薄壁不锈钢管施工技术要领
 
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薄壁不锈钢管施工技术要领
薄壁不锈钢管施工流程
基本上,薄壁不锈钢管道的施工流程包含:
切割、修边、弯管(可选)、连接、测试。
如同大多数其它金属管道,薄壁不锈钢管在销售运输中为标准长度的直管道形式,在对管道系统进行配管和连接施工等之前,应按施工图要求切割成所需长度的直管。
鉴于在施工工地主要以手动或低速电动金属机械切割不锈钢管,在切割断面总会有不同程度的毛刺产生于管壁内/外,甚至管口变形或不平整。修去毛刺和管口光平整是在进行管道连接前的必要工序。
由于不锈钢管道的刚性较强且绝大多数的工地上并不具备专业管道成形设备,随着越来越丰富的管件供应,弯管施工的需求在逐渐下降,主要集中于小口径管(DN25以下)的施工。对薄壁不锈钢管的弯曲弧度及管壁成形的控制,是弯管施工过程中的要点。高质量的弯管成形施工对节省管件成本和减少连接施工是有帮助的。
作为主要决定管道系统密封性的关节部位施工,管道的连接技术与施工质量显得尤为重要。

在薄壁不锈钢管的连接施工中,由于管壁较薄,故基本上不采用套丝连接。

目前在中小管径(DN100及以下)的连接主要采用压接技术 (Press Joint),是经由配套压接管件(Press Fitting)和专业压接工具(Press Tool/Jaw),进行现场施工的机械连接方式,施工便捷快速标准化。通过对不锈钢管-管件-密封材料三者施加径向压力从而使内置密封材料及管件产生适度挤压形变,从而具备一定的耐压(水压/气密)和抗震动及抗拉拔功能。高质量专用压接管件及其配套高精度专业压接工具是保障压接连接施工质量的关键。
中大管径(DN100及以上)的连接主要采用沟槽式(Groove Joint with Coupling)或法兰式(Flange Connection) 机械连接技术。经由专业滚沟工具(Roll Groover)在管壁上加工出标准规格的沟槽,结合配套内置密封材料的卡套,通过紧固螺栓将两根管子在沟槽中固定并适度压紧其中的密封材料,从而具备一定的耐压(水压/气密)和抗震动及抗拉拔功能。高质量专用沟槽卡套/法兰件及其配套高精度专业滚沟工具是保障沟槽/法兰连接施工质量的关键。
作为非机械连接技术,薄壁不锈钢管的焊接-氩弧焊(Argon Arc Welding)可以在各种管径连接的施工中使用。但是由于焊接操作对施工场地/焊接设备器材/操作人员均有相当高的专业要求,耗费的时间与成本较高,故主要在对一些有较高耐压和强度要求,或不适用密封材料的特种管道系统施工中采用。
薄壁不锈钢管道系统的检查验收,施工现场主要针对水压/气体密封性进行打压测试,施工人员采用专业水压泵/气压泵(手动/电动)接入管道系统中,注入一定压强的水或气体并静态保持规定时间,检查官道系统有无渗漏。详细验收标准参见DVGW W534 1995 或 JWWA G116:2001。管道系统连接处(管子与管件的压接连接处)的物理强度的测试,原则上采用线下采样测试,通过专业拉拔测试/震动测试设备对压接后的管道/管件进行检测(包括带压测试和不带压测试)。详细验收标准参见DVGW W534 1995 或 JWWA G116:2001。

薄壁不锈钢管施工技术要领 --- 切割

薄壁不锈钢管的切割必须是无显著温升的切割方式
严禁采用任何会产生高温的切割手段(诸如砂轮锯)切割不锈钢管。切割产生的高温将改变耐腐蚀性能良好的奥氏体不锈钢管的金相组织,使不锈钢管表面发黑,耐腐蚀能力大大下降。

鉴于奥氏体不锈钢管在冷加工形变后,易产生金相组织的改变从而发生不锈钢管道应力腐蚀破裂现象,在薄壁不锈钢管道切割施工中,目前主要采用圆周冷挤压切割技术或行星式单边冷切削技术。在切割过程中,应注意以下事项:
1)在切割过程中无显著升温现象。
2)均采用圆周环绕切割,以保持薄壁不锈钢管的截面周向匀称,避免管造成连接困难乃至应力腐蚀破裂现象发生。口产生变形
3)切割后管口垂直平整,切口无明显毛刺,决不可有应高温变形产生的片状毛刺。

采用圆周冷挤压切割技术的管割刀(手动/电动),必须具备下述特性,才能满足薄壁不锈钢管道切割施工应用:
1)全轴承滚动机制:由于不锈钢的热传导性较低,在切割过程中管割刀的刀片/辊柱与不锈钢管的摩擦容易堆积产生一定的热量,从而使滚动切割困难,甚至磨损不锈钢管壁。所有不锈钢管割刀的刀片和辊柱必须采用轴承式设计,将滚动摩擦降到最低限度,减少对不锈钢管壁的磨损,使切割快速轻松。
2)切割轨迹平直,无走刀现象:在旋转进刀1/4~1/2圈,使管割刀绕不锈钢管一周,刀片切割轨迹必须重合在一条上。刀架/刀片/辊柱的制造和装配必须确保在同一切割垂直平面。
3)高质量专业不锈钢管切割刀片:不锈钢硬度较高,切割刀片必须使用优质合金钢材料,进行专业热处理以及辅助去除内应力等工序,使刀片能满足长期工作负荷。刀片尺寸与形状的设计要满足切割后管口垂直平整,缩口轻微,切口无明显毛刺。
薄壁不锈钢管施工技术要领 --- 修边

薄壁不锈钢管在连接之前必须对内/外管口进行修整工作,修去毛刺并确保管口周向匀称,对随后的管道压接式连接尤为重要。

专业不锈钢管修边器,采用内外管口修边一体化锥体切削设计。由于不锈钢材料硬度较高,管口毛刺刚性较强,专业修边器必须采用高强度高硬度优质合金钢材料,多刃切削设计(内管口修边:至少25条切削刀刃;外管口修边:至少36条切削刀刃)的修边锥体,通过特殊热处理进一步提升硬度,尤其是切削刀刃处的硬度,从而使修边轻松便捷,可长期负荷使用。

在施工中,操作人员基本采用人工手动方式使用修边器,简便快捷,在快速有效去除内外管口毛刺的同时,确保管口不变形,起到整圆的作用。当采用外在动力使用修边器时(如电动驱动旋转修边器),请务必谨慎操作,避免金属碎屑飞溅受伤或过度修边管口,造成管口磨损变薄,甚至扩口或缩口。

严禁采用任何会产生高温的修边手段(诸如砂轮锯)修整不锈钢管口。在使用钢锉刀或3刀刃修边器等工具修边去毛刺时,要注意掌握操作力度与速度,不要造成管口变形或缺损,避免修边器刀刃口的断裂。原则上不推荐使用非专业不锈钢管修边器。
薄壁不锈钢管施工技术要领 --- 压接

中小口径(DN100以下)的薄壁不锈钢管道的连接,主要采用机械式的压接施工方式。鉴于不锈钢管件在冷加工形变后(高强度机械压接),易产生金相组织的改变从而发生不锈钢管道应力腐蚀破裂现象,故所有压接管件必须经固溶处理,使其硬度降低,塑性和韧性提高,显著提高不锈钢抗应力腐蚀破裂的能力。

(一)管道压接施工的质量保障。

在确定符合有关标准的不锈钢管及配套压接式管件(内置密封材料)基础上,压接施工中的压接工具/压接钳及其使用将是确保管道连接质量至关重要的环节。

高质量的压接主要是由管件压接成形后的尺寸决定的,高精度且可靠稳定的成形尺寸,可确保管道连接处的密封度(水压/气密)及抗拉拔/振动等物理特性要求。当前薄壁不锈钢管道系统中,压接后成形尺寸公差必须严格控制在40丝以内(0.4mm)。

高质量的压接钳口设计与加工制造是确保管件压接成形尺寸的关键。

1)压接钳口的设计必须严格按照管件压接成形后的剖面。
2)压接钳口的尺寸公差必须严格控制在20丝以内(0.2mm)。
3)压接钳口处选用优质合金钢材质,经特殊热处理,以满足压接不锈钢管件高硬度高强度成形需求,减少压接中产生的磨损,延长使用寿命,压接钳口要能满足1万次的压接施工要求。
4)不锈钢管/压接式管件和压接钳三者在施工中必须确保为配套开发使用的,保证压接成形质量的可靠一致,严禁不锈钢管/压接式管件和压接钳的不配套使用。

(二)管道压接施工的安全保障。

1)薄壁不锈钢管的压接施工为高压成形施工,在压接钳口处所需的施压压力约为24KN~32KN,在工具选择与使用中必须特别注意安全,杜绝任何因工具断裂/飞溅或操作失误导致的人身伤害事故。
2)压接工具要具备在压接钳安装不到位,液压传动故障,电力不足等状况下,应主动报警并即刻停止工作。
3)压接工具必须要具备紧急泄压阀,在发生误操作压接时可随时采取紧急泄压,松开压接钳口。
4)所有的压接钳必须采用主动性安全设计,以杜绝任何压接钳的断裂飞溅伤害事故:
1、压接钳在使用至接近使用寿命(约1万次压接)时,应有明显的迹象或指示(如压接钳侧板产生裂纹或非脱落性断裂)已主动提示报废。
2、压接钳在超过使用寿命(约1万次压接)时,如继续使用,压接钳将在指定部位产生“软性”断裂(包括压接钳侧板的非脱落断裂),使压接钳无法正常工作,从而强制中止压接钳的使用。

(三)管道压接施工的使用保障。

1)压接工具在使用过程中应操作便捷,增压与泄压过程应全自动控制,避免人为操作中产生的过压或压接不到位,压接不稳定等问题产生。
2)完成单次压接的耗时短(约5~7秒),从而提高施工效率。
3)压接工具及压接钳口的重量应尽可能轻便,可单人操作。易于施工中先排管再进行线上压接连接操作,减少因线下压接连接后线上排管对不到位的问题产生。
4)压接工具的液压传动部分应采用全密封设计,在使用过程中不能出现漏油/失压等故障,避免因压接施工的失败造成的管件报废损失等。
5)压接工具与压接钳口均应采用一体化设计,方便安装使用。
6)压接工具为液压装置,需定期的维护保养,在施工过程中压接工具须具备自动提示功能。维护保养由压接工具专业厂家负责。
 
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