1，硅0.4,锰0.4，铜余量紫铜≥19601050续表焊丝牌号相当部标型号焊丝名称焊丝主要成分（％）焊接接头抗拉强度焊丝熔点(℃)母材(MPa)HS202SCu-1低磷铜焊丝磷0.3，铜余量紫铜紫铜1470-17701060HS221SCuZn-3锡黄铜焊丝铜60，锡1，硅0.3，锌余量H62≥3330890HS222SCuZn-4铁黄铜焊丝铜58，锡0.9，硅0.1，铁0.8，锌余量H62≥3330860HS224SCuZn-5硅黄铜焊丝铜62，硅0.5，锌余量H62≥3330905注：焊丝尺寸（mm)：圈伏一直径1.2；条状一直径3、4、5、6；长度1000。(八)气焊用熔剂：1熔剂的作用：(1)和金属中的氧、硫化合，使金属还原：(2）补充有利元素，起到合金作用：(3）形成熔渣后覆盖在金属熔池表面上，防止金属继续氧化；(4）起保护作用，使焊缝缓慢冷却，改善接头结晶组织。2铜及铜合金的适用熔剂：（1)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。(2)熔剂成份见表1。(3)自制氧焊熔剂见表2.表1常用铜焊及铜合金焊溶剂表硼酸H3BO3硼砂Na2B4O3磷酸氢钠Na2HPO4碳酸钾K2CO3氯化钠NaCL100—————100———5050———2575———355015———56—2222表2自制氧焊熔剂成分表熔剂代号熔剂成分（%）应用范围102硼酸50，碳砂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(九)阀门：铜合金、截止阀及止回阀的结构长度见GB12221-6。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。二、主要机具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。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。三、作业条件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与管道连接的设备已找平、找正并固定，二次灌浆己完成。3所需图纸、资料和技术文件等已齐备，并且己经过图纸会审、设计交底。4施工方案己经编制完成，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。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己完成。6施工方案或技术措施中提出的机具等准备工作己经完成。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。17.3.8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。四、操作工艺(一)工艺流程：铜管调直→切割→管道安装→管道附件安装→管道脱脂处理→管道试压→管道冲洗→系统通水(二)铜管调直：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。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。(三)切割：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。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。(四)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本相同。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。1热煨弯：(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。(2)用木炭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)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。(4)热煨弯后，管内不易清除的河沙可用浓度15%～20%的氩氟酸在管内存留3h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3-4h烘干。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。(五)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、甘油作密封坑料。(六)法兰连接：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川。公称压力在0.25MPa7x'6MPa的管道连接，采PAfi1LUM活套法兰或铜管翻边活套法兰。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。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。5活套法兰：(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。图1图2(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2。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下表,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)公称直径DN1520253240506580100125150200250翻边宽度111316182024(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。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他材质的垫片。(七)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。1为防止熔液流淌进入管内，焊接时宜采用以下几种形式：(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下图.图铜及铜合金管道的承插焊接及套管焊接(2)同口径铜管对口焊接，可采用加衬焊环的方法