卡压式与焊接式、沟槽式几种连接方式比较 管道质量=产品质量+连接方式+安装质量

2018-09-11

一、定义

1、卡压式:以带有密封圈的承口管件连接管道,用专用工具压紧管口而起密封和紧固作用的一种连接方式。常规卡压规格DN15-DN100可使用卡压式连接。

(1)卡压式分为单卡压式(D型管件)与双卡压式(S型管件)。

(2)单卡压是卡头部分只卡一边。双卡压是卡头部分左右两边同时卡紧。   

 

      

      

图一:单卡压(D型管件)      图二:双卡压(S型管件)

 

2、氩弧焊接式:管材与管件通过钨极氩弧焊(TIG焊)熔焊焊接而成,通称“无接头连接”的一种连接方式。

1)氩弧焊接式分为承插氩弧焊式(DN15-DN100)与对接氩弧焊式(DN125及以上)。

2)承插氩弧焊式是用管材插入管件承口后,用钨极氩弧焊熔焊焊接而成。对接氩弧焊式是用管材与管件对接,在管件端口部位打好坡口,用钨极氩弧焊熔焊焊接而成。

               



   图三:承插氩弧焊接            图四:对接氩弧焊接

 

3、沟槽式:管材与管件通过现场在管材上用专用沟槽机沟槽好后,再用专用卡箍把管材、管件通过橡胶垫片密封的一种连接方式。常规规格DN125-DN300可用沟槽式连接。

       

                       



图五:沟槽管件                 图六:沟槽卡箍

二、特点、缺点及使用寿命

1、卡压式:

(1)特点:属于“机械接头”连接,橡胶圈均压成六角形状。

(2)缺点:橡胶圈密封容易老化,卡压“死连接”不能更换密封圈,后期无法维修,且不能输送热水(图七)。

(3)使用寿命:由橡胶圈寿命和机械接口寿命决定。

2、氩弧焊接式:

(1)特点:属于“无接头连接”,安全可靠,一劳永逸,适用范围广。且承插氩弧焊接式不需要添加任何焊丝,产品设计时,预留了焊接部分,省工省时,有利于焊缝质量的提高。

(2)缺点:安装需要专业氩弧焊工。

(3)使用寿命:可和建筑同寿命

3、沟槽式:

(1)特点:属于“机械接头连接”,橡胶圈在卡箍内部,如后期橡胶圈老化后,可更换橡胶圈。

(2)缺点:造价成本过高,且因不锈钢粘性大,在现场管材沟槽时,不容易把握好尺寸,容易造成漏水。

(3)使用寿命:由橡胶圈和沟槽尺寸决定。


 

图七:采用橡胶圈密封时的工作压力和温度要求

(节选国家建筑标准设计图集10S407-2

三、几种连接方式的最小拉拔阻力比较

根据国家建筑标准设计图集10S407-2《建筑给水薄壁不锈钢管道安装》显示,经耐压、气密、拉拔、负压和盐雾等试验,其各项数据表明,氩弧焊接式连接的强度和密封等性能,较其他机械方式连接具有明显的优势,焊接式连接的拉拔力为机械式连接的至少3倍以上


 

图八:各类管道连接方式最小拉拔阻力

(节选国家建筑标准设计图集10S407-2

四、综上所述,不锈钢水管、管件的连接方式从造价成本、安全性能、使用寿命、维修成本等因素考虑,氩弧焊接式比卡压式、沟槽式具有明显优势。故,推荐使用氩弧焊接式不锈钢水管、管件。

五、那么在现场安装施工过程中,安装质量需要注意哪几点呢?

1、承插氩弧焊连接应按下列步骤进行

1 配管:用管割刀或砂轮切割机(砂轮片应专用)切割钢管,并修净端头毛刺

2  装配:将钢管插入管件承口;

3焊接:用钨极氩弧焊(TIG焊)将承口端部作环状一圈的焊接;

4焊缝处理:抛光处理

5焊接连接采用TIG焊时要求小电流、快速度,其焊接工艺参数推荐值见表1(实际根据现场情况而定)

 

1  承插焊(TIG焊)焊接工艺参数推荐值

无脉冲焊接

管壁厚

mm

钨极直径

mm

焊接电流

A

焊接速度

mm/min

气体流量

l/min

0.6

2

1220

60130

5

0.8

1825

130180

1.0

3545

180260

1.2

4560

220280

1.5

5575

220280

 

6承插式管件端口预留焊丝部分,焊接连接时不需填充焊丝(直接焊接管材、管件端口部位)。既节约焊料,又符合TIG焊的施焊要求,能提高焊缝质量。

 

2对接焊连接应按下列步骤进行

1配管:用管割刀或砂轮切割机(砂轮片应专用)切割钢管,并修净端头毛刺;

2坡口:将钢管与管件的焊接部位开坡口;  

3焊接:用钨极氩弧焊(TIG焊),将钢管与管件作环状一圈的焊接;

4焊缝处理:抛光处理。

5对接焊焊接工艺参数推荐值见表2(实际根据现场情况而定)

2  对接焊(TIG焊)焊接工艺参数推荐值

无脉冲焊接

管壁厚

mm

钨极直径

mm

焊接电流

A

焊接速度

mm/min

气体流量

l/min

第一道

第二道

第一道

第二道

2.0

2.0

6070

5060

180200

80100

6

2.5

8090

5060

180195

7585

3.0

90100

6070

190210

8595

4.0

100110

7080

200220

6575

4.5

110120

7080

200220

6575

5.0

110120

7080

170190

6575

注:1TIG焊第一道采用不填焊丝,第二道采用填焊丝。

2)第一道以TIG焊打底后,其余各层允许采用焊条电弧焊。当管壁厚不大于3mm时,也允许一道焊接。

6钢管、管件开坡口应符合《钢制对焊无缝管件》GB/T12459的均规定:如壁厚小于3mm的奥氏体不锈钢管及管件,按GB/T12459规定端部可制成直角或轻微倒角。

 

7对接焊焊接时,一般宜添加焊丝(条),供选用的牌号见表3

3  焊丝、焊条选用推荐表

管材、管件材质(新牌号/老牌号)

焊丝(YB/T5091*

焊条(GB/T983**

06Cr19Ni10/0Cr18Ni9

H08Cr21Ni10

E308E308H

022Cr19Ni10/00Cr19Ni10

H03Cr21Ni10

E308LE308MoL

06Cr17Ni12Mo2/0Cr17Ni14Mo2

H08Cr20Ni11Mo2

E316E316H

022Cr17Ni12Mo2/00Cr17Ni14Mo2

H04Cr20Ni11Mo2

E316L

* 焊接用不锈钢丝(YB/T5091

** 不锈钢焊条(GB/T983

 

3、注意事项

1焊机。宜选用TIG焊氩弧焊机或WS两用焊机,有条件的可选用自动氩弧焊机。推荐型号有:深圳佳士TIG 200S或者TIG 160S深圳瑞凌等。125以下的管件使用160以下的焊机,125以上(含125)管件使用200A

2氩气。氩气纯度要大于或等于99.99%,氩气纯度越高,焊接施工时保护效果越好,则焊接质量越好。

3钨极。宜用钍钨极或者铈钨极,直径1.6mm2.0mm

 

4地线。应使用304不锈钢材质。一般焊机的地线大都是碳钢材质,我们在焊接施工时应把碳钢的地线夹到不锈钢上面,把焊件接触到不锈钢上面进行焊接。

5焊接

  1)操作时以腰部中心上体半径为动力,转动上体由右向左旋转,这样焊接既易观察熔池,又能更好的保护熔池,待电弧正常燃烧形成熔池后,电弧作横向并向前运弧,将承口端部作环状一圈的焊接,以控制熔池大小及熔池温度,其焊枪与管材的角度,厚度0.6-2.5,焊接垂直10°-15°,焊接水平角度50°-75°钨极伸出长度为4-8MM,钨极端部距工件距离为1-1.5MM,喷嘴到焊缝距离为5-10MM,施焊中间停弧或焊接结束时,要用衰减法熄弧,既收弧时,将焊枪轻移至坡口外,停电弧熄灭,再立即将焊枪收至收弧处,继续送气3-5秒,使焊接熔池在延时气体的保护下冷却,以防止产生缩孔、裂纹。焊后在自然环境下进行冷却。

  2)焊接时电流调至合适。焊接电流太大,焊缝容易出现下塌和咬边,而且会导致钨极烧损,焊接电流太小,电弧不稳定和偏吹,易产生末焊透夹渣和气孔等缺陷,出现这种问题是,把钨针磨一下,调好合适的电流再焊接。

 3)焊缝检查:

     ?焊工对所有焊缝的表面质量必须做100%的自检。

     ?焊缝表面不允许有裂痕、气孔、未熔合、超规咬边等缺陷。

     ?焊缝不允许有严重氧化或过烧(指焊缝正面或反面发黑起渣)。

  4)在焊接前检验焊机运行正常,检验焊机正负枪是否正常:

       ? 检验负枪开关和气管是否漏气。

       ? 检验正枪夹子是否松脱,如果松脱请直接换掉,防止造成不必要的麻烦。

       ? 正枪有时候因为负枪自动打火,也会造成管子烧坏。

    5)在焊接前必须把管材、管件焊口边保证干净(如石灰水、水泥), 管件和管材端口部在水泥地磨拉伤痕必须清理干净再焊接,防止造成不必要的麻烦。

   6)焊接时要求小电流,快速度。接头焊缝应均匀,且焊缝颜色呈银白、金黄、蓝色、紫蓝色或者是红灰色,如果呈灰色或黑色则为不好。

   7)焊缝颜色不好的原因

1)电流过大。(2)氩气纯度低。(3)风大。(4)焊机老化。

   8)应对措施

1)焊接工艺参数应参照表1。(2)更换氩气,使氩气的纯度大于99.99%,还要使氩气的流量恒定在4L/mim~8 L/mim之间。(3)采取避风措施。(4)请专业人员对焊机进行调试或维修。

   9)焊接时掌握电流、速度,不得过焊或焊不透现象,严禁气保护不到位情况下进行焊接

10)焊接时需要添加焊丝时,必须使用比母材高一个以上级别的焊丝。

6安装

   1)管路按图布线后,宜将焊接位置较难的接头,尽量在地面上以平焊形式完成。

   2)与阀门、水嘴等管路附件连接时,可选用相应的转换接头。

   3)不锈钢管材和管件不应与碳钢管直接连接或与碳钢支架等直接接触。否则应在不锈钢和碳钢之间衬垫橡胶、塑料、木托等将其隔开。

   4管道穿越地下室或外墙时,应采取严格的防水措施。

 

7试压

   1)在焊接结束后应进行试压试压时必须使用干净的自来水!禁止使用地下水、河水等未经化验合格的水质进行试压。也禁止使用胶桶类的器皿所装的自来水试压。

   2)试压结束后,应把管道内的试压存水放净。

   3横管施工时一定要统一留有坡度,便于后期放水。

8保温。可采用酚醛泡沫(PF)、发泡聚乙烯(PEF)、泡沫橡塑(PVC/NBR)等管壳保温制品,对不锈钢管进行保温,切不可使用含有可溶性氯化物的保温材料,切不可在钢管表面涂沫胶水,保温材料接口处宜使用防腐胶带且不与管件直接接触

 

9)管材和管件不宜与水泥浆、水泥砂浆,拌合混凝土直接接触。确实需要暗或埋地,需有防腐措施管材,管件上不得接触任何带胶物资,如:缠绕胶带、刷胶、直接接触水泥等污染物质,如需保护请使用不含胶的塑料薄膜自上而下缠绕

10)仓储:管道在运输至现场后:

1)下货时切忌不能直接从货车上拖拽管材卸货,防止管材变形和因外壁划伤后导致的货车铁制箱板对管材的划伤部位电位腐蚀。

2)管材应存放在室内干燥、通风、干净的环境中,切忌不可直接暴露在室外随意堆放。

3)管材不可与铁制类物品直接接触,应用专用的货架内层包塑后堆放,且不可与铁制类物品混合堆放。

 

11焊接连接(承插焊、对接焊)适用于室外公共场所和室内明装、暗敷场所,因焊接接头强度高、刚性大(耐压力、拉拔力都大大超过机械接头),尤其适用于高层建筑泵房管道、立管、嵌墙管等隐敷场所。

12管道连接及安装除满足上述要求外,还应符合国家建筑标准设计《建筑给水薄壁不锈钢管道安装》10S407-2等国家现行有关标准的规定。

 

 


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