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1、燃气工程管道的连接燃气管道的连接方法分为螺纹连接、承插连接、法兰连接、焊接连接等。一、螺纹连接螺纹连接又称丝扣连接，是在管段端部加工外螺纹，然后拧上带内螺纹的管件(如管箍、三通、弯头、活接头与阀件等) ，通过内外螺纹把管段与管段、管段与阀件等连接起来，构成管道系统。一般用于压力小于500mm 水柱的燃气管道。(一) 管螺纹的种类与尺寸管螺纹有圆锥形和圆柱形两种。圆柱形管螺纹的螺纹深度及每圈螺纹的直径均相等，只是螺尾部分稍粗些。这种管螺纹接口严密性差，接头的螺纹间隙要靠填料达到严密。实际中，一般不用圆柱形外螺纹而用于长丝活接头，但管接头、阀件和管件等多采用圆柱形内螺纹。圆柱形螺纹便于加工。圆锥形
2、管螺纹各圈螺纹的直径都不相等，从螺纹的端部到根部螺纹直径逐步增大呈锥形。这种管螺纹与管件的柱形内螺纹连接时，丝扣越拧越紧， 接口较严密。 管子螺纹连接一般均采用圆锥外螺纹与圆柱内螺纹连接，常称锥接柱。一般不用柱接柱。用圆锥外螺纹与圆锥内螺纹连接，全部螺纹表面互相挤压，严密性更好，但因圆锥形内螺纹管件加工困难，故锥接锥的连接方式很少用。用电动套丝机或手工管子绞板加工的为圆锥外螺纹。图 521 为圆柱及圆锥管螺纹。管子丝扣阀门连接时，管端的外螺线长度应比阀门的内螺纹长度短12 扣丝，以免拧过头，管子顶坏阀芯。同理，其他接口管子外螺纹长度也应比所连接配件的内螺纹略短些。连接管件用的长、短管螺纹及连接
3、阀门的螺纹长度( 圆柱形短螺纹与长螺纹尺寸) 见表 521。圆锥形管螺纹尺寸见表522。图 5-2-1 圆柱及圆锥管螺纹表 5-2-1 连接管件用的长、短螺纹与连接阀门的螺纹序号管子公称直径短螺纹长螺纹连接阀门的螺纹长度(mm) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 29 页 - - - - - - - - - (mm) ( 英寸) 长度(mm) 螺纹数长度(mm) 螺纹数1 15 1/2 14 8 50 28 12 2 20 3/4 16 9 55 30 13
4、.5 3 25 1 18 8 60 26 15 4 32 11/420 9 65 28 17 5 40 11/222 10 70 30 19 6 50 2 24 11 75 33 21 7 65 21/227 12 85 37 23.5 8 80 3 30 13 100 44 26 表 5-2-2 连接管件及阀门的圆锥形管螺纹序号管子公称直径连接管件连接阀门(mm) ( 英寸) 螺纹有效长度( 不计螺尾)(mm) 由管端至基面间的螺纹长度 (mm) 1 英寸长度内螺纹数管端螺纹内径 (mm) 螺纹有效长度( 计螺尾)(mm) 由管端至基面间的螺纹长度 (mm) 1 15 1/2 15 7.5
5、14 18.163 12 4.5 2 20 3/4 17 9.5 14 23.524 13.5 6 3 25 1 19 11 11 29.606 15 7 4 32 11/422 13 11 38.142 17 8 5 40 11/223 14 11 43.972 19 10 6 50 2 26 16 11 55.659 21 11 7 65 21/230 18.5 11 71.074 23.5 12 8 80 3 32 20.5 11 83.649 26 14.5 注：基面是指用手拧紧与开始用工具拧紧管件的分界面(二) 管螺纹加工管螺纹加工分为人工绞板与电动套丝机两种方法。图522a 是管子
6、绞板的构造，在绞板的板牙架上设有 4 个板牙孔， 用于装板牙， 板牙的进退调节是靠转动带有滑轨的活动标盘进行。绞板的后部设有 4 个可调节松紧的卡子，套丝时用以把绞板固定在管子上。图 b 是板牙的构造。 一般在板牙尾部及板牙孔处均有1、2、3、 4序号字，应按编号顺序将板牙装入板牙孔，装错后就套不出合格的螺纹而出现乱丝。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 29 页 - - - - - - - - - 图 5-2-2 绞板及板牙绞板的规格及套丝范围见表523。图
7、 5-2-2 绞板规格及套丝范围使用时，应按管子规格选用对应的板牙，不可乱用。在人工套丝时应避免以下缺陷：1螺纹不正。原因是绞板上卡子未卡紧，因而绞板的中心线和管子中心线不重合，或人工套丝时两臂用力不均匀，绞板被推歪而产生。管子端切割不正也会引起套丝不正。2偏扣螺纹。由于管壁厚薄不均匀而造成。偏扣较大时不可使用，防止受力断裂使燃气漏出。3细丝螺纹。 由于板牙顺序装错或板牙活动间隙太大所造成。另外，手工套丝一般1 个螺纹要23 遍套成，若第二遍与第一遍没有对准，即螺纹轨迹不重合，第一遍套出的螺纹会被第二遍切开成为细丝或乱丝。4螺纹不光或断丝缺扣。由于套丝时板牙进刀量太大或板牙的牙刃不税利，或牙有
8、损坏处以及切下的铁渣积存等原因所致。在套丝时用力过猛或不均匀，也会出现这些缺陷。为了保证螺纹质量，1 次进刀量不宜过大，套1 遍，凋整标盘增加进刀量，再套l 遍。一般要求管径1525mm 的管子宜2 次套成， 25mm 以上的管子分3 次套成。当管端被切成坡口，出现绞板打滑现象，这是因板牙进刀量太大，应用手锤将坡口打平或割去，减小进刀量再套丝。5管螺纹竖向出现裂缝。这是由于焊接钢管焊缝未焊透或焊缝不牢，应割去不用。丝扣套完后，需要试接，以用手拧进23 扣为宜。套成的螺纹应端正、光滑，无毛刺，无断丝、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -
9、 - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 29 页 - - - - - - - - - 偏丝与缺扣，有一定的锥度。连接好后，丝扣外露2 3 扣为宜。人工套丝劳动强度大，故常使用工厂生产的或安装企业自制的多种形式的电动套丝机，应按使用说明书进行操作。(三) 填充材料为了增加管子螺纹接口的严密性和维修时不致因螺纹锈蚀造成不易拆卸，螺纹处一般要加填料。因此，填料既要能充填空隙，又要能防腐蚀。为保证接口长久严密，管子螺纹不得过松，不能用多加填充材料来防止渗漏。燃气管道采用螺纹连接时，不允许用铅油、麻丝密封，防止铅油、麻丝在使用中干裂导致漏气，应采用聚四氟乙烯密封带做螺
10、纹接口的填充料。二、承插连接承插连接主要用于铸铁管的连接。承插式铸铁管与管件的一端为承口，另一端为插口，在承口与插口之间的环形间隙中填人麻丝或胶圈，再用水泥或铅密封，以保证接口的严密。见图523。铸铁管曾经是燃气管道的主要管材之一，近年来已逐渐减少，主要用于输水管道。图 5-2-3 承插式铸铁管接口连接1- 承口； 2- 插口； 3- 铅； 4- 胶圈； 5- 水泥； 6- 浸油麻丝(一) 用作燃气管道接，填抖要求1油麻。用不含杂质、纤维长、韧性好、老皮少的大麻或亚麻放在5的 5 号石油沥青和95的2 号汽油混合液里浸泡晾干，再将油麻丝搓成小股，再把它拧成大股麻辫。使用时可根据承插口间隙的大小
11、，抽若干小股绞紧后使用。油麻的作用是防止管内燃气渗漏，并防止外层填料( 水泥、铅等 ) 进入管内。2青铅。青铅的纯度不小于99 9，铅的纯度愈高，质地就愈柔软。青铅应加热熔化后再用。3水泥。应用500#或 500#以上硅酸盐水泥，使用前应用05mm 的孔眼筛于过筛。不得使用受潮或名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 29 页 - - - - - - - - - 失效水泥，并没有结块和杂物。水灰比一般取1：34( 质量比 ) 。4橡胶圈。 人工煤气中含有多种芳香烃
12、、苯、酚等， 对天然橡胶和一般的合成橡胶有腐蚀作用故应选用耐燃气腐蚀的了腈橡胶。橡胶圈外观应粗细均匀，质地柔软，无气泡、裂纹、重皮，胶圈的物理性能应符合表5-2-4 的要求。表 5-2-4 胶圈的物理性能含胶量() 邵氏硬度( 度) 拉应力(N/m2) 伸长率( ) 永久变形( ) 老化系数(70,72h) 654555 1.6107500 25 0.8胶圈的断面直径应符合表5-2-5 的要求。表 5-2-5 胶圈断面直径(mm)承口与插口间的空隙8 9 10 11 12 13 胶圈断面直径17 18 19 21 22 23 橡胶圈的内环径一般应为插口外径的0850. 87倍。承插接口密封填料
13、性能及用途，见表5-2-6 。表 5-2-6 承插式接口密封填料性能及用途接口名称性能主要填料用途水泥接口刚性橡胶圈水泥1. 中压管道；2. 敷设于车行道下低压管；3. 临近建筑物的低压管油麻水泥埋设于非道路下低压管青铅接口柔性橡胶圈青铅1. 中压管道管件接口；2. 中压管道连接管段的接口；3. 某些场合的特殊要求油麻青铅1. 低压管道管件接口；2. 低压管连接管段接口；3. 无法使用橡胶圈的中、低压管接口(二) 接口的施工1铸铁管、管件检验。铸铁管应有制造厂的名称或商标、制造日期及工作压力符号等标记。内外表面应整洁，不得有裂缝、瘪陷和错位等缺陷；承插部分不得有粘砂及凸起承口根部不得有凹陷；其
14、他部分的局部凹陷不得大于5mm ；间断沟陷、局部重皮及疤痕的深度不大于5壁厚加 2mm ，环状重皮及划伤深度不大于5壁厚加 lmm。内外表面的漆层应完整光洁，附着牢固。施工前应逐根管子用手锤轻轻敲击管端， 如发出清脆的声音，说明管子完好； 如发出破裂之音，说明管子有裂纹，应找出破裂之处，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 29 页 - - - - - - - - - 截去再用。检查管内有无土、石等污物，如有时可用中间挂有棉丝或破布的铁丝，在管内拖拉几次予以清除
15、。2管口清理。用棉丝或破布将承插部分擦干擦净。当用水泥作填料时，为了增加填料与管壁间的附着力，应将承插口的沥青除掉。一般是先用喷灯烧烤，再用钢丝刷清除，最后用破布擦净。3对口要求。铸铁管对口最大间隙见表527。铸铁管环形间隙允许偏差见表527。4接口工作坑。事先在沟槽内管子接口处挖好接口工作坑，其尺寸以向接口内加填料与打口、质量检验方便为准。工作坑的尺寸可参考表529。机械接口按实际情况而定。表 5-2-7 铸铁管对口最大间隙(mm)管径沿直线铺设时沿曲线铺设时75 4 5 100250 5 7 300500 6 10 600700 7 12 表 5-2-8 铸铁管接口环形间隙允许偏差(mm)
16、管径标准环形间隙允许偏差75200 10 +3 -2 250450 11 +4 -2 500700 12 +4 -2 表 5-2-9 铸铁管接口工作坑尺寸(mm)管径宽度长度深度承口前承口后75200 管外径 +600 800 200 300 250700 管外径 +1200 1000 300 400 5青铅接口。(1) 填油麻。把油麻搓成直径大于接口环形间隙三分之一的麻辫。麻辫有用整根的，整根麻辫至少可在插口管上绕3 周；也可用3 根，每根比管子外周长长100150mm 。填油麻时先用枕凿插入接口下侧间隙，并锤击枕凿使插口部分抬起，将油麻绞紧填入缝隙，由接口下方逐渐向上塞进口内。先将底部打实
17、，然后自下而上逐步锤击填实，再绕填第二圈及第三圈油麻，用同样方法填实。四周力求平整，深度为离承口端面4060mm 左右。油麻辫头尾两端搭接长度为5070mm ，搭接处油麻辫两端要适当减细，其位置应放在接口上侧。(2) 填入橡胶圈。用橡胶圈代替油麻，可以减轻体力劳动，胶圈的弹性更能保证接口的严密性。填名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 29 页 - - - - - - - - - 入橡胶圈时，先将胶圈套在插口管上，用两把枕凿插入接口下侧缝隙，使插口管底托起，两把
18、枕凿的间距应小于接口圆周长的三分之一。把管子上侧橡胶圃拉紧，捻凿应贴插口填打。先打入底部胶圈，然后自下而上在两侧交替填打，管上侧最后打人，使胶圈依次均匀滚入环形间隙中。胶圈四周应平整，深度均为 70mm 左右。(3) 熔铅。铅的纯度为999，使用前应检查有无杂质。把铅切成小块，放入铅锅内加热熔化，当铅水加热呈紫红色时即可使用。颜色发白表示欠火，如发红表示过火。可用铁棒测试，当铁棒插入铅水中取出时，铅水不粘在铁棒时方可使用。当铅锅中需要加铅时，应把铅锅从火上抬下来，并把铅块放在火上烧热后慢慢放在铅锅内。防止将冷铅块( 特别是表面有水) 扔在锅内，以免发生液铅飞溅伤人。(4) 灌铅。先将石棉绳浸水
19、湿透，涂上粘土，沿接口缝隙绕接口1 周，相交于接口最高点。石棉绳内外及搭接处用粘土涂抹并修出一个浇铅口，其余部分均用粘土涂封，不使铅水外流。 灌铅操作人员要戴防护面罩、长帆布手套、脚盖布等防护用具。浇灌时应清除表面铅灰，浇灌速度由铅温而定。铅热慢浇，铅冷快浇。灌铅应连续进行，一次灌满，中间不得停顿。小口径管灌铅从正中浇入，两面流入，一次浇足，不得补铅。大口径管应从侧面浇入，使接口缝隙内的空气从另一侧排出，避免缝隙内空气受热膨胀发生爆铅现象。接口缝隙如有水，应阻塞水源，擦干水后再灌。如受潮，可先加入少量机油，然后再从一侧灌铅，速度不宜过快。铅凝固后，取下石棉绳，将泥土擦净。(5) 打铅。 先用小
20、扁凿紧贴插口锤击一周。小扁凿与管轴线成30角。 不可将绕铅口处的积铅凿下，因在灌铅过程中，由于铅水的重力作用，使接口底部密实，而上部较疏松。依次用敲铅凿由下而上锤击青铅，每敲击23 次移动半凿。依次进行，不得跳越敲击。敲击时，敲击凿与插管轴线应保持20左右的角度。青铅与管壁接触处敲击后易产生薄的铅箔，应用小扁凿将铅箔铲除，再修整铅表面。6水泥接口。用500#或 500#以上硅酸盐水泥加水制成。水灰比一般取1：34( 质量比 ) ，水由天气冷热，干湿而略有增减。拌和水泥的容器要干净，拌和时水逐渐加入。拌均匀后用湿布盖上，如在30min 内仍未使用，就不能再用。清洗接口缝隙，用布擦干。填油麻或橡胶
21、圈，操作与青铅接口相同。填塞水泥，把水泥捏紧，由下而上用手塞入接口缝隙，并多次捣实至平承口，然后抹严。水泥接口养护。水泥接口完成，随即填土养护，亦可覆盖草袋浇水养护。当气温低于0时，为防止冻裂，一般不宜作水泥接口。7机械接口。机械接口比承插式接口具有接口严密可靠及抵抗外界震动、挠动等能力的优越性，是输送中压和低压燃气的主要管材之一。接口形式主要有N1型和 S型。 N1型接口操作时，先将承插口工作面清理干净，再将压兰、胶圈与塑料支撑圈先后套入插口端部。对口。 管道下入管沟就位，将承口工作面涂刷润滑剂( 如白厚漆 ) ，再将另一管子插口水平对准已就位管子的承口，然后水平方向推入承口，使其成为一直线
22、，环形间隙均匀。在插入连接时，不得带入泥砂。机械接口的插口插入度是保证密封圈处于最佳位置的主要数据，因此在安装前确定好尺寸，并在插口管上划上标记。稳管。将插口插在承口内找好水平，垫好承口，再将插口垫平，然后将管底用土稳住并夯实。上压兰。将压兰插入承口，用螺栓与管子承口法兰连接。紧固压兰时，先紧管底部螺栓，后紧上部与左右螺栓。要对称交替紧固，用力均匀，压缩量一致。三、法兰连接名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 29 页 - - - - - - - - - 法兰连
23、接主要用于管道与管件及附属设备的连接，如阀门、调压器、波形伸缩节、过滤器等连接。法兰连接拆卸安装方便、接合强度好、 严密性好。 它由法兰 ( 被连接件 ) ，螺栓、螺母 (连接件 ) 与垫片 ( 密封元件 ) 组成。通过拧紧连接螺栓，压紧法兰接触面上的垫，使垫片产生足够的弹塑性变形，将其与法兰压紧面间凹凸不平的微细缝隙填满塞紧，以达到密封之目的。(一) 法兰的类型法兰一般是用钢板加工的，也有铸钢法兰和铸铁螺纹法兰。根据法兰与管子的连接方式不同，法兰可分为平焊法兰、对焊法兰、平焊松套法兰、对焊松套法兰、 翻边松套法兰、螺纹法兰等。见图 5-2-4 。其中，平焊法兰应用最广。常用的密封面型式有以下
24、3 种：1平面型密封面，见图5 25(a) 、(b) 。这种密封面结构简单、制造方便，但垫片易向外挤出，密封性能差，只适于压力不高、介质无毒、非易燃易爆场合。2凹凸型密封面，见图(c) 。垫片对中较好，不易外挤，可用于稍高压力。3榫槽型密封面， 见图 (d) 。垫片较窄， 所需拧紧螺栓的力相应较小，但结构复杂， 更换垫片较难，适用于易燃、易爆、有毒介质以及压力较高的场合。钢制法兰可采用成品，也可以按照国家标准加工。图 5-2-4 法兰的几种型式名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -
25、- 第 8 页，共 29 页 - - - - - - - - - 图 5-2-5 法兰压坚面型式铁铸法兰系铸铁， 与铸铁管与管件铸造为一体。常见的法兰管件有法兰承管、法兰插管、 法兰阀门、法兰弯管 ( 单盘和双盘 ) 、法兰三通 (单盘、双盘和三盘) 、法兰大小头( 单盘、双盘 ) 等。(二) 钢制法兰加工法兰用 A3、20#钢或按设计要求的钢制造。选用的钢板厚度与下料时法兰的外缘和内孔应留有切削加工余量。一般常用氧乙炔割炬切割成环形毛坯后，在车床上切削，然后用钻床钻螺栓孔。管道与阀门或设备等连接时，应按阀门或设备上的法兰配制。法兰表面应平整光洁，不得有裂纹、径向沟槽、斑点、毛刺、砂眼等能降低
26、法兰强度和封密的缺陷。连接法兰的螺栓一般用A3或 A5号钢加工。公称压力超过25MPa的应用 35 号钢加工。螺母的硬度应低于螺栓的硬度，一般用A3 号钢加工。公称压力超过2.5MPa时用 25 号钢加工。现用的螺栓以公制普通螺栓为主。公制普通螺栓的螺纹分为粗扣和细扣两种，螺距25mm 的称为粗扣，螺距小于25mm的称为细扣。管道法兰连接主要使用粗扣。螺栓的直径应按标准法兰孔确定，一般比螺栓孔小12mm 。螺栓长度要适宜，紧固后外露长度不大于2 倍螺距。(三) 法兰连接1. 螺纹连接。螺纹连接是指法兰与管子螺纹连接，用于钢管与铸铁法兰连接，或镀锌钢管与钢法兰的连接。 在加工螺纹时， 管子的螺纹
27、长度应稍短于法兰的内螺纹长度。螺纹拧紧时应注意两个法兰的螺孔对正。若孔未对正，只能继续拧紧法兰或拆卸后重装。不能将法兰回松对孔，以保证接口严密。2法兰连接。平焊法兰、对焊法兰或铸钢法兰与管子连接均用焊接。连接时法兰密封面应保持平行，其偏差不大于法兰外径的151 000 ，且不大于2mm 。法兰连接应保持同轴，其螺栓孔中心偏差一般不超过孔径的5，并保证螺栓自由穿入。管口应凹进法兰1315 倍管壁厚度，不得与法兰接触面子齐，焊接后焊缝不得高出法兰接触面，避免焊渣飞溅在接触面上，以保证法兰的严密性。法兰连接垫片。法兰连接为了接口严密、不渗不漏，必须加垫圈。法兰垫圈厚度一般为2 3mm ，垫片材质根据
28、管内输送介质的性质或同一介质在不同温度和压力的条件下选用，燃气管道常用石棉橡胶板。见表5 210。表 5-2-10 法兰垫圈材料选用表材料名称适用介质最高工作压力(MPa) 最高工作温度()名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 29 页 - - - - - - - - - 低压石棉橡胶板水、空气、燃气、蒸汽、惰性气体1.6 200 中压石棉橡胶板水、空气及其他气体、蒸汽、燃气、氨、酸及碱稀溶液4.0 350 高压石棉橡胶板蒸汽、空气、燃气10 450 法兰垫圈的
29、内径不得小于法兰的孔径，外径应小于相对应的两个螺栓孔内边缘的距离，使垫圈不遮挡螺栓孔；垫圈边宽应一致，周边应整齐，垫片尺寸应与法兰密封面相符，其允许偏差见表5211。表 5-2-11 垫圈允许偏差(mm)法兰密封面形式平面型凸凹型榫槽型公称直径内径外径内径外径内径外径125 +2.5 -2.0 +2.0 -1.5 +1.0 -1.0 125+3.5 -3.5 +3.0 -3.0 +1.5 -1.5 石棉橡胶垫圈应质地柔韧，无老化变质或分层现象。表面不应有折损、皱纹等缺陷。不允许用斜垫斤或双层垫片，因为垫片层数越多，可能渗漏的缝隙越多。对不涂敷粘接剂的垫片，在制作垫片时应留一个手把，以便于安装。
30、见图526。图 5-2-6 法兰垫圈1- 平把； 2-垫圈； 3-法兰盘； 4- 内径； 5- 外径名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 29 页 - - - - - - - - - 法兰连接应使用同一规格螺栓，安装方向一致。紧固螺栓应对称均匀，松紧适度。螺栓紧固后，应与法兰紧贴，不得有楔缝。需加垫圈时，每个螺柱不应超过1 个。螺栓拧紧后，两个法兰密封面应互相平行，其允许偏差，见表5 212。表 5-2-12 法兰密封面平行度允许偏差值四、焊接连接焊接连接是管
31、道中应用最广泛的连接方法，各种钢管、铜管、铅管等均可焊接。焊接连接是将管子接口处及焊条加热，达到使金属熔化的状态，而使两个被焊件连接成一整体。焊接的方法很多，但在燃气管道上最常用的是手工电弧焊、氧乙炔气焊与氩弧焊。焊接的优点是焊口牢固、耐久，严密性好，焊缝强度一般可达到管子强度的85以上，甚至超过母材强度；管段间直接焊接，不需要接头配件，构造简单，成本低，管路整齐美观，使用后运行可靠，不需要经常维修，施工进度快，劳动强度低。(一) 气焊气焊是用氧、乙炔的混合气体燃烧进行焊接，其燃烧温度可达到31003300，工程上借助这个化合过程所放出的高温化学热熔化金属进行焊接。气焊常用的材料和设备如下：1
32、电石 (CaC)。电石是石灰和焦炭在电炉中焙烧化合而成，电石与水作用分解产生乙炔气(C2H2) 。电石在空气中能吸收水分而分解，所以要贮存在铁桶中并盖严密。2氧气。要求纯度达到98以上。 氧气厂生产的氧气是以15MPa的压力注入氧气瓶内，以供使用。3焊条。焊条的金属成分应与管材金属成分一致。焊条表面应干净无锈，无油脂和其他污垢。4氧气瓶及减压器：(1) 氧气瓶是储存和运输氧气的一种高压容器，一般采用低合金钢或优质炭素钢制成。满瓶氧气的压力为 15MPa ，可储存氧气7m3。(2) 减压器是将瓶内高压氧气调节成工作需要的低压氧气，并保持输出的压力稳定。氧气瓶与减压器均忌沾油脂；不可放在烈日下曝晒
33、，应存放在阴凉处并远离火源；与乙炔发生器要有5m以上距离，以防发生安全事故。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 29 页 - - - - - - - - - 5乙炔发生器：钟罩式乙炔发生器( 见图 527) 在工地应用较多，属于低压式( 乙炔压力0025O 03MPa)发生器。钟罩中的电石篮子沉入水中后即产生乙炔气，乙炔气聚集在钟罩内并使钟罩浮起，电石亦由水中提起，停止产生乙炔。随着乙炔的消耗，钟罩内压力降低，钟罩与电石再次落入水中，电石与水接触又产生乙炔气
34、。如此循环，直至电石反应完毕。钟罩上端装有橡胶防爆膜，当发生回火或温度太高时，防爆膜即爆破，以防发生爆炸事故。滴水式乙炔发生器是采取向电石滴水产生乙炔气，调节滴水量可以控制产气量。这种发生器既节省电石，又比较安全。当用气量大和用气点多时，可设集中式乙炔发生站，将乙炔气装入钢瓶，运至各用气点使用。图 5-2-7 钟罩式乙炔发生器乙炔是具有爆炸性的气体，使用时应严格遵守安全操作规程，防止发生爆炸事故。乙炔发生器距建筑物不应小于5m ；周围要严禁烟火；要配置保险罐，防止焊炬回火；钟罩式发生器要经常更换清水，避免产气处温度过高而爆炸。6. 橡胶管。橡胶管必须具有足够承受气体压力的能力，并应质地柔软、重
35、量轻，以便于操作。目前使用的橡胶管是用优质橡胶夹着麻织物或棉织纤维制成的。氧气胶管能承受2MPa的气体压力，呈黑色或绿色，一般胶管内径为8mm ，外径为 18mm 。乙炔胶管能承受05MPa的气体压力，表面呈红色，一般胶管的内径为8mm ，外径为 16mm 。胶管长度一般为30m 。橡胶管应可靠地固定在焊炬、减压器和乙炔发生器的接头处，并应经常作气密性试验检查。在用新的胶管时，应先将管内壁的滑石粉吹干净，防止焊炬被堵。胶管不得沾染油脂。7焊炬。焊炬又称焊枪，它将氧气和乙炔气按一定比例混合，并以一定速度喷出燃烧，产生适合焊接要求的、燃烧稳定的火焰。应用最多的是吸射式焊炬。吸射式焊炬的构造原理：如
36、图528 所示，当开启氧气阀5，具有一定压力的氧气便经氧气导管名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 29 页 - - - - - - - - - 进入喷嘴 4，并高速喷入射吸管3，使喷嘴同空间形成负压，而将乙炔导管7 中的乙炔 ( 打开乙炔阀8时 ) 吸入射吸管3，经混合气管2 充分混合后由焊嘴1 喷出点燃而成火焰。图 5-2-8 射吸式焊炬构造原理图1- 焊嘴； 2- 混合气管； 3- 射吸管； 4- 喷嘴； 5- 氧气阀； 6- 氧气导管； 7-乙炔导管；
37、 8- 乙炔阀管道焊接多使用H016 焊炬。该焊炬有5 个焊嘴。 15 号焊嘴孔径分别为O 9mm 、10mm 、11mm 、1. 2nun 、1 3mm ，供焊接厚为26mm 低炭钢板 ( 或钢管 )时更换使用。射吸式焊炬规格见表52 13。表 5-2-13 射吸式焊炬规格型号焊接钢板厚度(mm) 压力 (MPa) 可换焊嘴个数焊嘴孔径范围(mm) 焊炬总长度(mm) 氧气乙炔H01-2 0.5 2 0.1 0.25 0.01 1.2 5 0.5 0.9 300 H01-6 26 0.2 0.4 5 0.9 1.3 400 H01-12 612 0.4 0.7 5 1.4 2.2 500 H
38、01-20 1220 0.6 0.8 5 2.4 3.2 600 8气焊。管道气焊采用对接，当管壁厚度大于35mm 时，必须开坡口，坡口形式与尺寸见表5214。表 5-2-14 气焊对口型式及组对要求(mm)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 29 页 - - - - - - - - - 氧乙炔焊一般适用于外径小于或等于57mm 、壁厚小于或等于35mm 的碳素钢管道焊接。焊接低碳钢气焊条常用H08、H08A等，气焊条的直径为24mm 焊条的直径要根据焊件厚
39、度而定，如果焊条直径太小，而焊件较厚，在焊接时焊件尚未熔化而焊条却已熔化下滴，这就会造成熔合不良。相反，如果焊条直径过大，则为了使焊条熔化就需较长的时间加热，从而焊件热影响区过大，降低了焊缝的质量。气焊的焊接方式，按操作位置的不同，可分为平焊、立焊、仰焊。管道固定焊口，气焊包括了这三种焊法，比较难焊，立焊宜由下向上焊，采用较细的焊条；仰焊较难，焊炬和焊条更要配合适当，同时焊炬要不断地离开熔池，严馅控制熔池温度，以使焊缝不过烧或形成焊瘤。应尽量减少固定焊口。采用滚动焊接，由于管子可以自由转动，焊缝熔池始终可以控制在方便的位置施焊。(二) 电弧焊接电弧焊接可分为自动电弧焊接和手工电弧焊接。大直径管
40、口的焊接用自动电弧焊可保证焊接质量和速度，又可节省劳动力。目前手工电弧焊应用较广。手工电弧焊采用直流电焊机或交流电焊机均可。用直流电焊机焊接时电流稳定，焊接质量好， 但施工现场往往只有交流电源，如采用直流电焊接，需用整流机将交流电变为直流电。为了使用方便，故施工现场一般采用交流焊接。1电焊机与工具。燃气管道工程常用交流电焊机，它的构造简单，结实耐用，价格便宜，容易检修。电焊机山变压器、电流调节器及振荡器等组成。电焊变压器是为了保证安全，将焊接电压降至安全电压。常用电源的电压为220V或 380V，经过电焊变压器变压后输出电压降为5565V的安全电压，供焊接使用。电流调节器。由于焊件的厚薄不同，
41、需对焊接电流进行调节。焊接较薄的焊件用小电流和细焊条，焊厚焊件用大电流和粗焊条。焊薄焊件用过大电流时，容易将焊件烧穿；而焊较厚的焊件用过小的电流时，则焊不透。所以电流过大或太小均影响焊接质量。振荡器用以提高电流的频率，将电源的频率由50Hz提高到 250kHz；使交流电的交变间隔趋于无限小，增加电弧稳定性，以利焊接和提高焊缝质量。电焊钳用来夹持焊条并传导电流。焊工手持电焊钳进行焊接，要求电焊钳必须有良好的导电性，长名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 29 页
42、 - - - - - - - - - 时间使用不发热，能在各个方向上夹住各种直径的焊条，绝缘性能好，重量轻等。常用电焊钳的规格见表 5215。表 5215 常用电焊钳规格型号适用最大电流(A) 适用焊条直径(mm) 适用电缆规格 (mm) 全长(mm) 重量(kg) G352 300 25 直径 0.2131672根240 0.45 G582 500 48 直径 0.31700 根290 0.70 电焊软线是连接电焊机与焊件、焊机与焊钳的， 一般是紫铜线外包橡胶绝缘层而成。电焊软线应具有良好的导电性和绝缘性，并有足够的长度和适当的截面积。选用时依据焊接电源来选用，见表5 2 16。表 5216
43、 焊接软线选用表导线截面积 (mm2) 25 35 50 70 最大允许电流 (A) 140 175 225 280 面罩的作用是用以挡住飞溅的金属和电弧中的有害光线，以保护眼睛和头部。面罩有头戴式和手握式两种。 面罩上的护目玻璃是用来降低电弧光的强度和过滤红外线、紫外线； 焊工通过护目玻璃观察熔池，掌握焊接过程。为了防止护目玻璃被飞溅金属损坏，应在护目玻璃前另加普通玻璃。护目玻璃常用牌号与性能见表5-2-17 。表 5 217 护目玻璃牌号与性能玻璃片号颜色深浅用途11 最暗供电流大于350A时焊接用10 中等供电流在100350A焊用9 较浅供电流小于100A时焊接用手套是用来保护焊工的双
44、手不受弧光和飞溅金属的损伤，并有绝缘作用，一般用皮革、帆布制成。另外，还有尖头榔头、钢丝刷等，用以清理焊渣等。2手工电弧焊。在购- 电极之间的气体中，长时间的强烈放电称电弧。电弧放电时会产生大量的热量并发出强烈的光线。电弧焊就是利用电弧放热来熔化焊条和焊件而进行焊接的。电弧由阴极、弧柱和阳极组成。见图52 9。电弧产生于焊条1 与焊件 2 之间，阴极部分3 位于焊条末端，阳极4位于焊件表面，弧柱部分5 呈锥形，弧柱四周被弧焰6 包围。弧柱中心温度可达6 0007000。常用的引弧方法有；接触引弧法：将焊条垂直与焊件碰击，然后迅速将焊条离开焊件表面45mm ，即产生电弧。名师资料总结 - - -
45、精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 29 页 - - - - - - - - - 擦火引弧法：将焊条像擦火柴一样擦过焊件表面，迅速将焊条提起，距焊件表面45mm ，产生电弧。图 5-2-9 焊接电弧示意图1- 焊条； 2-焊件； 3- 阴极部分； 4- 阳极部分； 5- 弧柱部分； 6- 弧焰熄弧：熄弧时应将焊条端部逐渐往坡口边斜前方拉，同时逐渐抬高电弧，以逐渐缩小熔池，从而减少液体金属和降低热量，使熄弧处不产生裂纹、气孔等。焊件本身的金属称为基本金属，焊条熔滴过渡熔池的金属称为焊
46、着金属；由于电弧的吹力，使焊件底部形成一个凹坑叫熔池。焊。着金属与基本金属在高温下熔合，冷却后形成焊缝。焊缝表面覆盖的一层渣壳叫焊渣。 焊条熔化末端到熔池表面的距离称弧长。基本金属表面到熔池底部的距离称作熔深。如图 5210 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 29 页 - - - - - - - - - 图 5-2-10 电弧焊过程1- 焊件； 2- 焊渣； 3-焊缝； 4-熔池； 5-焊条； 6-电弧长； 7- 熔深运条方法：焊接时焊条同时存在3
47、个基本动作，即直线动作，横向摆动、焊条送进动作。如图5211 所示。横向摆动几种简单的横摆形象动作图形，如图52 12 所示。在实际操作中，应根据熔池形状、大小的变化，灵活调整运条动作，使三者协调好。将熔池控制在所需的形状与大小范围内，不应受上述图形的约束。直线动作的快慢代表焊接速度，焊接速度的变化主要影响焊缝金属横截面积。焊条送进动作代表焊条熔化的快慢，可通过改变电弧长度来调节熔化的快慢。弧长的变化将影响焊缝的熔深和熔宽。图 5-2-11 运条三动作Va横向摆动速度；Vb直线焊接速度；Vc焊条送进速度；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
48、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 29 页 - - - - - - - - - 图 5-2-12 横向摆动(a) 多用于各种位置焊接的第一层及薄板焊接；(b) 、(c) 多用于平焊、立焊、仰焊的表面焊接；(d) 适用于平焊的表面焊接；(e) 适用于横缝接3. 焊接工艺的选择。首次使用的钢， 若无齐全的该钢材焊接性能试验报告，应进行焊接性能试验。焊接性能试验可参照现行的有关标准。在确定钢材的焊接性能后，应验证拟定的焊接工艺能否获得预定的焊接接头机械性能，应进行焊接工艺评定。管道的焊接工艺评定宜参照现行的压力容器焊接工艺评定 (JB 3964) 执
49、行。施焊前， 应根据工艺试验结果编制焊接工艺说明书。焊接工作应根据焊接工艺说明书进行，其主要内容包括：焊接材料、焊接方法、坡口型式及制备方法、焊口组对要求及公差、焊缝结构型式、焊接电流种类和极性、指定检验方法等。4焊条。焊条应与钢管的化学成分及机械性能相近，工艺性能良好。焊条的存放应做到防潮、防雨、防霜、防油类侵蚀。焊条在使用前应按出厂证明书的规定或下列要求烘干：(1) 低氢型焊条烘于温度为350400，恒温时间应为1h；(2) 超低氢型焊条烘干温度为400450，恒温时间应为1h；(3) 纤维素型下向焊条烘干温度为7080为宜，不得超过100，恒温时间应为05lh ；(4) 经过烘干的低氢型
50、焊条，应放入温度为100150的恒温箱内，随用随取；(5) 现场用的焊条，应放在保温筒内；(6) 经烘干的低氢焊条( 不包括在恒温箱内存放的焊条) ，次日使用时应重新烘干，重新烘干次数不得超过两次；若发现焊条有药皮裂纹和脱皮现象，不得用于管道焊接。纤维索型下向焊焊条施焊时，一旦发现焊条药皮严重发红，该段焊条应报废。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 29 页 - - - - - - - - - 5. 电源种类及极性。当使用钛钙型结422、低氢型结506 焊条