紫铜、黄铜管道安装工艺标准

1—18紫铜、黄铜管道安装工艺标准（118—1998）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。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。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：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：aCJ301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。2.1.9阀门：铜合金闸阀、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。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→高压管道安装→脱脂→试压→管道油清洗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：3.4.1.1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；3.4.1.2用木碳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；3.4.1.3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。3.4.1.4热煨弯后，管内不易清除的河沙可用浓度15%～20%的氢氟酸在管内存留3小时使其溶蚀，再用10%～15%的碱中和，以干净的热水冲洗，再在120～150℃温度下经3～4小时烘干。3.4.2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。3.5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、甘油作密封填料。3.6法兰连接：3.6.1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用。公称压力在0.25MPa及6MPa的管道连接，采用铜套翻边活套法兰或铜管翻边活套法兰。3.6.2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。3.6.3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。3.6.4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。3.6.5活套法兰：3.6.5.1管道采用活套法兰连接时，有两种结构：一种是管子翻边（图l-58），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。3.6.5.2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1-59。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表1-62，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。3.6.5.3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。3.6.6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它材质的垫片。3.7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，紫铜管道的焊接直采用手工钨极氩弧焊；铜合金管道宜采用氧-乙炔焊接。3.7.1为防止熔液流淌进入管内，焊接时宜采用以下几种形式：3.7.1.1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图l-60。3.7.1.2同口径铜管对口焊接，可采用加衬焊环的方法焊接。3.7.2坡口型式：当设计无明确规定时，对接焊应符合表l-63的规定。3.7.3组对：应达到内壁脊平，内壁错边量不得超过管壁厚度的10%，且不大于1mm。不同壁厚的管子、管件组对可按碳钢管的相应规定加工管子坡口。3.7.4坡口清理：坡口面及其边缘内外侧不小于20mm范围内的表面，应在焊前采用有机溶剂除去油污，采用机械方法或化学方法清洗去除氧化膜，使其露出金属光泽。焊丝使用前也应用同样方法自理。铜及铜合金酸洗操作条件见表1-64。注：表内配方1不适用于处理青铜及铝青铜。经表l-69中所列配方处理的铜及铜合金材料，必须用清水冲洗，再用热水冲洗，并最好经钝化处理。钝化液的组成及操作条件见表l-65。注：经钝化处理的工件，应先用冷水冲洗，后用热水冲洗并烘干。3.7.5焊接：3.7.5.1气焊：焊丝的直径约等于管壁厚度，可采用一般紫铜丝或“HS201”（特制紫铜焊丝）、“SH202”（低磷铜焊丝）；气焊熔剂可采用“CJ301”。焊前，把管端和焊丝清理干净，并用砂纸仔细打磨，使管端不太毛，也不太光。3.7.5.2手工电弧焊：a铜的导电性强，施焊前要预热（用氧-乙炔预热至200℃以上），并用较大电流焊接。b铜的线膨胀系数大（比低碳钢约大50%以上），导热快（比低碳钢约大8倍），热影响区大，凝固时产生的收缩应力较大，因此装配间隙要大些。c根据管材成分和壁厚等因素，要正确选用焊条种类、直径和焊接电流强度。参见表1-68和表1-66。d焊接黄铜时，为了减少在高温下的蒸发和氧化，焊接电流强度应比紫铜小。由于锌蒸发时易使人中毒，应选用在空气流通的地方施焊。e铜在焊接时应采用直流电源反极性接法（工件接负极）。f焊接后趁焊件在热态下，用小平锤敲打焊缝，以消除热应力，使金属组织致密，改善机械性能。3.7.5.3钎焊：钎焊强度小。一般