25MPa油管头设计与分析论文

25MPa油管接头设计与分析 XX大学学位论文 学生姓名：XXX 指导教师：XXX 专业：XXXX XX大学xx学院 1 摘要 管接头是管道与管道之间的连接工具，是元件和管道之间可以拆装的连接点。在管件中充当着不可或缺的重要角色，它是液压管道的两个主要构成部分之一。管接头有着繁多的种类，常用的管接头一般可以分为硬管接头和软管接头两种。如果依照管接头和管道的连接方式来分，硬管接头有扩口式、卡套式和焊接式三种，软管接头则主要是扣压式胶管接头。、 本文概述了接头的类型、参数，根据接头结构形状，选择卡套式管接头为研究对象，进行设计和强度计算。 论文的主要研究内容如下： 1介绍油管头发展现状和发展趋势； 2油管头方案分析； 3油管头相关零件强度计算； 4利用AutoCAD软件绘制模具各个零件机装配总图。 关键词：管接头，结构形式，强度计算 2 ABSTRACT Pipe joint is the connection between pipe and pipe tools, can tear open outfit of the connection point between components and pipeline. Plays an indispensable role in the pipe, it is one of the two main components of the hydraulic pipes. Has various types of pipe joint, the commonly used pipe joint in general can be divided into two kinds of hard pipe and hose connection. If, in accordance with the pipe and pipe connection way points, hard pipe joint are flaring type, card sets of type and welding type three, hose connector is mainly withhold type hose connector. , This paper summarizes the types and parameters of the joint, according to the joint structure shape, choosing pipe connector of cutting sleeve type as the research object, carries on the design and strength calculation. 1、Paper main research content is as follows: 2、Introduce tubing head development present situation and development trend; 3、Analysis of tubing head scheme; 4、Tubing head related parts strength calculation; Using AutoCAD software rendering mould machine various parts of the assembly drawing. Keywords: The pipe joint, structure form, the strength calculation 3 目录 摘要 . 1ABSTRACT . 21 绪论 . 41.1 课题来源及意义 . 41.2 现状及发展趋势 . 41.3 论文主要内容 . 52接头结构原理 . 72.1接头的类型 . 72.2油管头方案分析 . 93接头设计及校核 . 123.1管壁厚计算 . 123.2强度校核 . 133.3结构设计 . 144油管头压力测试 . 194.1实验条件 . 194.2实验步骤和方法 . 215结论与展望 . 23致谢 . 24参考文献 . 25 4 1 绪论 1.1 课题来源及意义 管接头是管道与管道之间的连接工具，是元件和管道之间可以拆装的连接点。在管件中充当着不可或缺的重要角色，它是液压管道的两个主要构成部分之一。 管接头有着繁多的种类，常用的管接头一般可以分为硬管接头和软管接头两种。如果依照管接头和管道的连接方式来分，硬管接头有扩口式、卡套式和焊接式三种，软管接头则主要是扣压式胶管接头。 液压系统中管道和管接头的连接方式也有不同，管道旋入端采用的是连接螺纹。锥螺纹凭借着自己的椎体旋紧并利用聚 四氟乙烯等物质进行密封操作，主要被应用在中低压的液压系统中。细牙螺纹的密封效果非常好，经常被用于高压系统中，但它需要使用组合垫圈或者O型圈来针对端面的封闭工作，有时候也会用到紫铜垫圈,它比较适合在连接管壁比较厚的管道中，其组成部分主要有接头体、接管和螺母。在使用时，将接头体嵌入目标中，配合使用前面所说的垫圈将端面密封，接头体和接管之间用橡胶密封，有时也会使用球面密封的方式进行。 由于管接头属于可拆装式的连接元件，它在满足正常的连接稳固、密封性强、尺寸合理、压力损失小、工艺性能好等等的要求之外，还必须要满足拆装便利的要求。因此，不要小看那一个个小小的管接头，因为只有它的存在才能支撑起整个液压系统的存在。 管接头在液压系统中的泄漏不可忽视，泄漏可造成效率降低，油温升高，执行机构不稳定，污染环境等。直接影响液压设备的正常使用，如何提高接头体的密封可靠性，正是设计制造企业和使用单位一直面对的课题。 卡套接头具有结构简单、重量轻、体积小、使用方便、不用焊接，而且具有良好的耐压性、耐振动性、耐热性及可靠的密封性。因此，它可以用于高温、高压及有振动的管路中，是液压系统中较为理想的连接件。 当前，中国的卡套接头厂家在发展模式上面主要有这么两种发展方式，一种是进行专业的品牌定位，然后进行准确战略，另外一种就是生产制造在能够在一些特殊情况下能够使用的特备工具。首先管接头厂家可以从一些外国成功的品牌当面借鉴一些成功经验，然后让企业专注于管接头产业中某一类或者是另外几类 5 的产品品牌上面，而且进行深度地研发以及制造，这样就可以有效地形成自身的产品核心竞争力，最终能够在市场上面存活至数百年。上述这种情况就是采用了专业的品牌定位以及准确战略手段。 此外，管接头厂家还要通过科技创新作为企业进行发展的突破口，采用多种途径进行推广发展公司企业的先进生产制造技术，从而有力地塑造起企业在管接头行业的品牌影响力。也可采用橡胶密封圈连接。卡套接头和金属管件螺纹连接时， 建筑物内使用的管材、管件公称压力应采用1.6MPa等级；卡套接头连接宜采用承插黏结。应采用注射成型的外螺纹管件。卡套接头与金属卡套接头和附件为法兰连接时，宜采用注射成型带承口法兰外套金属法兰片连接。卡套接头与给水栓连接部位应采用塑料增强管件、镶嵌金属或耐腐金属管件。 1.2 现状及发展趋势 商场需求相对稳定，卡套接头商场也是如此。很多公司涌入，更多公司退出，资金流通板滞，消费观念慎重，种种要素制约着卡套接头公司的开展。 管接头是油管与油管、油管与液压元件之间的可拆式连接件，它应满足装拆方便、连接牢靠、密封可靠、外形尺寸小、通油能力大、压力损失小、加工工艺性好等要求。按油管与管接头的连接方式，管接头主要有焊接式、卡套式、扩口式、扣压式等形式； 每种形式的管接头中，按接头的通路数量和方向分有直通、直角、三通等类型；与机体的连接方式有螺纹连接、法兰连接等方式。此外，还有一些满足特殊用途的管接头。 在安装高压油管的时候，会忽略高压油管接头的连接，从而导致我们在使用的时候，发生了漏油的现象。或者，高压油管接头连接的不紧密时，机器的震动会使高压油管的接头脱落，这样也会造成漏油。 高压油管接头处异常震动，导致漏油事故，是比较复杂的问题。因为高压油管连接着高压油泵和喷油机，属于燃油喷射系统，作用十分重要。高压油管可以承受高达150MPa的高压，异常震动会造成巨大的损失，还存在很大的火灾隐患。要排除故障，工作时喷油器针阀的开、闭会使高压油管产生强烈的高频振动，这是造成高压油管损坏的重要原因之一。 中日政治冲突后，抵抗日货呼声渐涨，作为卡套接头品牌主体之一的日货遭到严重挫折，一些国产卡套接头品牌顺势而上，行之有效的拓展了商场。但是商 6 场终是商场，与爱国无关，商场真实需求的是性价比高、契合采办习气的商品。 卡套接头商场的回暖仍需一段时间，将来三年，在欧美经济复苏的影响下，中国制作的出口优势仍将坚持领先位置，相对低价的劳动力，完善的准则，高素质的人才，三大优势使得中国将在很长时间内雄踞制作榜首的位置。卡套接头制作将面对全新的革新，从传统大卡套接头演变到时髦小卡套接头，从时髦小卡套接头升级到立异小卡套接头，晋升商品品质和效劳，引导商场消费观念，做足品牌形象，这才是复兴卡套接头商场的重心地点。 卡套式管接头具有结构先进、性能良好、使用方便、不用焊接、不必将配管扩口，等一系列优点。因此，卡套式接头已广泛应用于各类机械的液压、气动系统中，但卡套式管接头的卡套制造精度较高，由于工艺复杂，不宜零星或小批制造，需专业生产。 1.3 论文主要内容 本文概述了接头的类型、参数，根据接头结构形状，选择卡套式管接头为研究对象，进行设计和强度计算。本文主要内容如下： 1介绍油管头发展现状和发展趋势； 2油管头方案分析； 3油管头相关零件强度计算； 4利用AutoCAD软件绘制模具各个零件机装配总图。 7 2卡套接头结构原理 2.1卡套接头的结构 管接头是油管与油管、油管与液压元件之间的可拆式连接件，它应满足装拆方便、连接牢靠、密封可靠、外形尺寸小、通油能力大、压力损失小、加工工艺性好等要求。按油管与管接头的连接方式，管接头主要有焊接式、卡套式、扩口式、扣压式等形式；每种形式的管接头中，按接头的通路数量和方向分有直通、直角、三通等类型；与机体的连接方式有螺纹连接、法兰连接等方式。此外，还有一些满足特殊用途的管接头。按螺旋线方向分为左旋螺纹和右旋螺纹，一般用右旋螺纹；按螺旋线的数量分为单线螺纹、双线螺纹及多线螺纹；联接用的多为单线，用于传动时要求进升快或效率高，采用双线或多线，但一般不超过四线；按牙的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹等，按使用场合和功能不同，可分为紧固螺纹、管螺纹、传动螺纹、专用螺纹等。 常用的单卡套接头有单刃口卡套接头和双刃口卡套接头之分。 1)单刃口卡套接头结构如下： 图2-1单卡套接头结构 单刃口卡套接头的动作原理： 管子插入接头并保证与接头底部（2）接触，卡套右端在螺母的拧紧顶压下，左端被挤进接头体内锥孔与管子间的间隙里，使卡套的外锥面形成锥面接触密封，卡套的内刃口（1）嵌入钢管外壁，在钢管的外壁压出一个闭口环形槽和一个环形凸起（4），形成密封；进一步拧紧螺母，使卡套中部稍微凸起，产生弹性变形，弹性应力使卡套右端面与螺母锥面产生摩擦力，以防螺母松动，弹性变形部分可吸收液压管道中的震动，另外，卡套尾部（3）也紧抱钢管形成一道抵触密封。 2)双刃口卡套接头结构如下： 8 图2-2双刃口卡套接头结构 双刃口卡套接头用两个刃口卡套，即一个切入刃口（1）和一个止动刃口（2），止动刃口不仅形成了第二道密封，而且可防止切入刃口咬伤管子，从而提高了接头的耐振能力、抗脱拔能力。 卡套密封多为金属对金属的密封形式，为了提高卡套接头的密封性和重复安装性，现在有了带有弹性密封圈的卡套，见下图。以弹性密封取代传统卡套接头采用的硬密封方式，密封效果更加理想，复装性更佳。 图2-3卡套密封 如附图所示，卡套式管接头主要由具有24度锥形孔的接头体1、带尖锐内刃的卡套2和起压紧作用的压紧螺母3三部分组成。旋紧螺母3时，卡套2被推进24度的锥孔中并随之变形，使卡套与接头体内锥面形成球面接触密封；同时，卡套的内刃口嵌入钢管4的外壁，在外壁上压出一个环行凹槽，从而起到可靠密封的作用。钢管最好选择消除应力退火的20#精拔管，这样有利于卡套内刃嵌入钢管外表面，起到可靠密封作用。 双卡套管接头的工作原理： 在卡套螺母拧紧一又四分之一转的过程中，接头内部依次完成下面设计好的动作。 1.通过螺纹机械式推进，卡套螺母向前运动推动后卡套向前，同时后卡套推动前卡套向前运动。 2.接头本体的尖端向内挤压前卡套。 9 3.前卡套消除它的内径与管子外径间的公差。 4.随着后卡套的推进，前卡套向前向内动作，后端抬起，与接头本体斜面形成密封。 5.随着管子更大的变形和本体斜面与前卡套接触面的增大，更大的阻力迫使后卡套向内动作，从而在管子上形成第二道牢固的支撑。 6.在卡套螺母拧紧一又四分之一转，它前进了1/16inch（1.52mm），接头完成了密封，抱紧管子的作用。 图2-4卡套密封 2.2油管头方案分析 1）油管头要求： 公称通径：DN=65mm； 工作压力：25MPa； 设计温度 200摄氏度； 试验压力：50Mpa； 根据上述接头介绍分析，本论文工作压力为25Mpa，属于高压接头。本文选用卡套式管接头结构，这种直接成型的结构使得承受压力大大提高，同时减少了装配失效的可能，提高了设备的安全性。但是它对管子的要求较高，对装配工艺的要求较高，同时需要购置设备和模具。多用于一些安全性可靠性较高的场所。 卡套式管接头具有结构先进、性能良好、使用方便、不用焊接、不必将配管扩口，等一系列优点。因此，卡套式接头已广泛应用于各类机械的液压、气动系统中，但卡套式管接头的卡套制造精度较高，由于工艺复杂，不宜零星或小批制造，需专业生产。 10 图2-5卡套组成 卡套式管接头由四部分组成：接头体、前卡套、后卡套、螺母。当卡套和螺母套在钢管上插入接头体后，旋紧螺母时，卡套前端外侧与接头体锥面贴合，内刃均匀地咬入无缝钢管，形成有效密封。 2）设计遵循以下原则： 足够的强度、刚度； 密封可靠； 满足使用功能要求； 满足使用寿命和可靠性要求； 充分考虑零件加工和装配工艺性； 安装、维修方便； 经济性原则； 标准化设计。 3）管接头材料选用： 管接头设计材料采用45优质碳素钢，化学成分和力学性能见GB/T 699。其具有较好的塑性、强度，极好的耐压能力，广泛应用于液压系统。管接头材料热处理和表面处理方法按表1。 表2-1管接头材料热处理和表面处理方法 类别 处理方法 参数要求 说明 管接头材料热处理 调质 硬度范围一般在240 HBW280 HBW选取 调质是淬火加高温回火相结合的热处理方法，其目的是为了得到回火索氏体组织，从而获得较好的综合机械性能。 管接头表面处理 镀白锌 a 镀层厚度范围一般在0.01 mm0.02 mm选取 表面镀锌是利用外加电流作用，从电解液中析出锌金属，使其在管接头的表面沉积，以获得金属覆层的表面处理方法。其目的是为了提高管接头表面的防氧化和耐腐蚀性能。镀锌层一般要经过钝化以作为镀锌的后处理，以提高镀层的耐腐蚀性。 11 注：管接头上的螺纹和外表面（焊接用的接管和焊接接头除外）应用合适的镀或涂层进行保护（一般为镀锌处理）。焊接用的接管和焊接接头应涂油或磷化处理以防止腐蚀。 3)安装 1 锯下合适长度的无缝钢管，去除端口处毛刺。管子端面要与轴线垂直，角度公差不大于0.5。如果管子需要折弯，则从管子端面至弯曲部位的直线段长度不能少于三倍螺母长度。 2 把螺母和卡套套在无缝钢管上。注意螺母和卡套的方向，不要装反了。 3 在预装配接头体螺纹和卡套上涂上润滑油，把管子插入接头体， （管子一定要插到底）用手旋紧螺母。 4 拧紧螺母直至卡套卡住管子，这个转折点可以通过拧紧力矩的增加感觉到(压力点)。 5 达到压力点后，再将压紧螺母拧紧1/2圈。 6 将预装配接头体拆下，检查卡套刃边的嵌入情况，可见的突起带必须填满卡套端面的空间。卡套可以稍旋转，但不能轴向推移。 7 最终安装，将实际安装中的接头体的螺纹涂上润滑油、压紧螺母与之配合拧至可感觉到的拧紧力增加为止.接着再拧紧1/2圈安装完毕。 4)重复安装 所有的卡套接头都可以多次重装，但要保证零件无损坏且清洁。 1 把管子插入接头体直至卡套贴紧接头体内锥面，用手拧紧螺母。 2 用扳手拧紧螺母，直至拧紧力矩急剧增大，再拧紧1/4至1/2圈即可。 5)检查 可拆下管子检查装配是否合乎要求：卡套端部的管子上应该有均匀的轻微凸起。卡套不能前后滑动，但允许有轻微转动。 6)泄漏原因 1 管子没插到底。 2 螺母没有拧紧。 3 管子外表刮伤或管子不圆。 4 管子太硬。 12 3接头设计及校核 3.1管壁厚计算 根据确定的配管管类通径和管路的工作压力，确定用到的钢管、焊接接管规格，再根据已确定的连接管规格确定管接头管口螺纹尺寸。 已知设计条件： 公称通径：DN=65mm； 工作压力：25MPa； 管道壁厚计算 2PD= sK = 式中: -钢管计算壁厚(mm)； P-设计内压力(MPa)； D-钢管外直径(mm)； -钢管许用应力(MPa)； K设计系数，输送C5及C5以上的液体管道除穿跨越管段按原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范SY/T 0015的规定取值外，输油站外一般地段取0.72；输送液态液化石油气（LPG）管道设计系数的取值，见规范附录E； S-钢管的最低屈服强度(MPa)，45钢屈服强度355Mpa； -焊缝系数。 设计系数K取0.72，处于居住区、站场内部或传跨越铁路、公路、小河渠时，设计系数取0.60，本文取0.72。计算得： 25 653.172 2 355 0.72 1spDk= = = 圆整壁厚，壁厚为3.5mm 13 3.2强度校核 直管段中可产生因泊松效应应力，温度应力以及由内压产生的轴向力引起的轴向应力，必须进行当量应力校核，受约束的直管段轴向应力计算和当量应力校核。按输气管道工程设计规范GB50251-2003中附录B的公式计算。 由内压和温度引起的轴向应力按下式计算： ( )12LhEa t t =+ 2hnPd= 式中： L管道的轴向应力，拉应力为正，压应力为负（MPa）; 泊松比，取0.3； h由内压产生的管道环向应力（MPa）； P 管道设计内压力（MPa）； d 管子内径（cm）； n管子公称壁厚(cm)； E钢材弹性模量（MPa），对碳钢2.06105; 钢材的线膨胀系数（-1），对碳钢110-5； t1回填时温度(),取230； t2管道的工作温度()，取200。 带入数据得： 25 582072 2 3.5hnPd= = =( ) ( )120.3 207 2.06 215 200 31LhEa t t = + = = 受约束热胀直管段，按最大剪应力强度理论计算当量应力，并应符合下列表达式的要求： 0.9e hL s = 式中: e当量应力（MPa）； s管子的最低屈服强度（MPa），45钢屈服强度355Mpa； 14 对一种规格的钢管，只需要对最小的壁厚进行稳定性校核即可。带入数据可得： 207 31 176 355e hL= = 满足设计要求。 （2）径向稳定性校核 管子需要有一定的刚度，否则在施工中会造成管子变形，由于管子的刚性与材料强度无关，而与材料的弹性模量、直径与壁厚比有关，因各种等级钢号的弹性模量相同，故只考虑直径与壁厚比即可。一般情况下只对外径与壁厚比大于140的管道和埋设超过2.5m深或外荷载较大的管道才应进行稳定性校核。 根据规范5.1.4条，当管道埋设较深或外荷载较大时，管道的径向稳定性应按无内压状态校核： X0.03D 33061.082mmEsDEIKwDX+= WW1+W2I=n3/12 X钢管水平方向最大变形量（m）； Dm钢管平均直径（m）； W 作用在单位管长上的总竖向荷载（N/m）； W1单位管长上的竖向永久荷载（N/m）； W2地面可变荷载传递到管道上的荷载（N/m）； Z钢管变形滞后系数，宜取1.5。 K 基床系数。根据附录D，取0.103； E 管材弹性模量（N/m2）； I 单位管长截面惯性矩（m4/m）； n钢管公称壁厚（m）； ES土壤变形模量（N/m2），取2 本文直径为65mm，远小于140mm此处不用校核。 3.3结构设计 15 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称cad在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。cad能够减轻设计人员的计算画图等重复性劳动，专注于设计本身，缩短设计周期和提高设计质量。 本文通过上述参数设计及校核合格，采用autoCAD对接头进行结构设计，接头最小壁厚与管道壁厚相同为3.5mm。接头的整体结构如下图所示： 图3-1接头的整体结构 接头螺纹分类 1. 螺纹分内螺纹和外螺纹两种； 2. 按牙形分可分为：1）三角形螺纹 2）梯形螺纹 3）矩形螺纹 4）锯齿形螺纹； 3. 按线数分单头螺纹和多头螺纹； 4. 按旋入方向分左旋螺纹和右旋螺纹两种, 右旋不标注，左旋加LH，如M241.5LH； 5. 按用途不同分有：米制普通螺纹、用螺纹密封的管螺纹、非螺纹密封的管螺纹、60圆锥管螺纹、米制锥螺纹等。 16 用螺纹密封的管螺纹要求 1. 用螺纹密封的管螺纹不加填料或密封质就能防止渗漏。用螺纹密封的管螺纹有圆柱内螺纹和圆锥外螺纹、圆锥内螺纹和圆锥外螺纹两种连接形式。压力在5105Pa以下时，用前一种连接已足够紧密，后一种连接通常只在高温及高压下采用。 2. 用螺纹密封的管螺纹内螺纹有圆锥、圆柱两种形式。外螺纹只有圆锥一种形式。牙型如下：锥度1：16，牙形角55，旧螺纹标准示例：ZG3/8； 图3-2螺母 卡套和螺母套在钢管上插入接头体后，旋紧螺母时，卡套前端外侧与接头体锥面贴合，内刃均匀地咬入无缝钢管，形成有效密封。其安装简便，耐压高，故而得到广泛应用。 卡套接头优点 卡套接头具有连接牢靠、耐压能力高、耐温性、密封性和反复性好、安装检修方便、工作安全可靠等特点。卡套接头工作原理 卡套接头的工作原理是将钢管插入卡套内，利用卡套螺母锁紧，抵触卡套，切入管子而密封。它与钢管连接时不需焊接，有利于防火、防爆和高空作业，并能消除焊接不慎带来的弊端。 17 图3-3接头体 图3-4卡套 这种管接头主要包括具有 24锥形孔的接头体，带有尖锐内刃的卡套，起压紧作用的压紧螺母三个元件。旋紧螺母时，卡套被推进24锥孔，并随之变形，使卡套与接头体内锥面形成球面接触密封；同时，卡套的内刃口嵌入油管的外壁，在外壁上压出一个环形凹槽，从而起到可靠的密封作用。 卡套接头与管件宜采用卡箍式连接，管外径小于25mm时。大于等于32mm时，宜采用卡套式连接。 在液压系统中，无论是金属管接头，还是软管接头，都存在容易产生泄漏的问题。对于卡套式管接头，大多因管道受到较大的外力或冲击力，使卡套松动或管端面变形而造成泄漏，此时应检查卡套是否失圆、刃口有无缺损、管端是否完好以及卡套螺母的压紧程度等，同时还要消除管道外力。对于扩口式管接头，大多因扩口过度，质量不合要求或多次拆卸，致使扩口变形或裂纹等造成泄漏，此时可将前端截去重新进行扩口。如果使用公母锥顶压进行密封，其泄漏大多是由于两锥面有损伤，可用研磨砂对锥面进行研磨。 在一些用“”形圈靠端面或外径密封的场合，其泄漏原因有以下几种：“”形圈老化或变形而造成泄漏；“”形圈装配不到位，使两平面连接时压不平或“”形圈被切割造成泄漏； 18 “”形圈未压实，弹性变形量不足而造成泄漏；“”形圈止口槽过深而造成泄漏。对此，需重新选择外径相同和截面较粗的“”形圈，也可将带有止口槽的密封平面进行切削或磨削加工，以减小止口槽深度，使“”形圈有足够的弹性变形量（压缩量一般应在0.35-0.65mm之间）。对于采用耐油胶板、羊毛毡、软钢纸板、 组合密封垫圈或密封胶的管接头处泄漏，无论是何材质，首先应检查其密封件有无破损，变形、老化和粗糙度过大等情况，然后采取相应的措施。 19 4油管头压力测试 4.1实验条件 管道安装完毕后，应按设计要求对管道系统进行压力试验。按试验的目的可分为检查管道力学性能的强度试验、检查管道连接质量的严密性试验、检查管道系统真空保持性能的真空试验和基于防火安全考虑而进行的渗漏试验等。除真空管道系统和有防火要求的管道系统外，多数管道只做强度试验和严密性试验。管道系统的强度试验与严密性试验，一般采用水压试验，如因设计结构或其他原因，不能采用水压试验时，可采用气压试验。 接头和管道都需要进行水压测试，标准GBT 22513-2013 石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油对接头质量要求如下: 1)压力试验应以液体为试验介质。当管道的设计压力小于或等于0.6MPa时，也可采用气体为试验介质，但应采取有效的安全措施。脆性材料严禁使用气体进行压力试验。 2）当现场条件不允许使用液体或气体进行压力试验时，经建设单位同意，可同时采用下列方法代替： A、所有焊缝（包括附着件上的焊缝），用液体渗透法或磁粉法进行检验； B、对接焊缝用100射线照相进行检验。 3）当进行压力试验时，应划定禁区，无关人员不得进入。 4）压力试验完毕，不得在管道上进行修补。 1）试验范围内的管道安装工程除涂漆、绝热外，已按设计图纸全部完成，安装质量符合有关规定。 20 2）管道上的膨胀节已设置了临时约束装置。 3）试验用压力表已校验，并在周检期内，其精度不得低于1.5级，表的满刻度值应为被测压力的1.52倍，压力表不得少于2块。 4）符合压力试验要求的液体或气体已经备齐。 5）按试验的要求，管道已经固定。 6）对输送剧毒流体的管道及设计压力大于等于10MPa的管道，在压力试验前，下列资料已经建设单位复查： A、管道组成件的质量证明书； B、管道组成件的检验或试验记录； C、管子加工记录； D、焊接检验及热处理记录； E、设计修改及材料代用文件。 7）待试管道与无关系统已用盲板或采取其他措施隔开。 8）待试管道上的安全阀、爆破板及仪表元件等已经拆下或加以隔离。 9）试验方案已经过批准，并已进行了技术交底。 安装注意事项： 1. 千万不要在在设备加压的情况下，千万不要松动或者加紧接头。因为这样会用让卡环和管子之间产生泄露的可能，让安装人员处于危险的境地。 2. 安装时，确保管子已经顶到卡套接头内壁的管肩上。如果没有插到底安装后，在超高气压打过去，由于压差的关系，气流会产生旋转的扭力，很容易让管子脱落，产生危险。 3. 如果边接有弯曲的管子时，一定要留够长的余地的直管空间，因为卡套接头的卡环对管子的圈度非高。但是管子经弯曲扣，管子变得倾向椭圆形，这样很容易卡套接头连到管子扣，在管子的扁的地方产生因为卡不住面泄露。 4. 在安装塑料管子时，要在塑料管里插入不锈钢内衬，因为塑料管子有弹性有余钢性不够的天性，使塑料管在安装卡套接头后，容易脱落。 5. 安装的管子一定要比卡套的卡环软，这样才能让卡环容易地卡入管子，形成应力。比如钢卡套接头不能用在不锈钢管子上，因为黄铜比不锈钢软很多。不锈钢卡套接头连接不锈钢管子时，前后卡环要经过退火感化，然后后卡环的刃 21 口要经过渗碳表面硬化。 6. 管子的额定工作压力决定了卡套接头的工作压力。 7. 确保插入卡套接头里的管子的末端的表面干净光滑，安装时可以用专问的工具把端口处理一下。 8. 跟据不同的工作压力和工作温州，使用适当的密封带在螺纹端接头上。 9. 在安装卡套接头时，用扳手扳住卡套螺母固定住，然后用另一只扳手扭动螺母。 4.2实验步骤和方法 1）连接 将试压设备与试压的管道系统相连，试压用的各类阀门、压力表安装在试压系统中，在系统的最高点安装放气阀、在系统的最低点安装泄水阀。 2）灌水 打开系统最高点的放气阀，关闭系统最低点的泄水阀，向系统灌水。试压用水应使用纯净水，当对奥氏体不锈钢管道或对连有奥氏体不锈钢管道或设备的管道进行试验时，水中氯离子含量不得超过2510-6（ppm）。待排气阀连续不断地向外排水时，关闭放气阀。 3）检查 系统充水完毕后，不要急于升压，而应先检查一下系统有无渗水漏水现象。 4）升压 充水检查无异常，可升压，升压用手动试压泵（或电动试压泵），升压过程应缓慢、平稳，先把压力升到试验压力的一半，对管道系统进行一次全面的检 查，若有问题，应泄压修理，严禁带压修复。若无异常，则继续升压，待升压至试验压力的3/4时，再作一次全面检查，无异常时再继续升压到试验压力，一般分 23次升到试验压力。 5）持压 当压力达到试验压力后，稳压10min，再将压力降至设计压力，停压30min，以压力不降、无渗漏为合格。 6）试压后的工作 试压结束后，应及时拆除盲板、膨胀节限位设施，排尽系统中的积水 22 水压试验应注意的事项： 1）试验前，向系统充水时，应将系统的空气排尽。 2）试验时，环境温度不应低于5，当环境温度低于5时，应采取防冻措施。 3）试验时，应测量试验温度，严禁材料试验温度接近脆性转变温度。 4）承受内压的地上钢管道及有色金属管道试验压力应为设计压力的1.5倍，埋地钢管道的试验压力应为设计压力的1.5倍，且不得低于0.4MPa。 5）当管道与设备作为一个系统进行压力试验时，管道的试验压力等于或小于设备的试验压力时，应按管道的试验压力进行试验，当管道试验压力大于设备的试验压力，且设备的试验压力不低于管道设计压力的1.15倍时，经建设单位同意，可按设备的试验压力进行试验。 6）当管道的设计温度高于试验温度时，试验压力应按下式计算： Ps=1.5P1/2 式中 Ps试验压力（表压），MPa； P设计压力（表压）MPa； 1试验温度下，管材的许用应力，MPa； 2设计温度下，管材的许用应力，MPa 当1/2大于6.5时，取6.5。 当Ps在试验温度下，产生超过屈服强度的应力时，应将试验压力Ps降至不超过屈服强度时的最大压力。 由于实验条件已经约束实验压强为50MPa，因此此处不需计算。 23 5结论与展望 管接头是油管与油管、油管与液压元件之间的可拆式连接件，它应满足装拆方便、连接牢靠、密封可靠、外形尺寸小、通油能力大、压力损失小、加工工艺性好等要求。在液压系统中，液压接头密封件是一种不可缺少的元件，因为液压系统要保证能其正常工作整个系统管路必须防止工作介质的泄漏及外界灰尘和异物的侵入，而起到这一作用的正是密封件。按油管与管接头的连接方式，管接头主要有焊接式、卡套式、扩口式、扣压式等形式。 卡套接头的工作原理是将钢管插入卡套内，利用卡套螺母锁紧，抵触卡套，切入管子而密封。本文概述了接头的类型、参数，根据接头结构形状，进行强度计算。 论文的主要研究内容如下： 1介绍油管头发展现状和发展趋势； 2油管头方案分析； 3