紫铜管连接技术及操作工艺

本文讲述紫铜管连接技术及连接操作工艺，并在最后标注出质量标准及应注意的问题。

一、施工准备

1 常用机具

（1）机具：砂轮锯、手电钻、台钻、冲击电钻、直流电焊机、氩弧焊机等。
（2）工具：活扳手、扳手、手锤、錾子、划针、台虎钳、手锯、弯管机、扳边器、手动试 压泵、橡皮锤、调直器、锉刀、氧气瓶、乙炔气瓶、氧气表、压力表、乙炔表、气焊枪、割枪、电焊把线、电焊钳子、克丝钳子、改锥、榔头。
（3）量具：钢卷尺、钢板尺、水平尺、法兰角尺、焊接检验尺、量角规、油标卡尺、线坠、水准仪、经纬仪。

2 作业条件

　　与管道有关的土建工程施工完毕，并且已经验收合格，且能保证铜管安装连续进行。与管道连接的设备已找平、找正并固定，二次灌浆已完成。所需图纸、资料和技术文件等已成为齐备，并且已经过图纸会审、设计交底。施工方案已经编制完成。必要的技术培训已完成。管子、阀门、管道附件已按设计要求核对无误，具有合格证及有关资料。清洗及需要脱脂的工作已完成。施 工方案或技术措施中提出的机具等准备工作已经完成。 采用胀口或翻边连接的管子，施工前应每 批抽 1%且不小于两根进行胀口或翻边试验。如有裂纹需要退火处理，重做试验。如仍有裂纹，则 有该批管子需逐根退火、试验，不合格者不得使用。材料、劳动力、机具基本齐全；施工现场符合要求；施工用水、电、道路等可以满足需要，并能保证按计划进行连续施工。

二、操作工艺

　　工艺流程：铜管调直→切割→弯管→焊接→钨极氩弧焊→预热和热处理→支架及管道穿墙安装→补偿器安装→阀门安装→高压管道安装→脱脂→试压→管道清洗→消毒

1 紫铜管调直

　　紫铜管道的调直应先将管内充沙，然后用调直器进行调直；也可将充砂铜管放在平板或 工作台上，并在其上铺放木垫板，再用橡皮锤、木棰或方木沿管身轻轻敲击，逐段调直。调直过程 中注意用力不能过大，不得使管子表面产生锤痕、凹坑、划痕或粗糙的痕迹。设计后勤工作应将管内的残砂等清理干净。

2 切割

　　紫铜管的切割可采用钢锯、砂轮锯，但不得采用氧-乙炔焰切割。紫铜管坡口加工采用锉刀 或坡口机，但不得采用氧-乙炔焰来切割加工。夹持紫铜管的台上台下虎钳口两侧应垫以木板衬垫， 以防夹伤管子

3 弯管

　　紫铜管煨弯时尽量不用热煨， 因热煨后管内填充物 （如河沙、 松香等） 不易清除。 一般管径在 100mm 以下者采用冷弯， 弯管机及操作方法与不锈钢的冷弯基相同。 管径在 100mm 以上者采用压制弯头或 焊接弯头。铜弯管的直边长度不应小于管径，且不少于 30mm。弯管的加工还应根据材质、管径和 设计要求等条件来决定。

（1）热煨弯

　　先将管内充入无杂质的干细沙，并木锤敲实，然后用木塞堵住两端管口，再在管壁 上画出加热长度的记号，应使弯管的直边长度不小于其管径，且不小于 30mm；用木碳对管身的加 热段进行加热；如采用集炭加热，应在关闭炭炉吹风机的条件下进行，并不断转动管子，使加热均 匀； 当加热至 400~500℃时， 迅速取出管子放在胎具上弯制， 在弯制过程中不得在管身上浇水冷却。 热煨弯后，管内不易清除的河沙可用浓度 15%~20% 的氢氟酸在管内存留 3 小时使其溶蚀，再用 10%~15%的碱中和，以干净的热水落石出冲洗，再在 120%~150%温度下经 3~4 小时烘干。

（2）冷煨弯

　　冷煨弯一般用于紫铜管。操作工序的前两道同本条一中的 1 和 2。随后，当加热至 540℃时， 立即取出管子，并对其加热部分浇水，待其冷却后，再放到胎具上弯制。螺纹连接：螺纹连接的螺 纹必须有与焊接钢管的标准螺纹相当的外径，才能得到完整的标准螺纹。但用于高压铜管的螺纹， 必须在车床上加工，按高压管道要求施工。连接时，其螺纹部分须涂以石、甘油作密封填料。当设 计无明确规定时，铜及铜合金管道法兰连接中的垫片一般可采用橡胶石棉垫或铜垫片。

4 焊接

　　铜在焊接过程中，有易氧化、易变形、易蒸发（如锌等）、易生成气孔等不良现象，给焊接带来困难。因此焊接铜管时，必须合理选择焊接工艺，正确使用焊具和焊件，严格遵守焊接 操作规程，不断提高操作技术，才能获得优质的焊缝。当设计无明确规定时，紫铜管道的焊接宜采用手工钨极氩弧焊；铜合金管道宜采用氧-乙炔焊接。

为防止熔液流淌进入管内，焊接时宜采用以下几种形式：

（1）管径在 22mm 以下者，采用手动胀口机将管口扩张成承插口插入焊接，或采用套管焊接 （套管长度 L=2~2.5D，D 为管径）。但承口的扩张长度不应小于管径。同口径铜管对口焊接，可采 用加衬焊环的方法焊接。
（2）组对：应达到内壁脊平，内壁错边量不得超过管壁厚度的 10%，且不大于 1mm。不同壁 厚的管子、管件组对可按碳钢管的相敬如宾应规定加工管子坡口。
（3）坡口清理：坡口面及其边缘内外侧不小于 20mm 范围内的表面，应在焊前采用有机动车 溶剂除去油污，采用机械方法或化学方法清洗去除氧化膜，使其露出金属光泽。焊丝使用前也应用 同样方法自理。

5 气焊

　　焊丝的直径约等于管壁厚度，可采用一般紫铜丝或 “HS201”（特制紫铜焊丝）、“SH202”（低磷铜焊丝） ；气焊熔剂可采用“CJ301”。焊前，把管端和焊丝清理干净，并用砂纸仔细打磨，使管端不太毛，也不太光。

6 手工电弧焊

（1）铜的导电性强，施焊前要预热（用氧-乙炔预热至 200℃以上），并用较大电流焊接。
（2）铜的线膨胀系数大（比低碳钢约大 50%以上），导热快（比低碳钢约大 8 倍），热影响区大， 凝固时产生的收缩应力较大，因此装配间隙要大些。
（3）根据管材成分和壁厚等因素，要正确选用焊条种类、直径和焊接电流强度。
（4）焊接黄铜时，为了减少在高温下的蒸发和氧化，焊接电流强度应比紫铜小。由于锌蒸发时易使人中毒，应选用在空气流通的地方施焊。
（5）铜在焊接时应采用直流电源反极性接法（工件接负极）。
（6）焊接后趁焊件在热态下，用小平锤敲打焊缝，以消除热应力，使金属组织致密，改善机械性能。

7 钨极氩弧焊：用钨极代替碳弧焊的碳极，并用氩气（惰性气体）保护熔池，以获得高质量的焊接接头。

　　使用焊丝：紫铜氩弧焊时，使用含脱氧无素的焊丝，如 HS201、HS202；如使用不含脱氧 元素的焊丝，如 T2 牌号，需要与铜焊熔剂 CJ301 同时使用。

（1）点焊定位：点固焊的焊缝长度要细而长（20~30mm） ，如发现裂纹应铲掉重焊。紫铜钨极 氩弧焊采用直流正接极性左焊法。操作时，电弧长度保持在 3~5mm、8~14mm。对保证焊缝熔合质量， 常采用预热、大电流和高速度进行焊接。壁厚小于 3mm，预热温度为 150~300℃；壁厚大于 3mm， 预热温度为 350~500℃；宽度以焊口中心为基准，每侧不小于 100mm。预热温度不宜太高，否则热 影响区扩大，劳动条件也差。
（2）焊接时应注意防止“夹钨”现象和邕端裂纹。可采用引出板或始端焊一段后，稍停， 凉一凉再焊.黄铜焊接时，其预热温度为：壁厚为 5~15mm 时，为 400~500℃；壁厚大于 15mm 时， 为 550℃。黄铜氧-乙炔焊，预热宽度以焊口中心为基准，每侧为 150mm。黄铜焊接后，焊缝应进行 焊后热处理。焊后热处理温度：消除应力处理为 400~450℃；软化退火处理为 550~600℃。管道焊 接热处理，一般应在焊接后及时进行。
（3）支架及管道穿墙：支架安装应平整牢固，间距和规格应符合规范和设计要求。管道穿过 墙壁及楼板时应加钢套管，套管内填塞麻丝。
（4）补偿器安装：安装铜波形补偿器时，其直管长度不得小于 100mm，其它技术要求按有 关章节要求进行。
（5）阀门安装：

a 安装前，应仔细检查核对型号与规格，是否符合设计要求。检查阀杆和阀盘是否 灵活，有无卡阻和歪斜现象阀盘必须关闭严密。安装前，必须先对阀门进行强度和严密性试验，不 合格的不得进行安装。低压阀门应从每批（同制造厂、同规格、同型号、同时到货）中抽查 10%， 至少一个，进行强度和严密性试验。若有不合格，再抽查 20%，如仍有不合格则需逐个检查。阀门 的强度和严密性试验应用洁净水进行， 当工作介质为轻质石油产品或温度大于 120℃的石油蒸馏产 品的阀门，应用煤油进行试验。

b 阀门的强硬态度度试验应按下列规定进行： a 公称压力小于或等于 32MPa 的阀门其试验压力为公称压力的 1.5 倍； b 试验时间少于 5 分钟，壳体、填料无渗漏为合格。

c 公称压力小于 1MPa，且公称直径大于或等于 600mm 的闸阀可不单位进行水压强硬 态度度和严密性试验。 强度试验在系统试压时按管道系统的试验压力进行， 严密性试验可用色印方 法对闸板密封面进行检查，按合面应连续。对焊阀门的严密性试验单独进行，强度试验一般可在系 统试验时进行。严密性试验不合格的阀门，须解体检查并重作试验。

d 试验合格的阀门， 应及时排尽内部积水， 密封面应涂防锈油 （需脱脂的阀门除外） ， 关闭阀门，封闭出入口。高压阀门应填写“阀门试验记录” 。水平管道上的阀门，阀杆宜垂直或向 左右偏 45°，也可水平安装，但不宜向下；垂直管道上阀门阀杆，必须顺着操作巡回线方向安装。

f 阀门安装时应保持关闭状态，并注意阀门的特性及介质流向。阀门与管道连接时， 不得强行拧紧法兰上的连接螺栓；对螺纹连接的阀门，其螺纹应完整无缺，拧紧时宜用扳手卡住阀 门一端的六角体。安装螺纹阀门时，一般应在阀门的出口处加设一个活接头。

g 对具有操作机构和传动装置的阀门， 应在阀门安装好后， 再安装操作机构和传动装置，且在安装前先对它们进行清洗，安装完后还应将它们调整灵活，指示准确。 截止阀的阀体内 腔左右两侧不对称，安装时必须注意流体的流动方向。应使管道中流体由下向上流经阀盘，因为这 样流动的流体阻力小，开启省力，关闭后填料不与介质接触，易于检修。 闸阀不宜倒装。倒装时， 使介质长期存于阀体提升空间，检修也不方便。闸门吊装时，绳索应栓在法兰上，切忽栓在手轮或 阀件上，以防折断阀杆。明杆阀门不能装在地下，以防阀杆锈蚀。止回阀有严格的方向性，安装时 除注意阀体所标介质流动方向外，还须注意下列各点：安装升降式止回阀时应水平安装，以保证阀 盘升降灵活与工作可靠。 摇板式止回阀安装时，应注意介质的流动方向，只要保证摇板的旋转枢 轴呈水平，可半在水平或垂直的管道上。

h 焊接的允许最低环境温度、预热要求，焊后热处理、酸洗、钝化处理、焊缝外观 检查、射线透视和超声波探伤等，均应按照设计和有关规范进行。施焊时，管子两端应堵塞住，不 让管内通风；同时，也不得在有穿堂风或在雨雪侵袭的场所进行焊接。每个焊口都应一次焊完，不 得中断，如不得不中断时，应采取措施，使之缓慢冷却；再次继续焊接时，必须先进行焊口清理， 应在原断弧处 6~10mm 开始引弧。如需预热者，必须重新预热。管道焊接完后，必须按专门规定进行检查。

i 管支架安装：管道支、吊架的安装尺寸和标高应符合设计规定。管道支、吊架的间距应符合设计要求和规范规定。支架安装应平正牢固。支、吊架与管道相接触的部位，必须先进行防腐，然后再按设计规定或温度要求，在管道与支、吊架中间设置木架、软金属垫或橡胶石棉垫等。对于有热位移的管道，吊杆应在位移的反方向按位移值的一半偏离安装，并在管道投入热负荷运行时，再次对其进行检查和调整。

三、质量标准

1 保证项目

（1）管子、部件、焊接材料的型号、规格、质量必须符合设计要求和规范规定。检查方法：检查合格证、验收或试验记录。
（2）阀门的规格、型号和强度、严密性试验及需要作解体检验的阀门，必须符合设计要求和规范规定。
（3）压、气和严密性试验，在规定时间内必须符合设计要求和规范规定。检查方法：按系统检查分段试验记录。按系统全检。
（4）焊缝表面不得有裂纹、烧穿、结瘤和严重的夹渣、气孔等缺陷。有特殊要求的焊口，必须符合规定。 检查方法：用放大镜观察检查。有特殊要求的焊口，检查试验记录。按系统的接口数抽查 10%， 但不少于 5 个。管口翻边表面不得有皱折、裂纹和刮伤等缺陷。 检查方法：观察检查。按系统的接口数抽查 10%，但不少于 5 个。脱脂忌油的管道、部件、附件、垫片和填料等，脱脂后必须符合设计要求或规范规定。检查方法：检查脱脂肪酸记录。按系统全部检查。
（5）弯管表面不得有裂纹、分层、凹坑和过烧等缺陷。检查方法：按系统抽查 10%，但不少于 3 件。
（6）管道系统的清洗、吹洗必须按设计要求和规范规定进行清洗、吹洗。检查方法；检查清洗吹洗记录。按系统全部检查。

2 基本项目

（1）支、吊、托架的安装位置正确、平正、牢固。支架同管子之间应用石棉板、软金属垫 或木垫隔开，且接触紧密。活动支架的活动面与支承面接触良好，移动灵活。吊架的吊杆应垂直，丝扣完整。锈蚀、污垢应清除干净，油漆均匀，无漏涂，附着良好。检查方法：用手拉动和观察检查。按系统内支、吊托架的件数抽查 10%，但不少于 3 件。
（2）管道坡度应符合设计要求和规范规定。检查方法：检查测量记录或用水准仪（水平尺）检查。按系统每 50m 直线管段抽查 2 段，不足 50m 抽查一段。有隔段墙的可以以隔段墙分段。
（3）补偿器安装：Ⅱ型补偿器的两臂应平直，不应扭曲，外圆弧均匀。水平管道安装时，坡度应与管道一致。波形及填料式补偿器安装的方向应正确。 检查方法：观察和用水平尺检查。按系统全部检查。 （4）阀门安装位置、方向应正确，连接牢固、紧密。操作机构灵活、准确。有特殊要求的 阀门应符合有关规定。检查方法：观察和作启示录闭检查或检查调试记录。按系统内阀门的类型各抽查 10%，但均不应少于 2 个。有特殊要求的阀门应全部检查。
（5）法兰连接：对接应紧密、平行、同轴，与管道中心线垂直。螺栓受力应均匀，并露出螺母 2~3，垫片安装正确。松套法兰管口翻边折弯处为圆角，表面无折皱、裂纹和刮伤。

四、成品保护

1 经酸洗或钝化，或者脱脂合格后的管道，安装以前仍应采取有效保护措施。
2 中断施工时，管口一定要作好临时封闭工作；密封安装时，要注意检查管内有无异物。
3 敷设在地沟内的管道，施工前要清理管沟内的渣土、污物；严禁对已安装好的管道踩蹬，并且及时盖好地沟盖板。
4 弯管工作在螺纹加工后进行，应对螺纹密封面采取保护措施。
5 安装在墙上、 混凝土柱上和地沟内的支架， 宜在建筑工程施工时配合预留洞或预埋铁件，不宜任意打洞，以免损坏建筑物。
6 管道在安装时，应防止管道表面被砂石或其它硬物划伤。
7 未交工验收前，施工单位要专门组织成品保护人员，24h 时有人值班。并且要随时关锁施工所在的建筑物。
8 管子、管件在施工中应注意妥善保管，不得混淆和损坏。应避免与碳素钢接触。

五、应注意的质量问题

1紫铜管的切割、坡口加工只能用冷加工的方法进行。
2 管子内外表面应光洁、清洁、不应有针孔、裂纹、皱皮、分层、粗糙、拉道、夹渣、气泡等缺陷。黄铜管不得有绿锈和严重脱锌。
3 紫铜管的随圆度，不应超过外径的允许偏差。管子端部应平整无毛刺。管子内外表面不得 有超过外径和壁厚允许偏差的局部凹坑、划伤、压入物、碰伤等缺陷。