船舶管系知识第七章.ppt

船舶管系工工艺 第七章 管子加工 第一节 备料 一、确定材料需求 根据管子加工托盘表，统计出相应的管子和连 接附件的规格和数量，由领料人员到相应仓库领料 。 二、材料的质量控制 1、管子原材料检查质量 2、修补表面缺陷 3、检查材质报告和证书 三、材料管理 1、在船级社认可的级、级钢管端 头涂上色标。 2、管子和附件按管子切割日、生产线 分开，放于各生产线相应位置,并做好切割 日标识。 3、有特殊用途的专用管子，单独存放， 并做好特殊用途标识，采取必要的保护措施。 第二节 管子下料 一、划线 1、按切割计划表或其它相关资料，取用材料牌号 、 规格相符的管子。 2、按切割计划表上或其它相关资料上管子长度进 行划线，并在管子上写上工程编号、托盘连续号、切 割日、加工托盘序号等记号。 3、切割线可用细石笔划出，在需要划出较长切割 线时，可用靠板划线以保证 切割线与管子轴线垂直。 4、对于有色标的管子， 划线从无色标端起始，以便 保留余料色标。 二、切割方法 1、钢管 DN100的钢管用砂轮机、锯床切割。 DN100 的钢管用火焰（氧乙炔、氧丙烯）切割机切割。 2、紫铜管 用手锯切割。 3、不锈钢管、铝黄铜管、铜镍铁合金管 用手锯、机械割管机或等离子切割机切割。 三、下料工艺（略） 第三节 管子弯曲加工 一、管子的弯曲加工方 法 1、钢管的弯曲加工方法 2、铜管的弯曲加工方法 3、不锈钢管、铜镍铁合金管的弯曲加工方法 二、各种管子弯曲加工方法的适用场合 各种管子弯曲加工方法的适用场合 序号弯曲加工方法通常适用场合 1弯管机冷弯、 有芯弯管 1. 无缝钢 管 DN40-200 2. 紫铜管 DN15-125 3. 不锈钢 管 DN15-50 4. 铜镍铁 合金管 DN15-40 5. 黄铜管 DN15-40 6. 铝管 DN15-80 2弯管机冷弯、 无芯弯管 1. 钢管（无缝或有缝）DN32 2. DN10紫铜管、不锈钢 管、铜镍 合金管、黄铜管、铝管 3三芯滚动 机冷 弯 钢管（有缝或无缝）、不锈钢 管DN65 R10D。常用于弯制栏 杆和顺舷旁线型的测量管，通常一根管子上弯出的弯头在一个平面内 。 4手工冷弯钢管（有缝或无缝）和不锈钢 管弯制栏杆等大R管。 5弯管机热弯 （中频弯管） 无缝钢 管 DN250-400 无缝钢 管 DN65-200因管壁特别厚或无合适弯曲半径弯模的场合。 6手工热弯各种金属管相邻两弯头之间直线距离很短或无合适的弯模的场合。 7标准弯头 空间狭小，或两弯头间 直线距离不足弯管夹头长 度的场合。 钢管规格 DN15800 R1D，1.5D 紫铜管规格 DN25125 R1D 或略大于1D 铜镍铁 合金管、不锈钢 管规格按产品订货 清册。 8虾壳弯 凡是无法进行弯制，并且无定型弯头的场合，都可以应用虾壳 弯。目前仅应 用于主付机排气管、锅炉排烟管等。 注：D表示管子公称通径 R表示弯头弯曲半径 三、弯管机 1、弯管机的分类 2、弯管机主要参数 3、常用弯管机简介 电动、机械操作、冷弯、无芯弯管机（简称电 动无芯弯管机） 传动部分 弯管部分 液压、机械操作、冷弯、有芯弯管机(简 称 液压塞芯弯管机） 液压弯管机的回转机构主要有回转油缸和油马达两种 。 即用电动机驱动高压油泵，再由高压油泵带动回转油缸或 油 马达使弯模转动。使用回转油缸的液压弯管机的扭矩较大 ， 适用于弯制公称直径 100mm以上的大直 径管子。使用油马达 的液压弯管机结构简 单，但扭矩较小，只 适宜弯制小直径管。 液压、数控、冷弯弯管机（简称数控弯管机 ） 数控弯管机是应用电子数字控制技术的加工设 备。它能按照规定的程序和尺寸要求自动进行管子 弯制工作，实现管子弯管自动化，减轻劳动强度， 提高生产效率和管子弯管精度。 数控弯管机床对机构和装置的程序控制主要有 以下几种 送进和后退装置； 法兰螺孔调节装置； 前后夹头装置； 弯角传动装置； 转角装置； 塞芯装置； 液压系统。 中频弯管机 中频弯管机是热弯无芯弯管机，中频弯管机 是利用中频（8002500赫兹）交变电流,通过 感应圈对金属管子作用而产生感应电流，由于 感应电流的涡流作用，在极短时间内使管子表 面产生一条 1525mm宽，950摄氏度左右的狭 强热带。根据管径和壁厚的具体情况，随时调 整输出功率，达到弯曲温度后，就可以开动弯 管机床进行弯管工作，同时用冷却水对已弯好 的部分进行冷却。 中频弯管机具有方便调节弯曲半径的 优点，但中频弯管时要用冷却水对已弯好 部分进行冷却，因而会发生弯曲后产生裂 纹的现象，一般仅适用于弯制10号无缝钢 管。对于20号无缝钢管，弯曲后应作退火 处理。 四 、 管 子 弯 曲 质 量 标 准 1 、 几 何 尺 寸 质 量 标 准 2、管子弯曲部分质量标准 项 目 标准 范围 允许极限 （） 备注 管子园度率E E(a-b)/DWX100 式中： a弯曲处截面最 大外径， mm； b弯曲处截面最 小外径，mm； DW管子实际外 径，mm 钢管 、 铜管 R2DW 冷弯 R 为 弯 曲 半 径 热弯10 2DW4DW 冷弯10 热弯5 铝黄 钢管 R2DW冷弯15 2DW4DW冷弯8 项 目 标准 范围 允许极限 （） 备注 壁厚减薄率F F=(tt1) / t X100 式中： t原管壁厚， mm t1弯曲后的壁 厚，mm 钢 管 R2DW 冷弯 R 为 弯 曲 半 径 热弯20 2DW4DW 冷弯15 热弯5 项 目 标准 范围 允许极限 （） 备注 壁厚减薄率F F=(tt1) / t X100 式中； t原管壁厚 (mm) t1弯曲后的壁 厚(mm) 铜 管 R2DW 冷弯 R 为 弯 曲 半 径 热弯20 2DW4DW 冷弯20 热弯10 铝 黄 铜 管 R2DW冷弯25 2DW4DW冷弯15 管子褶皱h h为褶皱高度(mm)；DW为管子外径(mm) 3/100 XDW不作规定 五、弯管工作的通用操作规程 各种弯管机特别是数控弯管机、中频弯管机都有 相应的操作规程。因此，在操作前，除了掌握下述的 通用操作规程外，还要掌握使用的弯管机的操作规程 。 1、确认弯管机有“完好”的设备状态标志。 2、将管子零件图中弯管程序与弯管机前后夹头长 度、弯模半径对比，弯管程序中最后段或第一段直管 长应不小于后夹头长度，其余段直管长应不小于前夹 长度。弯模半径应一致。 3、按弯曲管子的规格、弯曲半径正确选用弯模， 检查弯模、前夹头塞块、后夹头导条的凹槽和有芯弯 管的塞芯部分是否光洁和顺，对不光洁和顺处应予修 理，注意弯模与前夹头塞块及后夹头导条的同心配合 。 4、去除管子内外表面的硬质杂物，如铁屑、砂土等 。 5、对有芯弯管，在芯头和管子内壁喷涂适量的润滑 油，并注意调节塞芯位置。 6、液压弯管机工作前，先检查油箱油位，然后开动 液压泵，将换向阀推至返回位置。查看压力表压力，并 将压力调整到规定范围内。 7、弯制有缝金属管时，管子接缝应置于与弯曲截面 （水平面）夹角45度处。 8、紫铜管弯管前后，弯曲部分作退火处理，退火温 度为500700摄氏度。 9、级管子碳钢和碳锰钢钢管，经冷弯后，若弯曲 半径小于其外径的3倍时，应进行热处理，20号钢管经 中频弯管后，也要进行热处理。 第四节 校管 一、校管机校管 1、校管机校管的基本概念 校管机校管是在主管上安装搭焊式法兰的 一种方法。它是根据管子零件图的信息，将校 管机移动到适当的位置，并在模板上装上法兰， 法兰内放上厚度与焊接端距相同的钢环，然后 将成型管子的二端套进法兰，按图调整好管子 的位置，然后进行法兰的定位工作。 2、校管机结构及 其工作原理 二、平台校管 1、平台校管的基本概念 平台校管是在主管上装配搭焊式法兰 的另一种方法，它是根据管子数值零件图 上的法兰螺孔角数据，用在法兰面上划线 的方法，利用法兰定规、水平尺、角度尺 、 重垂等工具，将管子按一定的要求放在平 台上，进行法兰的定位工作。 2、法兰螺孔转角含义 弯管法兰螺孔的转角 如图带有法兰的管段P1P2与相邻管段P2P3组成的 平面P1P2P3与平分法兰两相邻螺孔的直线P1F与P1P2 组成的平面P1P2F间的夹角称为法兰螺孔的转角。 2、法兰螺孔转角含义 弯管法兰螺孔的转角 如图带有法兰的管段P1P2与相邻管段P2P3组成的 平面P1P2P3与平分法兰两相邻螺孔的直线P1F与 P1P2 组成的平面P1P2F间的夹角称为法兰螺孔的转角。 法兰转角方向的规定： 人朝着法兰面看，将基准面旋转使其与平面 P1P2F重合，如果是顺时针方向旋转，则转角() 为正(+) ，逆时针时为负(-)。(不同软件规定不同) 2. 直管法兰螺孔转角 选择其中一只法兰螺孔平分线与直管组成 的平面作为公共基准面，这样这只法兰螺孔的 转角为 0。另一只法兰的法兰螺孔平分线与此 基准面间的夹角即为这只法兰的螺也转角。 3、工艺流程（以图示管子为例） 4、实施方法 切割管子的余量 对于直管，管子在第一次下料时已是无余量切 割。对于弯管，由于考虑到前后夹头尺寸可能留有 一定的工艺余量，在校法兰前必须切除。 根据法兰定位的需要，将管子放置于平台上， 如是直管，则放在平台上的两只元宝铁上，并用水 平尺检查管子水平度；如是弯管，则先将首段（或 尾段）和相邻管段同时放在平台上的元宝铁上，元 宝铁的数量以三只为宜，并用水平尺检验由这两段 管段组成的平面水平度。 根据数值零件图上的法兰螺孔转角在法兰密 封面上划线。 角度尺指示的角度应与零件图上的法兰螺孔转角相同， 使角度尺的一边对准两只相邻螺孔的公共切线，用细石笔沿 角度尺的另一边在法兰密封面上划出线条。 将法兰套进管子，使法兰面与管子端部留有焊接端距 。 用重垂检查法兰螺孔转角，使法兰面上划出的线条垂 直向下。 选择一点进行定位焊，第一点定位焊的位置通常选在 管子的正上方。 用法兰定规检查法兰和管子上下的垂直度。 继续进行定位焊，并用法兰定规检查法兰与管 子左右的垂直度。定位焊的点数一般为四点，定位焊 的次序按图中的ABCD，大口径管子考虑防止变 形和安全，可适当增加定位焊数量。定位焊的数量、 长度和高度可参照下表。 公称通径定位焊点数焊缝长 度焊缝 高度 1025475 32406 508010 1007 12515015 2009 250820 300及以上10 三、钢管的对接接头装配 1、钢管与钢管及附件对接的种类： 钢管与对焊钢法兰的对接； 钢管与标准弯头的对接； 钢管与异径接头的对接； 钢管与三通接头的对接； 钢管与钢管的对接。 2、 装 配 工 艺 和 质 量 要 求 应用场 合 要 求备 注 t4.2mm 4.2mm6mm 对接处 厚度不 一致时 t1-t 2.3 G=13 S=01 B=605 L (t1-t)3 t1-t2.3 对中偏 差要求 t1=t t0 2.3 一般要求 不大于1mm 3、定型弯头切割 画线 如果管子加工需用的弯头的度数不是现有弯头的度数， 就要将弯头切开，首先要在弯头上划线，通常划线方法为： 在平台上根据所需弯头的度 数、弯头的弯曲半径R、弯头 外径D，划出弯头及切缝在平台 上的投影线，如图所示。然后将 弯头放在平台上，对准投影线， 再用直尺放在弯头上，对准切缝 投影线，用细石笔在弯头外壁划 出切割线 切割 用气割的方法按切割线切割，切割时考虑 好坡口角度，切割后将切割面打磨光洁，同时 去除留在弯头内部的飞溅和熔渣。 整形 如切割后的弯头截面不圆，与管子装配有 明显的高度差，则需将弯头整形，整形的方法 为用火焰加热后锤击，难度较大的可送弯头制 造厂外协整形。 4、装配 检查坡口、壁厚差是否符合装配工艺和质量要求，不 符合的应采取措施清除缺陷。 清洁焊缝周围20mm范围内的铁锈、油污、飞溅和熔渣 。 将装配的零件对合，控制焊缝间隙和同轴线度。 选择一点定位焊，其中管子和弯头装配的第一点定位 焊位置应选择在弯头内侧或外侧，便于调整角度。 检查同轴线度、间隙及管子与弯头组合后的角度。对 符合装配要求的进入下一道工作，有少量偏差的可用调整间 隙、打磨弯头端面的方法修正。偏差大的进行返工。 在第一点定位焊对称点进行第二点定位焊。 再次检查弯头角度，经确认后进行其余定位焊。 对于焊缝内部容易打磨的定位焊采用 CO2气体保护焊 或氩弧焊均可，对于不易打磨的，应采用氩弧焊。 四 、 支 管 制 作 与 装 配 1、 支 管 的 焊 接 坡 口 要 求 2、支管制作方法 展开法 展开法是根据支管外径、主管外径、支管与 主管的夹角，将支管马鞍形状用作图的方法展开， 制成样板，然后将样板包在管子外壁，划出切割 线，按线切割，再开出坡口。 使用马鞍切割机切割。 凭经验在管子上划出切割线，切割后再放 到主管上检查、逐步修理。 3、主管开孔方法 展开法 展开法是根据支管内径、主管外径用作图及数 学计算的方法画出主管上开孔的相贯线，制成样板， 再将样板放到主管上划出线条，然后按划线开孔。 利用马鞍切割机切割。 利用支管划线的方法。 即将支管马鞍直接放到主管上，沿支管内壁在 主管外壁上划出切割线条。如果支管不是直支管， 则可先沿支管外壁划出线条，然后再根据支管的壁 厚在线条内侧再划出一根线条，这就是切割线。 4. 直支管装配 直支管装配步骤如下： 根据零件图上支管的定位尺寸，在主管划出 支管定位的十字中心线，如图(a)中的AC、BD，并用 洋冲打上标记。 然后将支管放上主管，使支管上四等分线与 主管上的十字线对准，然后划出切割线。 按切割线进行主管开孔，用砂轮将孔磨光顺 。 如图（b）所示。 再将支管放上主管，使支管上的四等分 线与主管上的十字线对准。进行第一点定位焊， 然后用直尺检查法兰螺孔位置。对于法兰面水平 的管子，可用水平尺检查法兰的水平度。如图 （c）所示。 继续进行定位焊。 5、与主管垂直、但与水平面倾斜支管 的装配方法： 利用角度仪，角度仪使用方法，如图所示 。 用角度尺，按支管与水平面的倾斜角 调整好角度，将角度尺一边水平放置，目测另 一边与支管的平行度； 以主管水平线或垂直中心线为基准线， 计算支管中心线距基准线在主管外圆上的弧 长，找出支管与主管相贯线的水平中心线。 5、斜支管装配 在主管上划出两根成90度角的中心线，注意 与法兰螺孔的位置。 划出支管中心线与主管中心线的交点； 制作与主管交角的支管样板； 将支管制作后，放到主管上，使支管上两根 对应的等分线与主管上一根中心线对准，用样板检 查交角的准确性，移动支管，使支管上另外两根 等分线的延长线通过主管另一根中心线与支管位置 线的交点； 用细石笔或划针沿支管内壁在主管上划出切 割线。其余步骤同直支管。 五、二次组立 1、二次组立的基本概念 二次组立的方法是将带定型弯头的管子 装配过程分二个阶段，第一阶段制造直管状 态的管段，称为一次组立，用迴转胎架或半 自动焊接机焊接。焊接时管子转动，焊工施 焊位置基本不动。焊接后进行打磨，清洁焊 缝。然后进行第二阶段装配，按零件图装配 成形，称为二次组立，用手工焊焊接。 2、工艺流程简介 DN100毫米的定型弯头拼接管 DN125毫米的定型弯头拼接管 六、贯通件校管 1、复板式贯通件 分类 复板式贯通件按复板与管子的夹角来分，可分 为直复板式和斜复板式，按复板上安装的管子根数 可分为单联、双联和多联。 装配步骤 在管子上先装配一只法兰。对于弯管，先装法 兰的管段必须是无复板的管段。 找出复板基准线。基准线应与管子法兰螺孔位 置有明显的对应关系，例如对应于基准线或基准线的 平行线，法兰螺孔是双孔或单孔。这样有利于管子的 定位，下图是复板基准线示意图。 将复板在平台上点焊。复板必须与平台垂直， 复板的基准线与平台垂直或平行，用角尺检查复板与 平台的垂直度，用重垂或水平尺检查复板基准线的位 置。 将装配好一只法兰的管段伸进复板孔，将复板 的一个面作为基准面，根据基准面、基准线和管子零 件图上提供的复板在管段位置、直管段的法兰螺孔位 置、弯管段的管段位置，将管段准确定位，然后进行 第一点定位焊。 用直角尺检查直复板式贯通件管子与复板的 垂直度，对于斜复板式贯通件，应对倾斜方向用硬纸 做成角度模板，再进行检查，对于另外二个方向，仍 用直角尺检查 。 角度检查合格后， 继续进行定位焊。 装配另一只法兰。 七、紫铜管校管 1、紫铜管附件 法兰 常用紫铜管法兰有以下四种： 船用焊接铜环松套法兰； 船用焊接铜法兰； 船用铜管折边松套钢法兰； 承插式焊接松套法兰。 弯头 紫铜管的弯管除了可以用弯管机弯制 外，还可以使用标准弯头。 三通接头 对于通径不大于100的紫铜管的支管，通常使 用三通接头，三通接头可分为同径三通和异径三通 ；通径为125及125以上的，可采用焊接支管。 异径接头 管子的变径通过异 径接头来实现，通常 管子开了支管才需变 径，因此异径接头常 与三通连用，异径接 头及异径接头与三通 连用型式 如下图。 2、校管的一般要求 管子端部应平齐，毛口应用锉刀去除。 管子表面应清洁，焊接部位的氧化层、油污 须擦净，并用砂纸磨出金属光泽。 管子伸入承插式焊接松套法兰、三通、异径 接头的尺寸，在零件图上注明的应按图施工，在零 件图上未注明或无零件图的情况下，对有承插限位 的应尽量靠近限位，间隙不大于 1mm，对无承插限 位的（如异径接头小端），应伸到附件直段部和变 径部交界处，伸入的尺寸不小于管子壁厚的5倍。 管子和附件之间的间隙应均匀。 八、铝黄铜管、铜镍铁合金管校管 1、常用附件 常用附件有法兰、三通接头、异径接头和标准 弯头，法兰由松套法兰和内法兰二部分组成，除松 套法兰的材质为钢外，其余附件材质与管子相配， 通常附件及焊丝由供应商提供。 2、校管的一般要求 管子附件与管子的 连 接型式为对接式，坡口要 求 见图。 管子端面应平整， 且 垂直度误差不大于0.5mm ， 必要时用锉刀锉平。 管子及弯头切割后，按坡口要求加工好坡 口。加工的方法最好采用机械（车床、镗床）加 工，无合适的机械设备时，用手工锉出。 装配前，对焊缝二边30mm范围内做好清洁 工作，去除管子内外表面的氧化物、油和水。清 洁工作的方法为： 用砂纸、铜丝刷、不锈钢丝刷和清洁的回 丝布擦洗； 用丙酮擦洗； 用风动工具装布抛头抛光，此方法最有效 。 3、装配 法兰装配 将松套钢法兰套入管子 ， 有内倒角面对准内法兰， 管 子与内法兰保持同轴线， 按 装配坡口要求控制好间隙 ， 第一点定位焊，用法兰定 规 检查管子与内法兰的垂直 ， 然后继续进行定位焊。 三通、弯头、异径接头装配 管子与三通、弯头、异径接头保持同轴线对准，不能 有高低差，并按坡口要求控制好间隙，然后进行第一点定位 焊。对中时，可采用工夹具将需对中的二部分夹紧，工夹具 上留有点焊用的空隙 。 用角度尺、直尺检查各管段之间的夹角或直线度。 继续进行定位焊。 4、焊接前的准备工作 采用氩弧焊工艺，焊接前做好以下工作： 清除定位焊产生的氧化物。 用封板将管子所有端头封堵，封板中有一只 安装氩气接头，封板中橡胶封板的直径比管子内径 大3mm左右。 除需焊接的一条焊缝外，其余焊缝用胶带包 住，为防止胶带上的粘合剂涂上管子影响焊接，第 一层胶带反贴，即无粘合剂一面向着管子，再用第 二层胶带包复。 九 、 校 管 几 何 尺 寸 质 量 标 准 第五节 焊接 第六节 打磨 一、常用工具及其用途 工 具用 途 直角气动砂轮机， 安装125mm钹形砂轮 磨DN15管子外部(法兰外园 焊缝和对接焊缝外部)； 磨DN125管子法兰内园焊缝。 直线气动砂轮机， 安装150mm园柱形砂轮 磨DN400管子内部对接缝 直线气动砂轮机， 安装60mm园柱形砂轮 磨DN65350管子内部对接缝 直线气动砂轮机， 安装硬质合金旋转锉 磨DN100管子法兰内园焊缝； DN50管子内部对接缝。 钢丝刷刷焊缝区飞溅和氧化铁 冷风皮带吹除打磨产生的粉尘 二、打磨质量要求 1、去除粘附于法兰面上的熔渣和飞溅，特别 是法兰密封面部分。 2、去除焊接部位的熔渣，对焊瘤和焊缝特别 厚的地方打磨，使焊缝外表均匀。 3、去除焊缝周围的焊接飞溅。 4、对特涂管，还须满足以下要求： 法兰内园焊缝、支管内部焊缝及主管上支管孔四周 磨出R3mm的园角，见图。 管子表面有凹陷处磨 出R10mm园角。 外表面也需特涂的管 子，则外表面焊缝也要打磨 光顺，法兰角焊缝磨出 R3mm园角。 打磨后发现气孔，则 须补焊，并再打磨。 三、打磨步骤 1、按砂轮及气动工具说明书，正确安装砂轮， 并戴好防护眼镜。 2、固定管子，确保打磨时管子不会晃动。 3、试转砂轮，新换砂轮空转 3分钟，非新换砂 轮空转1分钟。 4、打磨，当使用钹形砂轮时，砂轮与工件成15 30角。 5、控制好砂轮对工件施压力度，注意施压过重 会造成砂轮破碎产生事故。 6、打磨结束后，关闭气源，等砂轮停止旋转后 再将砂轮机拆下放到专用架子上。 四、打磨质量检查 打磨后，用冷风吹净打磨产生的微 粒，然后用照明工具检查管子内部是否 存在打磨不合格或遗漏的地方，对打磨 后发现的焊接缺陷应通知焊工修补，修 补后继续打磨。 第七节 水压试验 一、资料及交验方式 由设计所提供的非船级社、船东验收的 水压验收表，由船厂检验员验收；需船级社 船东验收的水压验收表，先由船厂检验员验 收，合格后填写管子水压试验提交申请表， 向船级社和船东报验。 二、试验方法 1、非船级社、船东验收管子的试验方法 将管子放到托架上，二端用盲板和夹头夹 紧，一块盲板上装有进水管，另一块盲板上装 有放