第二章 管子加工与连接

1、第二章管子的加工及连接 管道的组成:管子、配件、附件 管道加工主要包括：调直、切断、套丝、煨弯、及制作异型管。 管道连接方法：螺纹连接，焊接，法兰连接、沟槽连接、承插式连接、热熔连接、卡套连接、卡压连接。HOME2 管子加工与连接2-1管子调直与切割2-2 管螺纹加工2-3 钢管坡口2-4 钢管管件制作2-5 弯管加工2-6 管子连接HOME 2-1管子调直与切割 2-1-1 管子调直 校正因装运堆放不当引起的弯曲1.管子弯曲检查方法: 目测法滚动法2.调直方法: (1)冷调法 (2)热调法HOME2-1-2 管子切割 把管子切割成所需长度 要求：长度准确、切口平齐,无毛刺、 缩口等缺陷。常用

2、切断方法: 1.小型机具切割 (1)手工钢锯切割 锯条L=300,有粗、细牙之分，粗牙切割速度快但易断齿。锯齿应向前安装。特点:灵活方便,但费力,工效低。用于小管径。操作时不应用力下压且锯到底HOME手工钢锯(2)机械切割往复锯：用于d220mm的金属管、塑料管切割。圆盘锯：用于有色金属管、塑料管切割(3)滚刀切管器切割:用管割刀把管子切断管子割刀特点:速度快、切速度快、切口平直口平直, ,但易但易产生缩口，产生缩口，需用绞刀扩口需用绞刀扩口, ,用于用于DN100DN100的管子切断的管子切断(4)砂轮切割机切割用高速旋转的砂轮片把管子切断用高速旋转的砂轮片把管子切断特点：速度快、切口平直速

3、度快、切口平直, ,不产生缩口不产生缩口适用范围:多种管材、型钢多种管材、型钢注注: :砂轮片砂轮片不可猛力不可猛力下压下压, ,以免以免破碎伤人破碎伤人砂轮切割机适用于DN100的管子,切割后应清除熔渣和表面氧化层。2.气割: 用氧-乙炔焰熔化金属,再吹除熔渣的切割方法,分为手工与半自动和自动切割等三种。3.大型机械切管机可同时切管、坡口见图2-92-10。4.管子錾切(图2-11)5.等离子切割适用于不锈钢管铸铁管铜铝管等。6.水切割2-2 管螺纹加工 2-2-1管螺纹 管螺纹种类:管端为锥型螺纹,管件一般为柱型螺纹。连接方式:锥接柱。管螺纹规格：见表2-1、2-2。 2-2-2 管螺纹加

4、工1.人工套丝绞板:规格及套丝范围见表2-32-4。2.手工套丝电动套丝机3.电动套丝电动套丝机组件2-3 钢管坡口2-3-1 坡口形式 有V、X、U等见表2-5坡口作用：保证焊缝的焊接质量。2-3-2 坡口加工可采用车床、气割、坡口机、砂轮机等2-3-2 坡口的保护（略）2-4 钢管管件制作 2-4-1 弯管制作 1.模压弯管（1）有缝模压弯管（图2-15）（2）无缝模压弯管（图2-16） 以上2种弯管宜采用工厂化生产。 2.焊接弯管 当DN较大、 较厚或较薄、R较小、 煨弯较难时采用,俗称虾米弯。焊制弯的R及N(分节数)见表2-6。3. 热推弯4. 褶皱弯（图2-18）2-4-2 三通管制

5、作1.挤压三通：一般为成品三通2.焊接三通：一般采用主管挖眼开三通(需放样)。（1）等径直角三通（2）异径直角三通（3）平焊口三通焊接三通 2-4-3 变径管加工1.焊接变径管2.缩口变径管3.卷制变径管4.成品变径管2-5 弯管加工 常用类型:45,90弯头,乙字弯,抱弯, 方形补偿器等。 获取方法: (1)采购成品 (2)现场制作 2-5-1弯管质量要求 1.弯管受力分析 (1)腹部受压,;背部受拉,。 (2)变形:弯曲断面横向伸长,纵向缩短,呈椭圆形在管轴45处变形最小 2.质量要求:弯度均匀,无裂纹、鼓包,减薄率15%,椭圆率6%10%。注:有缝钢管弯曲时,焊缝应位于45处3.影响因素

6、: (1)管子弯曲角度;(2)管子弯曲半径R,一般地R=1.54DN。2-5-2.管子弯曲长度L计算:（1）弯头弯曲长度L=2R / 360实践中: 90弯头, L6.28DN（2）来回弯 L1.5B(轴线偏差)+23DN（3）方形补偿器 L= 2R+2B+2A+2C其中：B为外伸臂直段长度,A为平行臂直段长度,C为加工留量。注:对方形补偿器,每个90弯增长DN/2,故2个连续90弯应减去一个DN的管长。2-5-3钢管冷弯法适用范围：适用范围：DN175,R2d(1)弯管板弯曲弯管板弯曲(2)滚轮弯管器弯曲（滚轮弯管器弯曲（d25)(3)小型液压弯管机液压式液压式: D=15-40mm;: D

7、=15-40mm;电动式电动式: D 125mm: D 125mm(3)小型液压弯管机液压式液压式: D=15-40mm;: D=15-40mm;电动式电动式: D 125mm: D 25)工作原理:固定导轮式(图2-29):导轮位置固定，随管子前移（转动）使管子弯曲变形。活动导轮式(图2-30):导轮转动使管子弯曲变形。（1）无芯冷弯：适用于D108,R=2D的钢管、有色金属管。防止煨弯产生椭圆断面采用的反向预变形电动无芯弯管机（2 2）有）有芯冷弯芯冷弯 : : 适用于适用于D325D325的的管子管子2-5-4 钢管热煨弯(利用钢材的热塑性弯曲)1. 1.灌砂热煨灌砂热煨( (略略) 2

8、.) 2.机械热煨机械热煨(1)(1)火火焰焰热热煨煨连接方法钢管：螺纹连接、焊接、法兰连接、沟槽连接。铸铁管：承插连接。塑料管：承插连接、热熔接、粘接、压接等。2-6-1 钢管螺纹连接将管端加工的外螺纹与管件等的内螺纹连接在一起。适用于DN150mm钢管2-6 管子连接管子连接1.螺纹连接工具与填料(1)管钳:用于夹持并拧紧管道。种类:张开式:用于小口径管道;链条式:用于大口径管道。（2）填料 用于增加接口的严密性和便于拆卸常用填料:铅油铅油( (白厚漆白厚漆) )麻丝麻丝生料带生料带2.螺纹连接方法（1）短丝连接：用于一般接头，圆锥螺纹-圆柱螺纹。（2）长丝连接：圆柱螺纹-圆柱螺纹。3.

9、螺纹连接特点：加工方便、连接灵活、拆卸简单、不破坏管道内表面。但不适合大管径、大压力管道4.螺纹连接要求 先用手拧入2-3扣，再用管钳拧紧，外露螺纹2扣。填料应按管内介质选用。连接后应把外露填料清理干净2-6-2 法兰连接 管子先与法兰连接,再用螺栓连接两片法兰形成管子接口。特点:强度高,严密性好,拆卸方便但造价高1.连接要求：按设计及相应PN等级选用。 法兰中心与管子中心线一致。法兰密封面与管子中心线垂直。两个连接的法兰盘应平行、螺孔对应一致适用：高压管道、管子与阀门、设备等连接处同根管子两端法兰盘的螺孔对应一致（1）装前外观检查，应无缺陷。（2）组装：管子插入不得超过1/2法兰厚度。连接允

10、差见表2-12、2-132.法兰与管子的连接方式(1)丝接:用于铸铁法兰与钢管连接;(2)焊接:用于铸钢法兰与钢管连接;(3)松套连接:用于铸钢法兰与有色金属管连接,如翻边、焊环松套法兰连接等连接附件:有螺栓;垫圈;法兰垫片等,常用法兰垫片为石棉橡胶垫。(4)法兰垫片应符合介质性质,内径不小于管径,外径不应影响装螺栓,禁用双垫（5）法兰连接用螺栓应符合规定要求,一般拧紧后外露长度不大于螺栓直径的一半,螺栓应对称拧紧且方向一致。2-6-3沟槽连接2-6-4承插式连接2-6-5热熔连接2-6-6焊接 利用能量把金属熔化后连接2.常用种类:焊接的种类：手工电弧焊、CO2气体保护焊、氩弧焊、气焊、埋弧

11、自动焊、锡焊。1.特点:接口严密,强度高,省管件,维修量少。3.焊接方法选用:DN50,3.5及低温制冷管道,氧-乙炔焊;其它一般采用电弧焊。按照焊接过程中金属材料所处的状态不同，目前按照焊接过程中金属材料所处的状态不同，目前把焊接方法分为以下三类：把焊接方法分为以下三类：熔焊熔焊 焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法称为熔焊。常用的熔焊方不加压力完成焊接的方法称为熔焊。常用的熔焊方法有电弧焊、气焊、电渣焊等。法有电弧焊、气焊、电渣焊等。压焊压焊 焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以

12、完成焊接的方法称为压焊。常用的或不加热），以完成焊接的方法称为压焊。常用的压焊方法有电阻焊（对焊、点焊、缝焊）、摩擦焊、压焊方法有电阻焊（对焊、点焊、缝焊）、摩擦焊、旋转电弧焊、超声波焊等。旋转电弧焊、超声波焊等。4 焊接概述 （3 3）手工电弧焊）手工电弧焊手工电弧焊是利用电弧放电时产生的热量，熔化手工电弧焊是利用电弧放电时产生的热量，熔化焊条和焊件，从而获得牢固接头的焊接过程。焊条和焊件，从而获得牢固接头的焊接过程。该过程由引燃电弧、运动焊条和结尾三个动作组该过程由引燃电弧、运动焊条和结尾三个动作组成。成。(4)(4)、手工电弧焊、手工电弧焊手工电弧焊主要设备：电焊机、电焊变压器、电手工电

13、弧焊主要设备：电焊机、电焊变压器、电流调节器、振荡器器、电焊钳、面罩、焊条等流调节器、振荡器器、电焊钳、面罩、焊条等电焊机：有交流和直流之分，直流分为旋转式和电焊机：有交流和直流之分，直流分为旋转式和整流式。整流式。电焊条：电焊条：（1 1）保证焊缝金属具有一定的化学成分、）保证焊缝金属具有一定的化学成分、机械性能和其他物理化学性能；（机械性能和其他物理化学性能；（2 2）保证焊缝金）保证焊缝金属与焊接接头不产生气孔、夹渣和裂纹；（属与焊接接头不产生气孔、夹渣和裂纹；（3 3）具）具有良好的工艺性能。有良好的工艺性能。(5)(5)自动和半自动电弧焊自动和半自动电弧焊自动焊：自动焊：引弧、运条和

14、结引弧、运条和结尾三个动作完全用机械完成。尾三个动作完全用机械完成。半自动焊：半自动焊：引弧和结尾动引弧和结尾动作用机械完成，运条由人工作用机械完成，运条由人工完成。完成。6、焊接的方式：平焊、立焊、横焊、仰焊、对焊、角焊。7、焊接连接方法（1）管端坡口加工坡口加工:可保证焊接熔深和焊缝强度坡口形式: I型、V型、X型、U型等,按壁厚选用。管道坡口、切断与焊接组对：组对：纵向焊缝应错开，环向距离不小于纵向焊缝应错开，环向距离不小于100mm100mm；组对短管时，短管长度不小于直径，且不小于组对短管时，短管长度不小于直径，且不小于150mm150mm；应检查坡口的质量，坡口表面上不得有裂；应检

15、查坡口的质量，坡口表面上不得有裂纹、夹层等缺陷，尺寸合格。纹、夹层等缺陷，尺寸合格。 (2)钢管管道的焊接一、焊接缺陷分析一、焊接缺陷分析（一）外部缺陷（一）外部缺陷焊缝尺寸不符合要求焊缝尺寸不符合要求咬边：由于焊缝两端的母材过烧，致使熔融金咬边：由于焊缝两端的母材过烧，致使熔融金属未能填满，形成槽状凹坑。属未能填满，形成槽状凹坑。 焊瘤：焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外焊瘤：焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤。未熔化的母材上所形成的金属瘤。7、焊接质量检验烧穿：焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，烧穿：焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷。形成穿孔

16、的缺陷。 弧坑未填满：由于断弧或收弧不当，在焊道未弧坑未填满：由于断弧或收弧不当，在焊道未端形成了低洼部分。端形成了低洼部分。 表面裂纹及气孔：表面裂纹及气孔：7、 焊接质量检验一、焊接缺陷分析一、焊接缺陷分析（二）内部缺陷（二）内部缺陷未焊透：焊接时接头根部未完全熔透的现象，对未焊透：焊接时接头根部未完全熔透的现象，对对接焊缝也指焊缝深度未达到设计要求的现象。对接焊缝也指焊缝深度未达到设计要求的现象。 夹渣：夹渣是非金属固体物质残留于焊缝金属中夹渣：夹渣是非金属固体物质残留于焊缝金属中的现象，夹杂物出现在熔焊过程中。的现象，夹杂物出现在熔焊过程中。 气孔：焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出

17、气孔：焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。气孔可分为密集气孔、而残留下来所形成的空穴。气孔可分为密集气孔、条虫状气孔和针状气孔等。条虫状气孔和针状气孔等。 8、 焊接质量检验一、焊接缺陷分析一、焊接缺陷分析（二）内部缺陷（二）内部缺陷裂纹：在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，裂纹：在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。它具有尖锐的缺口和形成的新界面所产生的缝隙。它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。大的长宽比的特征。3.3 焊接质量检验二、焊接接头的性能鉴定二、

18、焊接接头的性能鉴定化学成分分析、金相组织检查、机械性能试验化学成分分析、金相组织检查、机械性能试验3.3 焊接质量检验焊接图片-金相组织三、无损探伤法三、无损探伤法（一）射线探伤（一）射线探伤射线探伤原理：射线探伤原理： 焊缝的射线检验可以非破坏性地显示出存在于焊缝内部焊缝的射线检验可以非破坏性地显示出存在于焊缝内部缺陷的形状、位置和大小。缺陷的形状、位置和大小。 射线检验有射线检验有X X射线和射线和Y Y射线两射线两种，它们都能透过不透明的物体。当射线通过被检查焊缝种，它们都能透过不透明的物体。当射线通过被检查焊缝时，由于焊缝内缺陷对射线的衰减和吸收能力不同，通过时，由于焊缝内缺陷对射线的

19、衰减和吸收能力不同，通过焊接接头的射线强度也不同，因此胶片上的感光程度有明焊接接头的射线强度也不同，因此胶片上的感光程度有明显的差异，由此可以判断焊缝内部缺陷的程度。显的差异，由此可以判断焊缝内部缺陷的程度。3.3 焊接质量检验（二）超声波探伤（二）超声波探伤（三）磁力探伤（三）磁力探伤（四）液体渗透探伤（四）液体渗透探伤3.3 焊接质量检验5.2 5.2 管道焊接（管道焊接（CJJ33-2005CJJ33-2005）5.2.1 5.2.1 管道焊接应按现行国家标准管道焊接应按现行国家标准工业金属管道工程旌工工业金属管道工程旌工及验收规范及验收规范GB 50235 GB 50235 和和现场设

20、备、现场设备、 工业管道焊接工程工业管道焊接工程施工及验收规范施工及验收规范GB 50236 GB 50236 的有关规定执行。的有关规定执行。5.2.2 5.2.2 管道的切割及坡口加工宜采用机械方法，当采用气割管道的切割及坡口加工宜采用机械方法，当采用气割等热加工方法时，必须除去坡口表面的等热加工方法时，必须除去坡口表面的 氧化皮，并进行打磨。氧化皮，并进行打磨。5.2.3 5.2.3 施焊环境应符合现行国家标准施焊环境应符合现行国家标准现场设备、工业管道现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范焊接工程施工及验收规范GB50236GB50236的有关规定。的有关规定。3.3 焊接质量检验5

21、.2.4 5.2.4 氩弧焊时，焊口组对间隙宜为氩弧焊时，焊口组对间隙宜为 2 24mm4mm。其他坡口尺寸。其他坡口尺寸应符合现行国家标准应符合现行国家标准现场设备、工现场设备、工 业管道焊接工程施工及业管道焊接工程施工及验收规范验收规范GB 50236 GB 50236 的规定。的规定。5.2.5 5.2.5 不应在管道焊缝上开孔。管道开孔边缘与管道焊缝的不应在管道焊缝上开孔。管道开孔边缘与管道焊缝的间距不应小于间距不应小于 100mm100mm。当无法避开时，。当无法避开时， 应对以开孔中心为圆应对以开孔中心为圆心，心，15 15 倍开孔直径为半径的圆中所包容的全部焊缝进行倍开孔直径为半

22、径的圆中所包容的全部焊缝进行 100%100%射线照相检测。射线照相检测。5.2.6 5.2.6 管道焊接完成后，强度试验及严密性试验之前，必须管道焊接完成后，强度试验及严密性试验之前，必须对所有焊缝进行外观检查和对焊缝内部对所有焊缝进行外观检查和对焊缝内部 质量进行检验，外观质量进行检验，外观检查应在内部质量检验前进行。检查应在内部质量检验前进行。3.3 焊接质量检验5.2.7 5.2.7 设计文件规定焊缝系数为设计文件规定焊缝系数为1 1的焊缝或设计要求进行的焊缝或设计要求进行 100100内部质量检验的焊缝，其外观质量内部质量检验的焊缝，其外观质量 不得低于现行国家标准不得低于现行国家标准现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB 50236 GB 50236 要求的要求的级质级质 量要求；对内部质量进行抽检的焊缝，其外观量要求；对内部质量进行抽检的焊缝，其外观质量不得低于现行国家标准质量不得低于现行国家标准现场设备、工业管道现场设备、工业管道 焊接工程焊接工程施工及验收规范施工及验收规范GB 50236 G