四、合金钢及有色金属管道
(一)合金钢管道安装
1.合金钢管牌号
2.合金钢管安装
(二)不锈钢管道安装
1.常用不锈钢管
不锈钢按其金相组织分为:奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢;按耐腐蚀性能分为:耐大气腐蚀、耐酸碱腐蚀和耐高温不锈钢。不锈钢管具有较高的电极电位,表面致密氧化膜和均匀的内部组织以及很高的耐腐蚀性。
2.不锈钢管道安装
(1)不锈钢管及管件应有制造厂的合格证书、化学成分和力学性能等资料;外观不得有裂缝、起皮、机械损伤等现象,对表面机械损伤应进行修整并使其保持光滑,同时要进行酸洗及钝化处理;输送腐蚀介质的不锈钢管又未注明晶间腐蚀试验结果的,应进行晶间腐蚀的试验;不锈钢管的运输与存放应避免与碳钢材料相互碰撞、摩擦、挤压,同时应注意防止雨水、铁锈等的腐蚀。
(2)不锈钢具有较高的韧性及耐磨性,因此宜采用机械和等离子切割机等进行切割,注意切割速度不宜过快;采用砂轮机切割或修磨时应使用不锈钢专用砂轮片,不得使用切割碳素钢管的砂轮,以免受污染而影响不锈钢管的质量。高压不锈钢管子切断前应移植原有标记。管子切口端面倾斜偏差不应大于管子外径的1%,且不得超过3mm。
(3)不锈钢管坡口宜采用机械、等离子切割机、砂轮机等制出,用等离子切割机加工坡口必须打磨掉表面的热影响层,并保持坡口平整。
(4)不锈钢管组对时,管口组对卡具应采用硬度低于管材的不锈钢材料制作,最好采用螺栓连接形式。严禁将碳素钢卡具焊接在不锈钢管口上用来对口。
(5)不锈钢管焊接一般可采用手工电弧焊及氩弧焊。
壁厚大于16mm的管子焊前应预热,焊接后应对焊缝及附近表面进行酸洗及钝化处理。酸洗的目的是除去氧化皮,因焊接受热后都会产生一层氧化皮,将直接影响管道的耐腐蚀性能;钝化的目的是为了使不锈钢表面产生一层无色致密的氧化薄膜,起耐腐蚀作用。酸洗常用酸液或酸膏酸洗,酸液酸洗又有浸洗和刷洗两种方法。
(6)法兰连接可采用焊接法兰、焊环活套法兰、翻边活套法兰。不锈钢法兰应使用不锈钢螺栓;不锈钢法兰使用的非金属垫片,其氯离子含量不得超过50×10-6。
(7)不锈钢安装时不得用铁质的工具及材料敲击和挤压;在碳钢支、吊架与不锈钢管道之间应垫入不锈钢片,使碳钢支、吊架与不锈钢管道不直接接触;不锈钢管道穿墙及穿楼板时应加装套管,其间隙不应小于10mm并填塞绝缘物,绝缘物中不应含有铁质杂质。
(三)钛及钛合金管道安装
1.常用钛及钛合金钢管
钛管管件采用管子焊制。钛的耐蚀性优异,与不锈钢的耐蚀性差不多,在某些介质中的耐蚀性甚至比不锈钢更高。钛在海水及大气中具有良好的耐腐蚀性,对常温下浓度较稀的盐酸、硫酸、磷酸、双氧水及常温下的硫酸钠、硫酸锌、硫酸铵、硝酸、王水、铬酸、苛性钠、氨水、氢氧化钠等耐蚀性良好,但对浓盐酸、浓硫酸、氢氟酸等耐蚀性不良。
2.钛及钛合金管道安装
(1)钛及钛合金管及管件在安装前必须进行检查,应具有制造厂合格证和质量证明书(包括牌号、炉号、规格、化学成分和力学性能);内外表面应光滑、清洁、无针孔、裂缝、划痕、折叠和过腐蚀等缺陷;管材内、外表面的局部缺陷应予清除,清除后外径或壁厚不得有超出规定的负偏差值;其端部应平整无毛刺,壁厚应符合要求。钛及钛合金管运输及存入时应注意不与铁质材料接触、碰撞。
(2)钛及钛合金管的切割应采用机械方法(手工锯、锯床、车床等),切割速度应以低速为宜,以免因高速切割产生的高温使管材表面产生硬化;钛管用砂轮切割或修磨时,应使用专用砂轮片;不得使用火焰切割。坡口宜采用机械方法加工。切口平面最大垂直偏差为管子直径的1%,且不得超过3mm;管子加工切断前,必须移植原有标记,以保证正确识别管子的材质。钛材管子易受铁离子污染,故移植标记时,不得使用钢印。
(3)钛及钛合金管焊接应采用惰性气体保护焊或真空焊,不能采用氧—乙炔焊或二氧化碳气体保护焊,也不得采用普通手工电弧焊。焊丝的化学成分和力学性能应与母材相当;若焊件要求有较高塑性时,应采用纯度比母材高的焊丝。焊接设备应采用使用性能稳定的直流氩弧焊机,正接法。外表面温度高于400℃的区域均应用氩气保护。
(4)钛及钛合金管安装时不得用铁质的工具及材料敲击和挤压;在碳钢支、吊架与钛及钛合金管道之间应垫橡胶板或软塑料板,使其不与钛及钛合金管道直接接触;钛及钛合金管道穿墙及穿楼板时应加装套管,其间隙不应小于10mm,并填塞绝缘物,绝缘物中不应含有铁质杂质。
(5)钛及钛合金管与其他金属管道可采用法兰连接。由于钛及钛合金材料价格较贵,故不采用钛材制作法兰。法兰连接方式有焊环活套法兰和翻边活套法兰,其中钛合金管只能使用焊环活套法兰。使用的非金属垫片一般为橡胶垫或塑料垫,并应控制氯离子含量不得超过50×10-6。
(四)铝及铝合金管道安装
1.常用铝及铝合金管
常用铝及铝合金管有纯铝L2、L3、L4等制造的铝管和防锈铝合金LF2、LF3、LF5、LFI1、LF21等制造的铝合金管,最高使用温度为150℃(其中LF3、LF5、LFI1的最高使用温度为66℃),还可用于低温(0~-196℃)介质中,适用压力一般不超过0.6MPa。铝在多种腐蚀介质中具有较高的稳定性,铝的纯度越高,其耐腐蚀性越强。在铝中加入少量铜、镁、锰、锌等元素,就构成铝合金,其强度增加,但耐腐蚀性能降低。由于铝的力学强度低,且随着温度升高力学强度明显降低,铝管的最高使用温度不得超过200℃;对于有压力的管道,使用温度不得超过160℃。在低温深冷工程的管道中较多采用铝及铝合金管。
2.铝及铝合金管道安装
(1)铝及铝合金管安装前应进行外观检查,应无裂缝、起皮、氧化、大于0.03mm深度的纵向划痕等现象,壁厚符合要求;由于材质较软,运输与存放应注意避免碰撞、挤压、擦伤管材,存放时应与铁、不锈钢、铜等金属隔离,以免引起电化学腐蚀。
(2)铝及铝合金管安装前的管段调直,应逐段进行,使用木制等质地较软的工具,避免管子与钢平台及混凝土平台或砂石地面直接接触,以防管子表面刮伤、划伤;切割可用手工锯条、机械(锯床、车床等)及砂轮机,不得使用火焰切割;坡口宜采用机械加工,不得使用氧—乙炔等火焰;固定管子的器具与管子之间应垫以木板以免夹伤管子。
(3)铝及铝合金管连接一般采用焊接和法兰连接。焊接可采用手工钨极氩弧焊、氧—乙炔焊及熔化极半自动氩弧焊;当厚度大于5mm时,焊前应全部或局部预热至150~200℃。氧—乙炔焊主要用于焊接纯铝、铝锰合金、含镁较低的铝镁合金和铸造铝合金以及铝合金铸件的补焊。采用氧—乙炔焊时,焊前预热温度不得超过200℃。
(4)焊接后使焊缝接头在空气中自然冷却,直至能用手直接触摸时方可进行焊后的清理工作;用60~80℃的热水冲洗,并用毛刷或铜刷将焊缝区域内的残渣洗刷干净,然后用30%硝酸溶液洗涤,再用清水冲洗;干燥后如焊缝区域内仍有白色斑点,说明仍有溶剂未清理干净,必须重新处理,直至清除为止。
(5)管道支架间距应比钢管密一些,热轧铝管的支架间距可按相同管径和壁厚的碳钢管支架间距的2/3选取,冷轧硬化铝管按相应碳钢管3/4间距选取。管子与支架之间需垫毛毡、橡胶板、软塑料等进行隔离。
(6)管道保温时,不得使用石棉绳、石棉板、玻璃棉等带有碱性的材料,应选用中性的保温材料。
(五)铜及铜合金管道安装
1.常用铜及铜合金管
常用的铜管有紫铜管、黄铜管两种。紫铜(工业纯铜)管的常用牌号为T2、T3、T4、TUR等;黄铜管(铜合金)的常用牌号为H62、H68、H85、HPb59-1等,分为软质、半硬质和硬质三种。铜及铜合金通常应用在深冷工程和化工管道上,用作仪表测压管线或传送有压液体管线,当温度大于250℃时不宜在有压力的情况下使用。
2.铜及铜合金管道安装
(1)供安装用的铜及铜合金管,表面与内壁均应光洁、无裂缝、结疤、层裂及气孔,黄铜管不得有绿锈和严重脱锌。外观检查:管壁厚小于等于2mm的,纵向划痕深度不得超过0.04mm;管壁厚大于2mm的,纵向划痕深度不得大于0.05mm;用作导管时纵向划痕深度不得超过0.3mm;偏横向的凸凹高度与深度不得大于0.35mm;瘢疤、碰伤、起泡及凹坑,其深度不得超过0.03mm,其面积不应超过管子表面积的30%。用作导管时其面积不应超过管子表面积的0.5%。
(2)铜及铜金管的切口可用手工钢锯、砂轮切管机;因管壁较薄且铜管质地较软,制坡口宜采用手工锉;厚壁管可采用机械方法加工;不得用氧—乙炔焰切割坡口。
(3)铜及铜合金管因热弯时管内填充物不易清理,应采用冷弯。管径大于100mm者采用压制弯头或焊接弯头,弯管的直边长度不应小于管径,且不应小于30mm。
(4)铜及铜合金管的连接方式有螺纹连接、焊接(承插焊和对口焊)、法兰连接(焊接法兰、翻边活套法兰和焊环活套法兰)大口径铜及铜合金对口焊接也可用加衬焊环的方法焊接。
(5)黄铜管焊前预热温度为:壁厚5~10mm时,400~500℃;壁厚大于15mm时,550℃;黄铜管采用氧—乙炔焊时,预热宽度以焊口中心为基准,每侧150mm;焊接后,焊缝应进行焊后热处理,其温度为400~450℃;软化退火处理为550~600℃。热处理应在焊后及时进行。
(六)铸铁管道安装
1.铸铁管管材检验
2.铸铁管承插连接一般工序及方法
(1)管口处理。铸铁管口端的沥青及杂物可用火焰(如氧—乙炔焰或喷灯)烧掉并用钢丝刷清理。
(2)连接材料准备。
1)油麻。
2)橡胶圈。
3)石棉水泥。
4)膨胀水泥。
5)青铅。将小铅块放入铅锅内,点火燃至铅熔化,拨开液铅表现浮层,视其颜色为紫红色则可使用。
(3)捻口。
(4)养护。
1)石棉水泥与自应力水泥接口捻打完后,用湿泥土或湿草绳缠绕在接口上,并浇水进行养护。石棉水泥接口每天浇水2~4次,养护时间宜为3d。刚刚接口完毕的接口不允许直接泡在水中,并应湿养护1~2d,寒冷季节应有防冻措施。
2)膨胀水泥接口在完成接口工作后,随即润湿养护。可用泥糊口,填土浇水养护。
如冬季施工,抹口后用盐水和泥糊口,覆干土蓄热养护。管段亦覆干土保温。
(七)塑料管道安装
1.常用塑料管道
常用的塑料管有聚氯乙烯管(PVC)、聚乙烯管(PE)、聚乙烯夹铝复合管(PAP)、改性聚丙烯管(PP-R)、聚丁烯管(PB)、热固性塑料管(GRP)、工程塑料(ABS)管、镀锌钢管衬塑复合管等。
(1)硬聚氯乙烯管(UPVC)是由聚氯乙烯树脂加入稳定剂、润滑剂等制成。原料来源丰富、价格低廉。UPVC管材通常可用螺纹连接、承插粘接、承插焊接、法兰连接。
(2)聚乙烯管(PE)PE管材以密度区分,有低密度聚乙烯管(LDPE)、中密度聚乙烯管(MDPE)、高密度聚乙烯管(HDPE)LDPE管材密度为0.91~0.925g/cm3。
(3)聚丙烯管(PP)PP管材密度为0.90~0.92g/cm3,无毒、价廉,但抗冲击强度差。通过共聚合的方法使聚丙烯改性,可提高管材的抗冲击强度等性能。
(4)聚丁烯管(PB)PB管抗腐蚀性能好、有伸缩性、可冷弯、轻便、使用安装维修方便、内壁光滑、能耐较高温度、适铲输送热水。但紫外线照射会导致老化,易受有机溶剂侵蚀。聚丁烯管可采用热熔连接,小口径管也可采用螺纹连接。
(5)工程塑料管(ABS)ABS管是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚物组成的热塑性塑料管,具有质优耐用的特性。其中丙烯腈具有耐热性、抗老性、耐化学性;丁二烯具有耐撞击性、高坚韧性、低温特性不变的性能;苯乙烯具有施工容易及管面光滑之特性。ABS管密度只有UPVC的0.8倍、不锈钢的0.13倍,使用的温度范围为-40~80C,压力等级分为B、C、D三级,其规格为de15~200mm。管件连接常采用承插粘结接口。在与其他管道连接时,可采用螺纹、法兰等过渡接口。
(6)镀锌钢管衬塑复合管。镀锌钢管衬塑有两种方式:一种是内喷衬聚乙烯;另一种是热镀锌钢管内经特殊过盈级配合工艺,复合挤压聚乙烯、聚丙烯管。
2.塑料管道安装
(1)管材检查与保管。管材表面应光滑、平整,不允许有气泡、裂口及显著的波纹、凹陷、杂质、颜色不均、分解变色等。塑料管应避免在粗糙场地上拖拉或猛烈的投掷,堆放时要放平整,注意防火、防止过热、防止有毒化学品的侵蚀,防止遭受日晒雨淋及冰冻,不应与金属管材混放。
(2)管子切断采用机械方法,一般用粗齿锯条的手工锯或木工锯。管段坡口可用木工锉加工,也可采用机械方法;公称直径小于20mm的管道应尽量用热弯弯头。在不能采用热弯弯头的情况下,可采用焊接弯头,焊接弯头的弯曲半径不应小于1.5DN,90°焊接弯头的节数不应少于3节,45°焊接弯头的节数不应少于2节。
(3)塑料管的连接方法有粘接、焊接、电熔合连接、法兰连接和螺纹连接等。
1)塑料管粘接。
2)塑料管焊接。
3)电熔合连接。
(八)衬胶管道安装
1.衬胶管。
衬胶管是在金属管内部补上橡胶,达到既耐腐蚀,又能满足管内介质温度、压力要求的目的。
用于化工衬里的橡胶是用生胶经硫化处理后制成的,具有良好的弹性、硬度、耐磨性、耐热性和耐蚀性,按含硫量的多少可分为硬橡胶、软橡胶和半硬橡胶。
2.衬胶管道的预制
3.衬胶管道的安装
(4)衬胶管在安装前,应检查衬胶完好情况,并保持管内清洁。检查方法:用电解液、检波器及目测来检查保护层的完整情况。
(6)衬里管道安装应采用软质或半硬质垫片,安装时垫片应放正,必要时可用斜垫片调正连接口。