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水管的连接工艺

水管的管道连接就是按照设计、施工图纸和有关规范的要求，将水管与水管或水管与管材和阀门等连接起来，形成一个严密的整体，以满足使用的目的。施工中应根据管材、管径、壁厚、用途、工艺要求以及现场的具体条件等情况，在不同的连接方法中加以选用。

施工时钢管的连接有螺纹联接、法兰连接和焊接连接三种，塑料管则主要采用焊接、热熔连接、法兰连接、承插连接形式和螺纹联接。

一、钢管的连接

(一)螺纹联接

螺纹联接(又叫丝扣连接)，它适用于所有的镀锌钢管，工作压力较小和直径较小(DN≤32mm)的焊接钢管连接，以及管道与带螺纹的阀件、仪表、设备接管的连接、此方法常用于管径在100mm以下管道的连接。在实际中较为常见的是圆柱形接圆锥形螺纹，即管子加工成圆锥管螺纹，管件加工成圆柱形管螺纹。

1.管螺纹套制

作为管道安装和检修中最常用的管道连接方法，螺纹联接需要对待连接的管子套制螺纹，又常称为套丝。由于所用的各种管件大多已制有内螺纹，所以在钢管装配时，主要是在管端上加工外螺纹。管螺纹套制又有手工套制和机械套制两种。

(1)手工套制螺纹。手动套制管螺纹就是利用管子铰板这一专用工具盒管子台虎钳配合进行操作的。工具携带和操作都简便，尽管效率低、劳动强度大，还是在工作中应用较多，尤其适合于现场使用。

作为主要用来铰制各种金属管子或管件外螺纹的手工工具，管子铰板(俗称代丝)分为普通式和轻便式两种。管道安装工程中常用的是普通式管子铰板，如图17所示。

手工套制螺纹操作方法和注意事项时：

1)首先选择与所要套制螺纹规格相符的丝板和板牙套，再按板牙的数字序号1~4分别装入相应序号的牙槽内。否则不能正常操作。

2)松开标盘的固定螺钉，向左推手柄，转动活动盘到所加工管径相对应的规格，并与固定标盘对准后，拧紧固定螺钉;接着松开后爪，把管子丝板套住管子，注意标盘要面向操作者;再拧紧后爪，使压紧螺钉轻压在管壁上。

3)人站在管子丝板面前，一只手按顺时针方向转动丝板手柄，另一只手扶住丝板向内推，开始套丝操作。在板牙进入管子两扣后，人站在丝板手柄一侧继续均匀地旋转手柄，使板牙缓缓进入。

套丝过程中，切削的深度要适当，还要常向切削处加机油冷却和润滑板牙。对不同管径的管子套丝，应采用不同的次数完成，不得一次完成。DN32以下最好分2次套成，DN32~DN50可分两次或三次套成，DN50以上的必须在3次以上套成。

4)螺纹加工到规定长度后，逐渐松开板牙的压紧螺钉，再轻取下板牙和手柄，而不能回旋退出。这种套丝过程中的通常做法，可使套成的螺纹有一定的锥度，从而实现管螺纹的紧密连接。

5)清理管子丝板和螺纹表面上的油污和铁屑。对套好的螺纹，要用连接件试试其松紧，用人手的力量能旋进2~3扣为宜。

特别地，长度小于100mm，两端带螺纹的短管称为段螺纹管，无法直接用管子铰板对它套制螺纹。需要采取下述操作：在一根较长的管子上套制出螺纹后，按照所需长度截取已套好了短螺纹的管头，而后把它有螺纹的一端拧入连接有管箍的管子上。这时，再将连接有管箍的管子固定在管子台虎钳上，就可对短管的另一端套制螺纹了。最后，卸下两端套好螺纹的短管即可。

(2)机械套螺纹。机械套螺纹就是利用套螺纹机这一专用机具实现的。机械套螺纹的效率高，所制的管螺纹质量也高，但不够轻便，只适于在固定地点进行成批的管螺纹加工，可对DN40~DN200管子进行切断、内口倒角及套螺纹的操作。电动套丝切管机又称电动套螺纹切管机、电动切管套丝机或电动套丝机，适用于金属管的切断、管端内口倒角及对管子、圆钢套制外螺纹、坡口倒坡。电动套丝管机由电动机、减速器、前后卡盘、切刀架、铰板架、倒角刀架等组成。

电动套丝切管机规格见表2

表2 电动套丝切管机规格表

型号

规格/mm

套制圆锥管螺纹范围/mm

电机额定功率/W

电源电压/V

质量/kg

Z1T-50

50

15~50

≥600

220

71

Z3T-50

380

Z1T-80

80

15~75

≥750

220

105

Z3T-80

380

Z1T-100

100

15~100

≥750

220

153

Z3T-100

380

Z1T-150

150

65~150

≥750

220

260

Z3T-150

380

电动套丝切管机的操作步骤与方法：

1)先支上脚架或将机器放在工作台上，加注润滑油或检查是否适量，插上电源，观察润滑油的流淌。

2)在铰板架上装好适宜的板牙，再拉开支架拖板，插入管子，旋转前后卡盘将管子夹紧。用台虎钳支撑外伸的管端，高度要调整适当。管子太长时，也应用辅助支架做支撑。

3)放下铰板和出油管，合上开关，调整喷油管，使其对准板牙喷油。移动进给手把将板牙对准管口稍用力，板牙入扣后，可依靠自身的力量实现自动进给。

4)注意观察套螺纹的长度。当套螺纹的长度达到要求时，应及时扳动板牙上的手把，使板牙沿径向退离已加工完的螺纹面。关闭电源，再移开进给手柄，拆下已套好螺纹的管子。

5)管子扩口时，先把扩孔锥头就位，用刀架上的进给手把压进管孔，再把扩孔锥的后部推进缺口，而后反时针方向旋转，就可以把锥头锁上。

6)切断管子时，先将板牙与扩孔锥掀起，再把刀放在管子上，转动切刀螺钉手柄，开始切割。而切割较粗的管子时，可把润滑油直接喷在刀口上。

2.钢管的螺纹联接

螺纹联接是靠管端加工外螺纹的管子和有内螺纹的管件进行紧密连接的，其界面要求有足够的强度和严密性。为增强连接的密封性，螺纹联接时需在外螺纹上缠抹适当的填料，且填料只能一次性使用。常用的填料有铅油麻丝和聚四氟乙烯生料带等。

螺纹联接有短螺纹联接、长螺纹联接或活接头连接等几种形式。

(1)短螺纹联接。短螺纹联接也称短丝连接，是将管子的外螺纹与管件或阀件的内螺纹进行固定性连接的方式。它用于一般管子与管配件的界面，如图18所示。

使用铅油麻丝为填料时，先清理管端的外螺纹处，确保整洁、无杂物;再在外螺纹上涂上一层铅油，然后缠绕麻丝4~5圈。缠绕方法是面对管口按顺时针方向顺着管螺纹方向缠绕(即逆螺纹方向)。用手将带内螺纹的管件旋上2~3扣为宜，至拧不动后，换用管钳拧转管件，直到拧紧为止。聚四氟乙烯生料带缠绕方法类似于麻丝。要拆卸时，必须安装可拆卸管配件才能拆下来，或者把管子就此切断。

在带外螺纹的管段中间安装带内螺纹的阀门(见图19)，其具体操作步骤为：

1)把管段1固定在台虎钳上，其外螺纹端离台虎钳100~150mm。如上所述，在管段1的外螺纹上缠好密封填料。

2)先用手将阀门顺时针旋在管段1上，以拧入2~3扣为宜。再用管钳把阀门拧紧。

3)将管段2外螺纹上缠好密封填料后，用手以顺时针方向将其拧入已连好的阀门另一端。

4)先用一把管钳将已拧紧阀门的一端夹住，逆时针方向用力，保持阀门始终不转动。再用另一把管钳拧所需拧紧的管段，按照顺时针方向将其缓慢拧紧。

如图19所示，就是先将阀门与左侧管段1的管端相连接;再与另一侧管端连接时，需另外用一把管钳将阀门的外伸端固定后，再把右侧管段2拧入旋紧。

(2)长螺纹联接。长螺纹在散热器支管和立管连接处最常见。它由一根两端分别为短螺纹和长螺纹的管子和一个相应规格的锁紧螺母(根母)组成，如图20所示。器连接简便、省工时、较美观、成本低，不过在根母处也容易渗漏。

连接操作前，先将锁紧螺母拧到长螺纹的底部，再把不缠填料的长螺纹全部拧入一个连接件的内螺纹中(如散热器补心或普通螺纹管箍)。然后向后倒扣，同时使管子另一端的短螺纹按照上述短螺纹联接的方法拧入另一管件的内螺纹中(如管箍或弯头)。确认上紧后，拧转长螺纹根部上的锁紧螺母，使其靠近连接件。到两者相距3~5mm时，在间隙中缠绕适量的麻丝或石棉绳，缠绕方向与锁紧螺母旋紧方向相同。最后用合适的管钳拧紧锁紧螺母，并把填料压紧。

(3)活接头连接。为便于管道的拆卸，可采用活接头连接方式。它是一种较理想的可拆卸的活动连接。如图21所示，它由公口、母口和套母三部分组成，水流方向应从活接的公口到母口方向，公口连接时还要加垫圈(水管和低温水暖管加胶皮垫，蒸汽和热水管加棉橡胶垫)。

安装时，先将活接头所要连接的两个管件的中心线重合，再把套母放在公口一端，并使套母带内螺纹的一侧对着母口。而后分别将公口、母口与所要连接的两个管件连接好，都用前述的短螺纹联接方法。在公口上加上垫圈，其内外径应与插口相符，并使公口和母口对正对平，最后用套母连接公口和母口且锁紧。

拆卸时，只要松开套母，两端的管子就可拆卸下来，比较方便。注意更换时，一般应全套更换，避免因产品配合不好而容易造成的渗漏。

(二)法兰连接

法兰连接是在固定于两个管件上的一对法兰盘间加上垫片(料)，再用螺栓拉紧封闭，使其接合成一个可拆卸的整体。法兰连接是一种可拆卸的连接，它连接强度高、密封性好、拆卸方便，生产制作也已实现标准化，因而较广泛地用于管子与带法兰的管件或法兰界面的设备连接处、管道和法兰阀门的连接以及管道需要拆卸检修的位置。

1.法兰连接技术要求和注意事项

(1)法兰装配前，应先清洗表面和密封面的杂质(铁屑、油污等)，直到漏出金属光泽为止。法兰密封面上的密封线也一定要剔清楚。

(2)法兰的加工尺寸、垫片的材质和规格应符合标准规定或设计要求，垫料弹性良好，还应耐腐蚀。

(3)螺栓、螺母配合良好。两者的螺纹都要完整、无缺陷。所用螺栓规格统一，安装方向一致且应对称、交叉地进行均匀拧紧。拧紧后，螺栓应能露出螺母外5mm以内，并不大于2倍螺距。

(4)法兰连接时应保持平行。其平行偏差一般不应超过法兰外径的1.5%且不大于2mm。

(5)法兰对接连接时，密封面应保持平行。如图22所示，法兰密封面的平行度允许偏差，即直径方向两个对称点的最大偏差，不超过表3中的规定。

表3 法兰密封面的平行度允许偏差

法兰公称尺寸DN

/mm

在下列公称压力下的允许偏差（C1-C2的数值）/mm

PN＜1.6MPa

1.6MPa≤PN≤4.0MPa

≤100

0.2

0.1

大于100

0.3

0,15

(6)法兰不能安装在墙壁、楼板和套管内，也不得埋入地下。埋地管道或不通行地沟管道的法兰应设置检查井。

(7）为拆卸方便，法兰平面、紧固螺栓与建筑物和支架的距离不应小于200mm。

2.钢管法兰连接的操作

钢管法兰连接的操作包括管道螺纹法兰连接和焊接法兰连接两种形式的操作。

(1)螺纹法兰连接。操作方法如下。

1）法兰直径较大时。在管子台虎钳上，先将带短螺纹的管子固定好，管端螺纹伸出管子台虎钳100mm左右。给管端螺纹缠上填料后，再用手将管子和螺纹法兰带上扣。分别用两根外径略小于螺孔、强度较大的铁棍，插入法兰螺栓孔内，然后以一根较粗的铁棍与两根铁棍相交错，并靠近法兰平面。最后，按顺时针方向推动较粗的铁棍，就将螺纹法兰拧紧了。用铁棍上法兰如图23所示。

2）法兰直径较小时。与1）一样，完成到用手给管子与螺纹带上扣。然后用与法兰相适应的管钳夹住法兰，顺时针方向用力拧紧即可。

（2）焊接法兰连接。以平焊法兰为例，说明焊接法兰的连接操作方法

1）在管端装配与焊接法兰盘。将管端插入法兰2/3处，先后进行如图24所示的四处点焊，先采用线锤吊线方法对法兰上下位置找正，然后在上方第一处进行点焊；再采用线锤吊线方法对法兰左右位置校正，然后在下方进行点焊；按照相同方法对第三、第四处进行点焊。最终用法兰靠尺或90°角尺检查垂直度，确保管子中心线与法兰盘端面相垂直。

法兰位置找正后即可进行焊接。平焊法兰形式如图25所示，当管道工作压力在0.25~1.0MPa时，采用普通焊接法兰；管道工作压力在1.6~2.5MPa时，采用加强焊接法兰。两者差异在于前者是在法兰端面靠管孔周边开坡口焊接。

2）放置垫片。水暖管道的法兰连接时，常用的垫片材料有橡胶石棉板、耐酸石棉板、耐油橡胶石棉板等。法兰垫片制作形状如图26所示，其内径不得小于管子的直径，外径不得超过法兰盘的螺栓孔。

根据设计要求选择适宜材质和厚度的垫片，放置于两法兰之间。再根据需要分别涂抹石墨粉、石墨机油或油膏。注意一副法兰只能垫一个垫片，不允许使用斜垫片或双垫片。

3）连接法兰。将两个法兰盘对正，穿入选好的螺栓后，用扳手分两三次对称交叉地拧紧法兰螺栓。紧固后的螺栓与螺母齐平为宜。

(三)焊接连接

钢管的焊接是管道工程中最重要、最广泛应用的连接方法，焊接连接是管段间的直接、固定连接;常见于大直径钢管、高温高压管道、架空钢管、埋地或敷设于地沟内钢管等的连接。它具有接口的强度和严密性高、省略了填料和接头配件、施工速度快、不受管径影响。