

连接管道的方法有很多,不同的管道连接方式各有优缺点,也有着不同的用途,工程中需要正确选用连接方式。
1、螺纹连接
称丝扣连接,它是通过内外螺纹把管道与管道、管道与阀门连接起来。这种连接主要用于钢管、铜管和高压管道的连接。
优点
制造、使用都简单,联接可靠、使用方便、通用性好、可装拆而重复使用等。
缺点
承压较低,螺纹处容易腐烂和泄漏。
2、焊接连接
焊接连接作为最传统的一种连接方式,也是日常中最常用的连接方式,其主要特点是接口牢固耐久、接口处密封度高,不用经常维护。
优点
接口牢固耐久,不易渗漏,接头强度和严密性高,使用后不需要经常管理。焊接有节省金属材料、生产效率高、接头密封性好的优点。
缺点
焊接接头容易产生较大的焊接变形和焊接残余应力,从而影响接头的承载能力、加工精度和尺寸稳定性,同时在焊缝与管子的交界处(热影响区)生产应力集中,对接头的疲劳断裂有较大影响。焊接接头中容易产生焊接缺陷(裂纹、气孔、夹渣、未熔合、未焊透)等。这些缺陷的存在会降低焊接接头强度、引起应力集中、损坏焊缝致密性。
金属管道焊接常用的方法有焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、药芯焊丝电弧焊、激光焊等。
1)焊条电弧焊 SMAW Shielded Metal Arc Welding
焊条电弧焊的优点是设备简单、轻便、操作灵活,可以适用于维修及装配中的短缝的焊接,特别是可以适用干难以达到的部位的焊接。
焊条电弧焊的缺点就是对焊工操作技术要求高,焊工培训费用大,劳动条件差,生产效率低,不适于特殊金属及薄板的焊接,比如通风管道的焊接。
焊条电弧焊配用相应的焊条可适用于大多数工业用碳钢、不锈钢、铸铁、铜、铝、镍及其合金的焊接。
空调季采暖水系统用焊接钢管、无缝钢管、螺旋焊接钢管均可用焊条电弧焊。
2)埋弧焊 SAW Submerged Arc Welding
埋弧焊是采用较大的电流,在电弧热的作用下,一部分焊剂熔化成熔渣并与液态金属发生液态冶金反应。
另一部分熔渣浮在金属熔池的表面,一方面可以保护焊缝金属,防止空气的污染,并与熔化金属产生物理化学反应,改善焊缝金属的成分及性能;
另一方面还可以使焊缝金属缓慢冷却,防止裂纹、气孔等缺陷的产生。
埋弧焊已广泛用于碳钢、低合金结构钢和不锈钢的焊接。由于熔渣可以降低焊接接头的冷却速度,故某些高强度结构钢和高碳钢也可以采用埋弧焊进行焊接。
3)钨极气体保护焊 GTAW Gas Tungsten Arc Welding
由于能很好的控制热输入,所以它是连接薄板金属和打底焊的一种极好方法。比如不锈钢金属风管焊接常用此种方式。
这种方法几乎可以用于所有金属的焊接,尤其适用于焊接铝、镁这些能形成难熔氧化物的金属以及钛、锫这些活泼金属,也常用于不锈钢焊接,这种焊接方法的焊接质量高。
但与其他电弧焊相比,其焊接速度较慢、生产成本高、受周围气流的影响较大,不适于室外操作。
4)熔化极气体保护焊 GMAW Gas Metal Arc Welding
熔化极气体保护焊通常使用的气体有氩气、氦气、二氧化碳或这些气体的混合气。
以氩气、氮气为保护气时称为熔化极惰性气体保护焊;以惰性气体与氧化性气体(O₂、CO₂)的混合气时,或以CO₂和CO₂+O₂的混合气为保护气时,统称为熔化极活性气体保护焊。
熔化极气体保护焊主要优点是可以方便地进行各种位置的焊接,同时也具有焊接速度较快、熔敷率较高等优点。
同时熔化极气体保护焊熔敷速率要比钨极气体保护焊高得多,焊接过程中不需要像钨极气体保护焊那样保持短而稳定的电弧。设备简单、方便灵活,并可堆焊多种成分的合金。
熔化极活性气体保护焊可以适用于大部分丰要金属的焊接,包括碳钢、合金钢。熔化极惰性气体保护焊适用于不锈钢、铝、镁、铜、钛、锆及镍合金。利用这种方法也可以进行电弧点焊。
其缺点是飞溅较大,焊枪体积大,可达性差。
5)药芯焊丝电弧焊 FCAW Flux Cored Arc Welding
药芯焊丝电弧焊可以认为是熔化极气体保护焊的一种类型。其所使用的焊丝是药芯焊丝,焊丝的芯部装有各种组成成分的药粉。
焊接时外加保护气体,主要是CO₂气体,药粉受热分解或熔化,起着造气和造渣保护熔池、渗合金及稳弧等作用。
药芯焊丝电弧焊不另外加保护气体时,叫做自保护药芯焊丝电弧焊。它是以药粉分解产生的气体作保护气体,这种焊接方法的焊丝干伸长度变化不会影响保护效果,其变化范围可较大。
药芯焊丝电弧焊有以下优点:焊接工艺性能好,焊道成型美观;熔敷速度快、生产率高,可以进行连续地自动、半自动焊接;合金系统调整方便,可以通过金属外皮和药芯两种途径调节熔敷金属的化学成分 能耗低,综合成本低。
缺点是制造设备复杂、制造工艺技术要求高、药芯焊丝保管要求高和焊丝很容易受潮。药芯焊丝电弧焊可以应用于大多数黑色金属各种厚度、各种接头的焊接。
6)激光焊 LBWLaser Beam Welding
是一种以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。由于激光具有折射、聚焦等光学性质,使得激光焊非常适合于微型零件和可达性很差的部位的焊接。激光焊还有热输入低,焊接变形小,不受电磁场影响等特点。
另外还有
等离子弧焊 PAW Plasma Arc Welding
电渣焊 ESW Electroslag Welding
气焊 OFW Oxyfuel Gas Welding
电阻焊 RW Resistance Welding
3、承插口连接
在化工管道中,用作输水的铸铁管多采用承插连接。承插连接适用于铸铁管、陶瓷管、塑料管等。它主要应用在压力不大的上、下水管路。
1)青铅接口
青铅接口是承插式铸铁管最早使用的接口形式,具有较好的弹性、刚性和抗震性,施工后不需要养护。但铅是比较贵重的金属,大量消耗工程造价太高。主要用于振动较大的地方,如穿越铁路、公路、河床以及抢修的场合。
优点
接口质量好,强度高,耐震性能好,操作完后可立即通水或试压,无需养护,通水后如发现少量漏水,可用捻凿进行捻打修补。
缺点
耗用有色金属量大,成本高,故只能在工程抢修或管道抗震要求高时才采用。
2)石棉水泥接口
优点
具有较高强度和较好抗震性,水密性及粘接力好。
缺点
劳动强度大。
3)自应力水泥接口
优点
制造、接口劳动强度小,工作效率高。
缺点
只适应于工作压力不超过1.2MPa承插管道,抗震性差,不宜用于土质松软、地基不坚实的地方。
4)非金属管的承插连接:
硬聚氯乙烯的承插连接,是采用承插粘接的方式连接管子或管件,不需要对管口进行焊接。
玻璃钢管道采用承插式连接,一般要求管道内径比较大,市场上能见到的最小内径不小于300mm,太小内径因为玻璃钢管道壁厚较薄,从制作工艺上难以满足插头上的胶圈槽的设计。
市政工程给排水工程中应用的玻璃钢夹砂管道大多数采用承插式连接。
优点
连接简单、快捷、省时、省力、安装费用低。
缺点
在一些地质条件差的淤泥地带,因为玻璃钢管道是柔性连接,在相邻的两条管发生不均匀沉降时,容易造成浮管,管道连接分离。
4、粘接连接
粘接连接是采用粘合剂做粘接填料,将同质的管材、管件粘接在一起,从而起到密封作用。粘接连接有着施工简便、固化速度快等优势,被广泛应用于排水系统。
优点
粘接界面应力分布均匀;防止金属发生电化学腐蚀;保证结构部件疲劳强度;粘接工艺设备投入低,使用简便,快速,安全,节能;适应性强,能满足特殊需求,比如导热、导电、耐油等。
缺点
粘接层的抗剥离强度、不均匀扯离强度和抗冲击强度较低。一般胶粘剂耐热性不高(一般150℃,最高300℃),耐老化性能差,而且缺乏无损检验粘接质量的方法。
5、法兰连接
法兰连接就是把两个管道、管件或器材,先各自固定在一个法兰盘上,然后在两个法兰盘之间加上法兰垫,最后用螺栓将两个法兰盘拉紧使其紧密结合起来的一种可拆卸的接头。
优点
法兰联接有较好的强度和紧密性,适用的尺寸范围宽,在设备和管道上都能应用,所以应用最普遍。
缺点
但法兰联接时,不能很快地装配与拆卸,制造成本较高。
6、管道连接器连接
管道连接器是一种新型管道连接装置,它突破了传统的连接观念,采用不锈钢和橡胶制造成元件组合装置来达到密封承压功能,施工时无需对管端做任何处理,只要将连接器套在要连接的两管端,拧紧侧旁螺栓,就使卡齿紧咬管端表面达到限位固定,而密封套贴紧在管道上达到密封牢固连接的锁定状态。
优点
柔性连接、快速安装、无需动火、坚固耐用、通用性强等特点。
缺点
一些特殊用途上的抗压性无法胜任。
7、沟槽链接
沟槽连接是在管道接头等部位加工形成环形沟槽,用卡箍件、橡胶密封圈和紧固件等组成的套筒式快速接头。
安装时,在相邻管端套上异形橡胶密封圈后,用拼合式卡箍件连接,卡箍件的内缘就位在沟槽内并用紧固件紧固后,保证了管道的密封性能。
这种连接方式具有不破坏钢管镀锌层、施工快捷、密封性好、便于拆卸等优点。可用于建筑给水、消防给水、生产给水等管道工程。
优点
操作简单,管道原有的特性不受影响,有利于施工安全,系统稳定性好,维修方便,经济效益良好。
8、卡套式连接(铝塑复合管)
用锁紧螺母和开口压紧环将管材压紧于管件上的连接方式。
特点:卡套式管件密封面短,安装方便简单,无需专用工具,可以拆卸,一般使用于2632以下规格的自来水和燃气系统。
优点
连接牢靠、耐压能力高、耐温性,密封性和反复性好、安装检修方便、工作安全可靠等。
9、热熔连接
热熔连接广泛应用于PP-R管、PB管、PE-RT管等新型管材与管件连接,通过加热使管道对接口发生变化,从而使管道与配件之间行程整体,冷却后成型。主要有热熔承插连接和热熔对焊连接。
优点
连接简便、使用年限久、不易腐蚀等
10、电熔连接
一般是熔接PE管,通过给嵌于管件内壁的铜丝通电加热,使熔合区部位塑料树脂发生相变,高分子链段在一定压力下互相渗透,交强,通过冷却材料重新结晶排列,使熔合部位结合成一个整体。
优点
施工灵活等
缺点
成本较高
11、卡压连接
不锈钢卡压式管件连接技术取代了螺纹、焊接、胶接等传统给水管道连接技术,具有保护水质卫生、抗腐蚀性强、使用寿命长等特点,施工时将带有特种密封圈的承口管件与管道连接,用专用工具压紧管口而起到密封和紧固作用。
优点
安装便捷、连接可靠及经济合理等。
12、热收缩管连接
热缩管是一种新兴的绝缘材料,近年来,在电子、电力和家用电器等领域被广泛采用。是采用纤维增强聚乙烯热收缩带做内层,热收缩管做外层,热收缩管内表面涂有热熔胶,经加热后与将相邻管端贴合紧箍连成一体的连接方法。施工环境温度一般应为-20~60℃,若环境温度低于0℃,应对采取保温措施;连接时必须按照热收缩管带的工艺要求进行操作其操作步骤。
优点
绝缘性能高,不易老化脱落,防水等
优点
施工步骤多,成本略高。
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