4)焊接三通
变径管俗称大小头:
又称渐缩管或渐扩管,变径管分为同心和偏心两种。
用于大直径管与小直径管连接,减小阻力损失。
焊接变径管又称抽条焊变径管。
变径管的下料展开图。
缩口变径管又称偎制变径管。
适用于小口径变径管或变径不大时的变径管制作。
缩口需将管子加热。
钢板卷制变径管,对于管径较大的变径管一般采用钢板卷制根据变径管的高度及两端管径画出展开图,制成样板后下料,将扇形板料加热后拨制和焊接即成。
(2)钢管连接
对于钢管常用的连接方法有焊接、螺纹连接、法兰连接。
1)钢管焊接:
适用于各种口径的非镀锌钢管。
钢管焊接是将管子接口处及焊条加热使金属呈熔化的状态后,把两个被焊件连接成一整体的过程。
它具有接口牢固严密、速度快、维修量少,节约管件等优点。
一般管道工程上最常用的是电弧焊及氧-乙炔气焊两种。
前者常用于管径大于65mm和壁厚4mm以上或高压管路系统的管子,后者常用于管径在50mm以下和壁厚在3.5mm以内的管路。
焊接质量要求:
焊缝处焊肉和波纹粗细、厚薄应均匀规整,无夹渣、气孔、裂缝等。
加强面的高度和宽度应合乎标准。
除此以外还应按管道系统要求进行水压试验、气压试验或浸油试验检查焊口的严密性。
对高温高压或有特殊要求的管道,其管道焊接口可采用X或γ射线检查及超声波检查焊缝内部缺陷。
2)螺纹连接:
适用条件:
管径在100mm以下,尤其是DN≤80的钢管。
它是在管段端部加工螺纹,然后拧上带内螺纹的管子配件或阀件等,再和其它管段连接起来构成管路系统的。
管子螺纹形状:
有圆锥形和圆柱形。
圆锥形管子螺纹可用电动套丝机或手工管子绞板(又称带丝)加工而成,这种螺纹接口严密性较好,常常采用。
圆柱形管子螺纹加工方便,接口严密性较差。
填充:
加工好的螺纹管段在进行连接时,应在螺纹处加填充材料。
常用的填料:
当介质温度≤100℃,用聚四氟乙烯胶带或麻丝沾白铅油(铅丹粉拌干性油);当介质温度>100t时,可采用黑铅油(石墨粉拌干性油)和石棉绳。
然后用管钳或活口板子将管子配件、丝扣阀件或管子拧紧,一般在管件外部露3~4扣丝为宜。
3)法兰连接:
依靠螺栓的拉紧将两管段、阀件等的法兰盘紧固在一起构成管路系统的。
法兰盘分类:
按其材质分为:
钢板法兰、铸钢法兰、铸铁法兰等;
按其形状分为:
圆形。
方形、椭圆形法兰等;
按其与管子的连接方式分:
有平焊法兰、对焊法兰、翻边松套法兰、螺纹法兰等(见下图)。
铸铁法兰与钢管连接,镀锌钢管与法兰连接,应采用螺纹连接。
平焊法兰、对焊法兰及铸钢法兰与管子连接,均采用焊接连接。
法兰盘与法兰盘之间的连接接口为了严密、不渗漏必须加垫圈,法兰垫圈厚度一般为3~5mm,垫因材质应根据管道输送介质、介质温度和介质压力值来选用,常用垫因材料见表7-5。
垫圈的内径不得小于法兰的内径,外径不得大于法兰相对应的两个螺栓孔内边缘的距离,使垫圈不遮挡螺栓孔,边宽应一致(见下图)。
一个接口中只能加一个垫圈,否则接口易渗漏。
2.铸铁管
(1)管道加工
铸铁管的加工主要是修整根管子进行切断。
由于铸铁管硬而脆,切断方法与钢管不同。
常用的方法有人力錾切断管、液压断管机断管、砂轮切割机断管、电弧切割断管等。
人工錾切断管采用的工具是錾子(剁斧)和手锤。
(2)管道连接
给水铸铁管连接方法见本书第五章。
排水承插铸铁管常采用承插连接,排水平口铸铁管常采用不锈钢带套接。
承插连接常用的密封填料及接口方式如下:
按嵌缝填料—敛缝填料分为刚性填料方式。
常用的有油麻——石棉水泥、油麻——普通水泥、油麻——膨胀水泥砂浆;柔性填料方式,橡胶圈——法兰螺栓压盖;对于严密性和耐久性要求高的地方也有用麻——铅等填料接口方式的。
1)承插连接:
承插连接的一般操作顺序为:
管子检查
管口清理
打填嵌缝填料
打填敛缝填料
养护
检验
2)不锈钢带套接:
适用于与之配合的排水平口铸铁管。
它具有承插柔性接口的抗震动性能好的优点,又克服了承插接口不易拆换的缺点,是目前比较先进的连接方法。
3.铜管
铜管接材质不同分为紫铜管和黄铜管;按管材供应状态分为硬、半硬、软三类铜管;按生产方法分为拉制铜管和挤制钢管。
建筑用钢管主要是拉制薄壁紫铜管,与它配合的管件总类较多,应用时应根据实际情况正确选用。
(1)管道加工
1)铜管切断
2)铜管调直
3)弯管加工
4)铜管翻边
(2)管道连接
铜管的连接常用的有氧气一乙炔气钢焊焊接、承插口钎焊连接、法兰连接、管件螺纹连接等。
4.塑料管
(1)分类:
塑料管按材质可分为硬聚氯乙烯塑料管(UPVC管)、聚乙烯塑料管(PE管)、聚丙烯塑料管(PP管)、聚丁烯塑料管(PB管)等。
硬聚氯乙烯塑料管可分为给水用硬聚氯乙烯塑料管和排水用硬聚氯乙烯塑料管。
给水用硬聚氯乙烯塑料管的单管长一般为4~12m,带承插口。
排水用硬聚氯乙烯塑料管的单管长一般为4m或6m,带承插口。
,聚乙烯管、聚丙乙烯管的单管长一般为4~12m。
聚丁烯管是目前国外常用的一种新型管材它用玻筑给水、热水和暖气输送,直管长广拥6—9m,卷管长一般为50~100m。
所有塑料管均有各种配套管件与之配合,应用时应正确选用。
各种塑料管及管件的内壁应光滑,不得有裂纹、裂痕、扭动等缺点,管壁厚度均匀,承压管道及管件应做压力试验。
选用触满足输送介质的要求。
(2)管道加工
1)塑料管切割:
一般采用细齿木工手锯或木工圆锯切割。
切割口的平面度偏差为:
当DN<50mm时,应小于等于0.5mm;DN=50~160mm时。
应小于等于1mm;DN>160mm时。
应小于等于2mm。
2)弯管加工:
一般采用热煨弯管。
弯曲半径为管子外径的3.5~4倍。
弯管时,应将无杂质的干细砂填实管内以防止弯曲变形,然后将管子需弯曲段均匀加热到110~150℃后迅速放入弯管胎模内弯曲,冷却后成型。
3)塑料管管口扩张:
塑料管采用承插口连接或扩口松套法生连接时,须将管子一端的管口扩胀成承口。
4)塑料管翻边:
塑料管采用卷边松套法兰连接或锁母丝接时,必须预先进行管口翻边。
先将管子需翻边的一端均匀加热,加热温度同管口扩张,取出后立即会上法兰,并将预热后的塑料管翻边内胎模插入变软的管口,使管子翻成垂直于管子轴线的卷边,成型后退出翻边胎模,并用水冷却。
翻成的卷边不得有裂缝和皱折等陷。
(3)管道连接
塑料管连接的方法主要有焊接连接、法兰连接、粘接连接、套接连接、承插连接、管件终接等。
其工序为划线、预加工、连接、检验。
1)塑料管焊接连接:
按焊接方法分有热风焊接和热熔压焊接。
2)法兰连接:
常用的有卷边松套法兰连接、扩口松套法兰连接和平焊法兰连接三种形式。
3)粘接连接
4)套接连接
5)承插连接
6)管件丝接
7)塑料管与其它管材连接
5.混凝土及钢筋混凝土排水管
混凝土及钢筋混凝土排水管常作埋地管用。
切断混凝土及钢筋混凝上排水管的方法,常用錾切断管(同铸铁管)、气割断管、导爆索断管、锯石机切割。
混凝土及钢筋混凝土排水管的连接有承插连接、套接连接和抹带连接等。
为防止管子横向断裂及减少对地基压力,应修筑基础。
基础材料有砂基。
砾石基础及混凝土基础。
当地基沉降较大的地方敷管时须修筑基础。
并且管道采用柔性接口,然后在接口处用木丝板、泡木板等设置沉降缝。
6.陶土管、缸瓦管、陶瓷管
这类管材的管口椭圆度必须符合质量要求,管口平面与纵轴应垂直、无裂缝,管口不得有残缺,徐釉完整等。
管道往往采用切割机切割断管。
切割所用锯片为合金钢锯片。
切割时应用水冷却切割面。
管道接口也有刚性与柔性两种,对于一般排水用管道。
其接回填料及配合比、连接方法均与混凝土排水管相同。
有时也用橡胶圈填料。
对于输送特殊介质(如强酸。
强碱等)的管道连接,常用的接口填料有环氧聚酞、耐酸沥青胶砂、硫磺水泥等。
陶土管
缸瓦管
陶瓷管
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1.管道管件的公称直径、公称压力、实验压力和工作压力
(1)管道管件的公称直径
这里的管件是指与管子直径相匹配的三通、四通、弯头及大小头
等管道配件。
管子管件的公称直径又叫称呼直径,也称名义直径,它既不是
管子、管件的实际内径,也不是管子、管件的实际外径;同时也不是管子、管件的内径家外径的平均值。
管子、管件的公称直径用DN表示,数值的单位是mm。
例如:
公称直径15254050mm的钢管,可以写作DN15
DN25DN40DN50,施工图中的标注就是按这种写法进行标注的。
要说明的是:
管子、管件的公称直径是统一的,也就是说管子
或管件无论是那一生产厂家生产的,只要公称直径相同,它们都有互换性,这样便于设计标准化,也便于施工安装材料的购买。
(2)管子、管件的公称压力、实验压力和工作压力
管子、管件的公称压力、实验压力和工作压力是指在一定温度条件下管子、管件的耐压能力,三者的区别在于介质的温度不同。
1)管子、管件的公称压力PN
是基准温度为200°C条件下,管子、管件的耐压强度称作公称压力PN(单位MPa)
由于制造管子、管件的材料在不同的温度条件下的耐压能力是不相同的,所以为判断某种材料制造的管子、管件的耐压强度,就必须有一个相同的比较标准,这个相同温度的比较标准就是前面所说的基准温度,用碳钢制造的管子、管件基准温度为200°C。
例如:
某批管子、管件的公称压力为2MPa,就可以写作PN2(单位不用写明)。
2)管子、管件的实验压力Ps
是指常温下管子、管件的耐压强度,单位也是MPa
一般生产厂家的某批管子、管件在出厂之前要在常温下做压力和严密性实验,所谓的实验压力也就是指这个压力。
例如:
某批管子、管件的实验压力为1.6MPa,就可以写作Ps1.6(单位不用写明)。
3)工作压力Pt(t是温度数值缩小10倍的数字)
是指某温度条件下管子、管件的工作耐压强度。
单位是MPa
要说明的是,管道系统的工作压力与这里所说的管子、管件的工作压力是两个不同的概念。
管道系统的工作压力是指管道系统工作情况下的压力;管子、管件的工作压力是指在某温度条件下管子、管件的工作耐压强度。
由于管子管件在不同的温度条件下,有不同的最大允许工作压力,并且这种工作压力是以温度等级来划分的。
对于碳钢制造的管子、管件划分成七个温度等级(参见P66表6-1)
所以不同的管道系统的工作压力要选用不同的温度等级下的最大允许工作压力对应的管子与管件。
例如:
某批管子、管件的工作压力为P252.3,就是表明该批管子、管件工作介质温度在250°C的条件下,工作压力是2.3MPa
4)管子、管件三个压力大小关系
Ps>Pn≥Pt
8.1.2室外供热管道的安装
室外供热管网连接热源和热用户,起着输配热媒的作用。
管网有枝状和环状两种布置形式。
一般厂区、住宅小区多采用枝状管网。
对于任何时间都不允许间断供热的用户应采用环状管网,与枝状管网相比,它提高了供热的可靠性,但管网的造价和钢材消耗量都将增大。
1室外供热管道的敷设
室外供热管道一般采用地上和地下敷设两种方式。
(1)地上敷设
地上敷设是将管道架设在地面上独立设置的支架或建筑物的墙上。
按支架高度不同,有低支架、中支架和高支架。
低支架敷设适用于不影响交通和行人的地段。
管道保温结构底部距地面的净高不小于0.3m,以防雨、雪的侵蚀。
低支架结构一般采用毛石砌筑或混凝土浇筑,如下图所示。
这种敷设方式建设投资比较少。
人行交通不频繁的地方,可采用中支架敷设;在人员或车辆通行频繁的地区,管道应采用高支架敷设,如下图所示。
行人和一般车辆通过处,其净高为2.0~4.0m;跨越公路时一般不低于4.0m;跨越铁路时不低于6.0m。
中、高支架可采用钢筋混凝土或钢结构。
低支架示意图中高支架示意图
厂区或小区内的架空管道,当管径较小、管道数量不多时,应尽量利用已有的建筑物外墙、围墙,通过悬壁托架来敷设管道,以减少独立的支架。
2)地下敷设
(1)地沟敷设
供热管道的地沟按其功能和结构尺寸,分为通行地沟、半通行地沟和不通行地沟。
通行地沟如下图所示。
工作人员在地沟内自由通行,保证检修、更换管道和设备等作业。
因此,通行地沟的净高不应低于1.8m,人行通道的净宽度不应小于0.7m。
半通行地沟如下图所示,
通行地沟半通行地沟
在半通行地沟内,维修人员能弯腰行走,能进行一般的管道维修工作。
地沟净高不小于1.2m,人行通道净宽为0.5~0.7m,如图7-71所示。
每隔60m应设置一个检修出人口。
③不通行地沟
不通行地沟
如右图,其断面尺寸根据管的规格和数量而定,管道与管道、管道与沟壁的距离仅保证施工要求即可。
不通行地沟适用于管径较小、数目不多、不需要经常检修的管网。
(2)直埋敷设
直埋敷设是把保温后的管道直接埋设在土壤里。
为了防水、防腐蚀,保温结构应连续无缝,形成整体。
常用的保温材料有沥青珍珠岩、聚氨基甲酸酷硬质泡沫塑料和聚异氰脉酸酷硬质泡沫塑料等。
保护层可采用沥青玻璃布,硬泡类保温层外多采用硬塑管或钢管,直埋防腐钢管保温优点:
直埋防腐钢管保温高效节能;防水防腐;寿命长;可直埋代替地沟敷设。
管道直埋做法
聚乙烯包覆钢管机械强度高;耐生物侵蚀能力好;寿命长;防腐及绝缘性能极强。
直埋敷设做法如右图所示。
为了使管道很好地落在沟槽内的地基上,减少管道的弯曲能力,管道下需做100mm厚砂垫层。
管道落地调整后,再铺70mm厚粗砂垫层,有条件时最好用砂子填至管顶以上100mm处,最后用沟土回填。
2补偿器
补偿器的主要作用是补偿管道因受热而产生的热伸长量。
供热管道中常用的补偿器有方形补偿器、套管补偿器,另外还有波纹管补偿器、球形补偿器等。
在布置管路时,应尽量利用管道的自然弯曲(如L型和E型)的补偿能力。
(1)方形补偿器
方形补偿器套管补偿器
1-芯管;2-外套;3-填料圈;
4-前压环;5-后衬环;4-防脱肩
方形补偿器是用管子械制或用弯头焊制而成,如下图所示。
这种补偿器的优点是制造安装方便,不需要经常维修,补偿能力大,作用在固定点上的推力较小,可用于各种压力和温度条件。
其缺点是补偿器外形尺寸大,占地面积多。
由于方形补偿器具有工作压力大,工作温度高,适用范围广的突出优点,使得它在管道热补偿方面得到广泛应用。
(2).套管补偿器
套管补偿器有单向和双向两种。
上图所示为单向套管补偿器。
这种补偿器的芯管(又称导管)直径与连接管道的直径相同,芯管在套管内移动,吸收管道的热伸长量。
芯管和套管之间用填料密封,用压盖将填料压紧。
套管补偿器的补偿能力大,尺寸紧缩,流动阻力较小。
其缺点是轴向推力较大,需要经常更换填料,否则容易泄漏。
(3).波纹管补偿器
波纹管补偿器是利用波纹形管壁的弹性变形来吸收管道的热膨胀,故又称其为波形补偿器。
这种补偿器体积小,质量轻,占地面积和占用空间小,易于布置,安装方便。
与套管补偿器相比,它不需要进行维修,承压能力和工作温度都比较高,因此在供热管道补偿设计中经常被采用。
但它的补偿能力较小,安装质量要求严格,价格较高。
3.管道支座
管道支座是位于支承结构和管子之间的重要构件,它支承管道或限制管道产生的作用力,并将作用力传到支承结构上。
管道支座有活动支座和固定支座两种类型。
(1)活动支座
活动支座承受管道的重力,并保证管道在发生温度变形时能自由移动。
活动支座有滑动支座、滚动支座、悬吊架等。
由于管道在支承结构上有轴向位移,一般可在与支承结构产生位移的管道接触面处焊制弧形板、曲面槽或丁字滑托等。
为限制径向位移,在支承结构上应加导向板。
下图所示为曲面槽滑动支座。
曲面槽滑动支架滚柱式支架
1-弧形板;2-肋板;3-曲面槽1-滚柱;2-导向板;3-支撑板
滚动支座利用滚子的转动来减少管道移动时的摩擦力,这样可以减小支承结构的尺寸,常用的有滚柱、滚轴形式。
下图所示为滚柱式支座。
由于滚动支座的结构较为复杂,一般只用于热媒温度较高、管径较大的室内或架空敷设的管道上。
悬吊架是通过钢筋或其他材料将管道悬吊在支承结构上,这种方式常用于室内供热管道上。
(2)固定支座
曲面槽固定支架挡板式固定支架
固定支座是管道固定在支承结构上,使该点不能产生位移。
室内供热管道常用卡环式固定支座,室外供热管道多采用焊接角钢固定支座、曲面槽固定支座;当轴向推力较大时,多采用挡板式固定支座。
下图所示为曲面槽固定支座,下图所示为挡板式固定支座。
供热管道通过固定支座分成若干段,分段控制伸长量,保证补偿器均匀工作。
因此,两个补偿器之间必须有一个固定支座,两个固定支座之间必须设一个补偿器
【特别提示】
1.范围
本工艺标准适用于民用建筑群(小区)饱和蒸汽压力不大于0.8MPa,热水温度不超过150℃的室外采暖及生活热水供应管道(包括直埋、地沟或架空管道)安装工程。
2.施工准备
(1)料要求:
1)管材:
碳素钢管、无缝钢管、镀锌碳素钢管应有产品合格证,管材不得弯曲、锈蚀、无飞刺、重皮及凹凸不平等缺陷。
2)管件符合现行标准,有出厂合格证、无偏扣、乱扣、方扣、断丝和角度不准等缺陷。
3)各类阀门有出厂合格证,规格、型号、强度和严密性试验符合设计要求。
丝扣无损伤,铸造无毛刺、无裂纹,开关灵活严密,手轮无损伤。
4)附属装置:
减压器、疏水器、过滤器、补偿器、法兰等应符合设计要求应有产品合格证及说明书。
5)型钢、圆钢、管卡、螺栓、螺母、油、麻、垫、电气焊条等符合设计要求。
(2)主要机具:
1)机具:
砂轮锯、套丝机、台钻、电焊机、煨弯器等。
2)工具:
套丝板、压力案、管钳、活板子、手锯、手锤、台虎钳、电气焊工具、钢卷尺、水平、小线等。
(3)作业条件:
1)安装无地沟管道,必须在沟底找平夯实,沿管线铺设位置无杂物,沟宽及沟底标高尺寸复核无误。
2)安装地沟内的干管,应在管沟砌完后,盖沟盖板前,安装好托吊卡架。
3)安装架空的干管,应先搭好脚手架,稳装好管道支架后进行。
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管道防腐与保温
1.管道和设备的防腐
(1)防腐的作用
由于供热管道、设备及附件经常与水和空气接触而受到腐蚀。
为防止或减缓金属管材的腐蚀,保护和延长其使用寿命,应在保温前做防腐处理。
常用防腐处理措施是在管道、设备及附件表面涂覆各种耐腐蚀的涂料。
(2)常用徐料
一般涂料按其所起的作用,可分为底漆和面漆,先用底漆打底,再用面漆罩面。
常用涂料有各种防锈漆、各种调和漆、各式醇酸瓷漆、铁红醇酸底漆、环氧红丹漆、磷化底漆、厚漆(铅油)、铝粉漆、生漆(大漆)、耐温铝粉漆、过氯乙烯漆、耐碱漆、沥青漆等。
2.管道保温
管道和设备的保温是节约能源的有效措施之一。
在供热管道(设备)及附件表面敷设保温层,其主要目的在于减少热媒在输送过程中的无效热损失,并使热媒维持一定的参数以满足热用户需要。
(1)保温层结构
供热管道的保温层结构是由保温层和保护层两部分组成,
1)保温层
保温层是管道保温结构的主体部分,根据工艺介质需要、介质温度、材料供应、经济性和施工条件来选择。
供热管道常用保温结构的施工方法有涂抹法、预制块法、缠绕法、填充法、灌注法和喷涂法等。
2)保护层
供热管道的保护层应具有保护保温层和防水的性能,有时它还兼起美化保温层结构外观的作用。
因此,应具有质量轻,耐压强度高,一般耐压强度不小于0.8MPa,化学稳定性好,可燃性有机物含量不大于15%,并不易开裂,外形美观的特性。
常用的保护层有: