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胀管施工工艺

江苏溧阳锅炉设备安装工程集团公司第八公司

胀接施工工艺

第一章总则

●本工艺编制依据：

1.《蒸汽锅炉安全技术监察规程》1996年276号；

2.《工业锅炉胀接技术条件》ZJB980001-87；

3.《低压水管锅炉胀接施工规程》。

本工艺适用于工业锅炉管子与锅筒、管板胀接。

第二章胀管前的工量准备

为了保证胀管质量，在胀管前必须做好工具、量具、操作人员确定工作。

4.胀管器

胀管器选取必须符合ZJB980001-87规定，胀管器的胀珠、胀杆表面应光滑，不应有沟纹、撞伤、斑痕等现象；检查前清洗零件，同时查看各零件配合是否正确，胀杆不能弯曲，圆锥度一般为1：

25，胀珠圆锥度为胀杆圆锥度的一半。

胀杆与胀珠装配时，其轴线有1.5～2°的夹角，胀杆与胀珠基本上能保持线接触，以保证胀接质量。

5.自行制作管子夹具及靠模、排管、角铁靠样，能牢固稳定管子即可。

6.选用自行制作的“车床式”管子接头打磨机械，一端用龙门钳固定管头，露出长度200mm，实际打磨100～200mm，打磨靠装在滑动块上的电机带动三块活动砂轮块，根据向心旋转力打磨表面，依据滑块掌握打磨光度。

7.管子内径用半圆锥清理干净。

8.管孔打磨用内圆磨包细砂纸进行。

9.其他工具有小木锤、线锤、内径百分表、游标卡尺、不带丝化纤布、CCL4或汽油。

第三章管孔和管子

第一节汽包上管孔的检查

10.汽包的内部装置应拆除，以便清洗和检查汽包管孔。

检查时应先清洗掉管孔壁上的防护涂料，检查管孔壁的加工质量，不得有砂眼、凹痕、边缘毛刺和纵向刻痕；纵向或螺旋形刻痕的深度不得大于0.5mm，宽度不得大于1mm，刻痕到孔边的距离不得小于孔壁厚度的1/3，并且不得小于4mm。

管孔壁如有锈蚀，应用细砂布等不致使孔壁产生明显刻痕的工具，将孔壁处理至发出金属光泽。

当距离胀管时间较长时，应涂好防锈油。

11.用内径千分表测量每个管孔的直径、圆锥度和椭圆度，记在展开图或记录表上，其偏差不得超过表1的规定。

当偏差超过本规定时，应与锅炉使用单位协商处理。

12.有缺陷的管孔在缺陷未消除前不得胀管，消除较小的缺陷一般可用刮刀修刮。

用刮刀或其他修整工具后的管孔壁，其加工质量、椭圆度和圆锥度，应符合第10条和第11条的规定。

13．为防止管孔壁表面金属再次氧化，应尽量缩短从管孔清理完到胀管的时间。

管孔的允许偏差（毫米）表1

管孔公称直径

允许最大直径

允许最小直径

允许椭圆度

允许圆锥度

32.64（32.84）

32.3（32.5）

0.27（0.3）

38.64（38.94）

38.3（38.6）

0.27（0.3）

42.64（42.94）

42.3（42.6）

0.27（0.3）

51.7（52.1）

51.3（51.7）

0.32（0.3）

57.8（58.1）

57.4（57.7）

0.32（0.3）

60.8（61.1）

60.4（60.7）

0.32（0.4）

70.9（71.1）

70.5（70.7）

0.32（0.4）

76.9（77.2）

7605（76.8）

0.32（0.4）

84.06（84.46）

83.6（84）

0.37（0.4）

90.06（90.46）

89.6（90）

0.37（0.4）

102

103.16（103.66）

102.7（103.2）

0.37（0.4）

108

109.26（109.76）

108.8（109.3）

0.37（0.4）

133

134.54（135.04）

134（134.5）

0.42（0.5）

注：

1.椭圆度是指管孔同一断面处最大和最小直径之差。

圆锥度是指沿管孔深度方向最大和最小直径之差。

2.括号内数值适用于按1961年锅炉专业标准制造的锅炉。

第二节管子的检查

14.管子必须具有出厂合格证明书，其钢号应与设计要求相符，如无出厂证明书或对材质有所怀疑，应作化学分析和机械性能试验，不符合要求时不得使用。

15.擦去管子表面上的污物，检查管子的表面。

外表面不得有斑疤、小眼、裂纹和重皮，管端胀接部分不得有纵向沟纹，如果有横向沟纹，其深度不得超过管壁厚度的1/10，内外表面均不得有严重锈蚀。

图2弯曲管外形的允许偏差（mm）

16.管子的外形应在放样平台上进行检查，其偏差如超过下列规定时应予校正（校正时应往锅炉上试装一下，以作核对）：

1）直管的弯曲度不得超过每米1mm，全长弯曲度不得超过3mm，长度偏差不得超过±3mm。

2）弯曲管外形偏差不得超过图2的规定。

3）弯曲管平面的不平度（图3）不得超过表2的规定。

弯曲管不平度的允许偏差（mm）

图3弯曲管的不平度

长度C

不平度a

的允许偏差

50～500

＞500～1000

＞1000～1500

＞1500

4）管子最后校正完毕，应作通球试验，以能全部通过为合格，对过热器蛇形管和弯曲半径不大于3.5倍管子外径的弯曲管子，所用圆球直径为管子公称内径的80%，对其它管子所用圆球直径为管子公称内径的85%，圆球一般应用钢材或木材制成，不得用铅等易产生塑性变形的材料。

17.检查每根管子胀接端的外径，其偏差不得超过表3的规定。

检查数量一般为管子根数的25%，有问题时全部检查。

管子外径的允许偏差（mm）表3

管子公称直径

允许最大外径

32.45

38.45

42.45

51.45

57.57

60.6

70.7

允许最小外径

31.55

37.55

41.55

50.55

56.43

59.4

69.3

管子公称直径

102

108

133

允许最大外径

76.76

83.83

89.89

103.02

109.08

134.33

允许最小外径

75.24

82.17

88.11

100.98

106.92

131.07

18.检查每个管子胀接端的壁厚，其偏差不得超过表4的规定（当管子表面有缺陷时，缺陷深度不得使管壁厚度小于允许最小壁厚）。

管口壁厚的允许偏差（mm）表4

公称壁厚

允许壁厚

同一截面上壁厚

的允许最大差值

最小

最大

2.5

2.25

2.9

0.25

3.0

2.7

3.45

0.30

3.5

3.1

4.0

0.35

4.0

3.6

4.6

0.40

4.5

4.0

5.2

0.45

5.0

4.5

5.7

0.50

当偏差超过本规定时，应与锅炉使用单位协商处理。

19.管口断面不得有毛刺，并应与管子中心线相垂直，用角尺检查时，角尺与管口边缘之间的间隙（图4）g不得大于管子外径的2%。

图4用角尺检查管口断面、

第四章胀管准备

第一节技工鉴定及试胀工作

20.胀管工作人员必须掌握本规程的规定，需经口试和实际操作试验，合格后方可进行胀管操作。

21.胀管的实际操作试验，其试件的钢号、尺寸、加工精度、管子与管孔的配合等要求应与设备相符，胀闭后应通过下列检验：

1）按本规程第六章规定进行外观检查和水压试验；

2）确定合适的胀管率和操作中控制胀管的方法；

3）割下管头，检查胀口印痕、管壁减薄、管孔变形等情况。

22.如果是熟练的胀管技工，又是连续施工型号规格相同的锅炉，所用的胀管器并未更换，经施工单位主管部门技术负责人的批准，可不经过试验。

第二节管端退火

23.未经退火的管子胀接端应进行退火，如果胀接端外表的硬度低于HB170，同时低于管孔壁处的硬度时，也可不进行退火。

测硬度时去掉金属表面的氧化皮。

24.管端退火长度应为150~200mm，退火时应先将管子另一端堵住（以防空气在管内流动），在将退火端均匀地加热至600~650℃，在此温度下保持10~15分钟，不得将管端加热到700℃以上。

25.管子的冷却应埋在干燥的保温材料（如石灰、砂、白灰等）内进行，如果保温材料降低到接近环境湿度后方得取出。

不得在风、雪、雨的露天场地上进行冷却。

26.退火一般采用“铅浴法”间接加热：

1）铅锅规格应根据具体要求决定。

2）铅材内不得含有能腐蚀管子的杂质，熔化后除掉夹渣，铅液表面应铺洒厚约10mm的煤灰渣等粉末状材料。

3）为了测量正确，防止超出或不到规定温度范围，应用热电偶等高温计测量，温度计的量程最好在0～1000℃范围内，不得目测估计。

4）热电偶的瓷管外应套有相应规格的一端堵死的钢管，作为保护，热电偶的毫伏计应调整准确，其冷端应装有补偿导线或补偿器。

5）铅液易飞溅和氧化，氧化铅有毒，操作地点应宽敞和通风，并有防止铅中毒和铅液溅伤的安全措施。

6）退火的管子应根据管排分批堆放，预热烤干。

管头应干燥，无其它杂物，待铅液加热至600℃左右时，将管子逐根逐批插入铅锅。

7）管子插入铅锅后，加热应缓慢，平均温升不得超过15℃/分钟。

27.退火方法亦可采用锯末、木炭、焦碳（含硫、磷量各在0.03%以下）或电能直接加热。

第三节胀接面的清理

28.管子胀接端的外表面应挫磨至全面出现金属光泽，挫磨长度应比管孔壁厚长50mm。

挫磨时应尽量使管子外表面维持圆形（）不要成多边形），挫磨掉的厚度一般不宜超过0.2mm。

挫磨后不得有起皮、凹痕、夹层、裂纹、麻点和纵向沟纹等缺陷。

距管口100mm内管子内壁的锈皮，应予除掉。

29.挫磨后的管端不得碰撞和沾污，如因某种情况当时不能立即胀管，应妥善保护，防止生锈。

第五章胀接面的清理

第一节装管

30.管子经挫磨后，在装管前应用外径千分尺或游标卡尺测量其胀接段的外径，一般应测量几处，取得平均值后作好记录。

31.装管前应核对汽包和联箱的相对位置是否正确，并检查它们固定得是否牢稳，方得进行胀接工作。

32.装管前应将管孔和管子上已错磨的胀接面清洗干净，如有浮锈，需用砂布擦去。

清洗剂一般不使用含乙铅得汽油或四氯化碳，洗净后应用干净的棉布擦干，再进行装管。

33.装管前对外形相同的管子，应按照已量得的管孔直径和管子胀接段的外径进行选配，尽量使管子与管孔间的间隙不超过表5中的正常值。

当间隙超过表5的最大值时，应与锅炉使用单位和当地锅炉监察部门协商处理。

34.管子的两个胀接端装入管孔时，应能自由伸入。

管子必须装正，不得歪斜；当发现有卡住、偏斜等现象时，不得使劲硬插，应把管子取出检查校正后再插入。

装管时为节省人力，可使用管卡子（图5），将管子重量通过管卡子支持在下汽包上。

管子与管孔间的允许间隙（mm）表5

管子公称直径

32～42

57～60

83～89

102

108

133

允许正常间隙

1.2

1.5

1.8

2.0

2.4

允许最大间隙

1.4

1.5

1.7

1.9

2.0

2.2

2.6

2.75

3.4

35.管端伸出管孔的长度（图6）h，应符合表6的规定。

在同一个汽包内，应尽量作到伸出长度一致，如果伸出长度超过规定，切除后应按第22条进行检查。

图5管卡子示意图图6管端伸出管孔的长度

管端伸出管孔的长度（mm）表6

管子公称直径

32～33

51～60

70～76

83～89

102

108

133

管端伸出长度

正常

允许最小

允许最大

第三节胀管一般规定

36.管子安装后应随即进行胀管。

在锅炉的许多管子中，应先胀汽包两端的管排，作为基准管排（图7），然后一般宜自从中间分向两边胀接，同一根管子应先焊焊接端，后胀胀接端。

37.各管排的排列应整齐，以免影响挂砖；应按照基准管排为基准，用拉线法和卡板进行找正。

38.各管子胀接的次序易采用反节式，以防胀管时使其它管子的胀接松弛。

39.胀管工作在环境温度为0℃以上时进行。

40.胀管过程中应严防油、水和灰尘等渗入胀接面间。

41.胀接完的管端，其管口应翻边，斜度为15度，并应在伸入管孔1～2mm处开始倾斜（图8），即b-a=1～2mm。

图7基准管排示意图图8胀完的管端（沿汽包纵向截面）

42.管子的胀管率应在1～2.1%的范围内，每台锅炉的预定胀管率应根据试胀情况确定，预定胀管率不宜选择太高，应留有余地，使在必要的补胀后最终胀管率不超过2.1%。

胀管率应按下列公式计算：

H=[（d1+2t）/d-1]×100%

式中：

H—胀管率（mm）

d1—管子胀完后的最终内径（mm）

t—未胀时管子实测壁厚（mm）

d—胀管前管孔的实际直径（mm）

43.胀管前，管端内部以及胀管器的胀珠和胀杆上，均应涂上润滑脂，必须注意不使油脂渗入胀接面间。

一般情况下，每胀过15～20个胀口，应将胀管器拆开放在煤油中洗净，仔细检查是否损坏或过度磨损。

44.胀管器放入管内时应保持胀杆正对管孔中心，操作时始终应保持正确的相对位置；胀杆转动应平稳而均匀，不得忽快忽慢，或对胀杆施加冲击力。

45.胀口内壁应平滑，无凹痕、擦伤、重皮和起皮等现象，否则应找出原因（例如胀管时润滑是否不良，管内的铁锈和铁渣是否未除洁净，或胀珠是否已磨损不平等），清除缺陷。

图9已胀接的单根管子试压示意图

1-施加压力；2-试压罩；3-橡皮垫；

4-上汽包；5-所胀管子

注：

所加压力不应过大，一般不得超过试压罩内径面积乘以试验压力的2倍，并且压力应逐渐增加

46.施工人员在锅炉上胀最初几根管子时应注意检查，观察胀管方法和所选用的胀管率是否恰当，必要时可对单根管子进行水压试验（图9）。

在胀管过程中，当对某个胀接端的严密度有怀疑时，可对该管子作单根水压试验。

47.胀管时应指定专人，认真记录每个管孔和管端的测量数据，作为质量鉴定和交工验收时计算胀管率的依据；测量计算胀管率所需的各数据时，测外径应使用内径千分尺，测内径应使用内径千分表。

求实际胀管率不一定对每个管头都进行计算，可选择其中若干典型者，一般计算数不得少于总数的10%。

48.胀管的操作方法，可采用一次胀管法，也可采用二次胀管法。

基准管排一般采用二次胀管法。

第四节一次胀管法

49.使用一次胀管法时，操作人员可用下述三法中之一控制所需胀管扩大值：

1）控制胀杆相对于胀管器外壳的行进距离y1。

y1=1/k×p+x

y1—胀杆相对于胀管器外壳的行进距离；

k—胀杆的圆锥度（即胀杆两端直径差与长度之比值）；

p—所需扩大值

x—综合修正常数，此值在试胀时测定。

2）控制汽包壁外侧管子根部外径比胀管前管孔实际直径的增大值△d，此值在试胀，按所选用的胀管率测定（当有椭圆度时，应取其平均值）。

3）控制终端时胀杆对外壳的相对位置，即按所选胀管率算出d1，按d1即可定得胀杆相对与外壳的位置，再加一综合修正常数（在试胀时测定）。

注：

本条所述的只是控制操作的方法，最后的质量鉴定和交工验收仍需以胀管率为依据，因此操作人员应经常注意检查操作结果是否符合允许的胀管率范围。

50.为控制翻边深度（即第41条所规定的1～2mm）可从下述方法中任择其一：

1）用钢管制的止推环（图10，a），其高度应使胀管器外壳凸缘碰住止推环时，胀口的翻边交线刚巧伸入汽包壁内1～2mm。

2）用片数不同厚度的钢板制成几个垫圈（图10，b），将不同数量的垫圈组合迭起，可得到不同的高度（每隔1mm一级）；胀管器放入前先量一下管端伸出长度，再配置适当高度的垫圈，使胀管器外壳凸缘碰住垫圈时，胀口的翻边交线刚巧伸入汽包壁内1～2mm。

图10控制翻边深度方法示意图

a—用定长止推环；b—用可调节垫圈；1—胀管器外壳凸线

2—定长止推环；3—可调节垫圈；4—汽包壁；5—所胀管子

第四节二次胀管法

51.二次胀管法是把胀管分成固定胀管（初胀）及翻边胀管（复胀）二道工序完成。

固定胀管时，将管子与管孔间的间隙消灭后，再继续扩大0.2～0.3mm的超额固定值（此值应计入胀管率内）。

固定胀管以后，管子的扩大和翻边，应使用翻边胀管器作为一道工序同时进行，不得单独进行扩大或翻边。

52.翻边胀管时可采用“装置距离”的控制方法，其步骤如下：

1）装置距离y2就是胀管器外壳相对于汽包壁的行进距离，其所需的数值在试胀时确定；

2）预先作出两块样板，一块始胀样板和一块终胀样板（图11）；终胀样板中A的尺寸，应使胀口的翻边交线伸入汽包壁内1～2mm。

53.胀管扩大值的控制可参照采用第49条所规定的方法，也可用千分表测量管子胀接端增长数值的方法，此值在试胀时确定。

翻边深度的控制亦可用第50条所规定的方法，但采用止推环时，不得使用千分表测量胀接端增长值来控制胀管扩大值。

第五节补胀和换管

54.水压试验时漏水的胀接端，放水后应随即进行补胀。

补胀量应严格掌握，使总胀管率不超过2.1%。

补胀漏水的胀接端时，必要时应对其临近的一些胀接端稍加补胀，以免受到影响而松弛。

55.补胀时应同时进行扩大和翻边。

56.补胀后的胀接端，如果胀管率已超过规定，而水压试验时仍漏水，则应割换。

57.割除不合格的胀接端时，必须注意不损伤管孔壁。

已割掉管头的管子，如果其本身没有缺陷，可焊上一段新的管头，按本规程前述规定再行胀接。

焊上去的新管头的长度，离汽包外壁和管子弯曲起点，均不得小于50mm。

第六章胀管质量的检验

第一节外观检查

58.管子胀后应无裂纹，如果发现有较浅的斑纹，可用修刮方法消除。

59.管端翻边喇叭口的边缘上，不得有裂纹，如果个别管子裂纹不长，可用机械方法将裂纹部分割去（不得用氧炔焰切割），切割后管端伸出长度不得低于5mm。

60.胀口内壁由圆柱部分转入翻边部分应有明显的翻边交线，但不得有切口和挤出现象。

61.胀口内壁大部分过渡到未胀大部分应均匀面平滑，不得有切口和沟槽（使用自进式胀管器时，允许有轻微的螺旋形痕迹）。

62.胀口不得有偏挤（单边）现象。

63.胀口不得有过胀现象，这样现象一般有：

1）胀大部分与未胀部分直径相差很大，从管内和管外均可看出显著的过渡部分。

2）管孔边缘被挤突出，产生局部的塑性变形。

3）管口沿纵向伸长，在汽包外形成沟环。

第二节水压试验

64.汽包、联箱、对流管、下降管、过热器、省煤器、给水阀、主汽阀、排污阀、水位表和压力表等均应进行水压试验。

安全阀应单独作水压试验，在锅炉水压试验时应用盲板隔开。

65.水压试验的压力按表7的规定执行。

66.水压试验前应作好下列工作：

1）拆去汽包的临时支架；

2）进行所试验部分的内部清理和表面检查；

3）由焊接检验人员检查焊口的质量；

4）检查管子有否堵塞；

5）装设校验过的压力表；

6）装设好排水管道和放空气阀。

项次

所试部分名称

汽包工作压力（Mpa）

试验压力（Mpa）

锅炉本体

＜0.8

1.5P≮0.2MPa

锅炉本体

0.8～1。

P+0.4Mpa

锅炉本体

＞1.6

1.25P

非沸腾式省煤器

1.25+0.5MPa

67.水压试验时应符合下列要求：

1）环境温度高于+5℃时进行，不得已时必须采用防焊措施；

2）试验用水的温度，易高于环境温度，但最高不得超过60℃；

3）锅炉上水至最高点时，应检查有无漏水，并把内部空气排尽，然后进行升压；

4）升压后，压力上升每分钟不超过0.15Mpa；

5）当压力升至3～4个表大气压时，应进行一次检查，必要时可拧紧人孔、手孔和法兰等螺栓。

68.水压徐徐上升到试验压力后，保持20分钟，降到工作压力进行检查，降压速度不得过快，在检查时间内，应保持工作压力不降（略有下降时可补充加压），以达到下列标准：

1）水泵停止供压后，20分钟内（指在试验压力下）压力下降不超过0.05Mpa；

2）渗水和泪水（指不向下流的水珠）的胀口数之和，不超过总胀口数的3%；

3）泪水的胀口数不超过总胀口数的1%；

4）焊缝、法兰、阀门、人孔和手孔等处没有渗水、泪水现象。

69.外观检查和水压试验均已合格的胀接端，如果胀管率稍超过规定，经当地锅炉监察部门同意，可不必更换，但最大不超过0.8%。

70.水压试验后应将水全部放出，不得使锅炉内部留有积水。

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