给水排水工程施工 中国建筑工业出版社制作人目录n十一章 给水排水容器和卷焊钢管的制作n第一节 碳钢容器和官节的现场制作n第二节 耐腐蚀非金属容器制作十一章 给水排水容器和卷焊钢管的制作第一节 碳钢容器和官节的现场制作n 碳钢容器制作方便、强度高、价格较低，但 不耐蚀。碳钢容器的形状有圆形、方形、矩形、 锥形等。容器有敞口的和封密的两类。容器内介 质有无压的；承压强度在0.5MPa以内低压的：承 压强度在0.5MPa以上中压或高压的。图11-1所示 为给水压力滤池和离子交换软化水处理罐。这些 碳钢容器约一般构造，如图11-2所示。由罐身、 封头和罐底3个主要部分组成。n 碳钢容器的一般制作方法为：先分别制作罐 身、封头、罐底和接管法兰，然后将各部件焊接 拼装。n 大直径输水钢管采用卷焊钢管，用钢板卷制 。卷焊钢管单节长度根据制作、安装和运输条件 而定，一般为68m。管线中各种零件也用钢板卷 制拼装焊接。n 制作用钢材的化学成分和机械性能均应符合 有关规范的规定。n 一、现场制作碳钢容器与管节的划线下料成 型n (一)罐身和管子的划线下料和成型n 划线前应检查钢板质量整平，如有必要，应 进行热处理后再划线。n 划线是确定管子罐身和零件在板材上被切割n或被加工的外形，内部切口的位置和尺寸，筒体 上开孔的位置，卷边的尺寸，弯曲的部位，机械 切削或其他加工的界限。n 划线时要考虑切割与机械加工的余量。管节 、罐身划线时还要留出焊接接头所须的焊接余量 。n 罐身和管子的制作，有用一块钢板卷成整圆的 罐身或管子，或卷成弧片，再由若干弧片拼接成 圆。n 卷成整圆的钢板宽度B，按板厚中心的直径展 开，应为：n B=(D+20.5d) (11-1)n式中 D罐身或管子内径；n d钢板厚度。n 由几个弧片成圆，并采用X形焊缝的钢板宽度 Bl为：n B1=B/n (11-2)n式中 B意义同式(11-1)。n 划线可在工作平台上进行。平台应该准确， 经过校正。划线也可在罐身、管子或其他表面进 行。一般是在钢板边缘划出基准线，然后从此线 开始按设计尺寸逐渐划线。n 钢板毛料划线的方法很多，要求用几何作图 方法规划出正确的矩形。下面介绍一种划线n方法。n 罐身制作质量要求：椭圆度在任何横截面上 不应超过罐身公称直径的1%，而且不大于20mm。 随身外圆周长度与设计的外圆周长度的误差不应 超过i 0.35的钢板厚度，而且不大于18mm。n 零件也应按平面展开图划线。n 钢板毛科用各种剪切机、龙门剪床，切割视 剪裁，电弧切割，氧-乙炔气割枪气割或手工切割 。电弧割、气割和人工切割的切割面不平整，有 大量的机械加工余量。n 毛料在卷圆前应进行焊缝坡口的加工。n 毛料用卷板机滚弯成圆。经常采用的三辊对 称式卷板机的滚弯工作如图11-5所示。滚弯后的 曲度取决于滚轴的相对位置、毛料的厚度和机械 的性能。该弯前，应调整滚轴的间距，滚轴之间 的相对距离H和B(图11-6)都是可变的，但调整H值 较调整B值容易，因此都以调整H来满足毛料该弯 的要求。滚轴直经，毛料厚度和卷圆直径之间， 可按图11-6所示，求出关系式。但由于材料的回 弹量难于精确确定，因此，在实际工作中， 都采 用经验方法，逐次试滚以达到要求的卷圆半径。n 毛料也可在四辊卷板机上卷圆。n 在三辊和四辊卷板机上，起尾两段滚不到， 因此毛料有直线段。三辊卷板机弯曲时，板边可 在弧形垫板上预弯(图ll-7)或在水压机上预弯。 四辊卷板机卷制的平板边宽度比侧辊间距离的一 半还小。四辊卷板机板边预弯时不需要弧形垫板 。n 卷圆后，可用弧形样板检查椭圆度。如图11- 8所示。n 椭圆度校正方法是在卷板机上再滚弯若干次 ，或在弧度误差处用焊枪加热矫正。n 三辊机上辊和四辊机侧辊倾斜安装后还可卷 制大小头等锥形零件，但辊筒倾角均不大于 1012。n 卷板机卷圆可能产生的缺陷：边缘歪斜、弯 曲半径小于规定值、产生锥度或椭圆度，起鼓等 。n 在管子或罐身卷圆后堆放或在管子、罐身焊 接时，为了保证对圆的质量，可用如图11-9所示 的米字形活动支撑撑住管，并校正弧度误差。n (二)封头的下料和成型n 给水排水容器的封头，常用的有椭圆形和碟 形(图l1-10)，也有半圆形、锥形和平形。n 一般情况下，直径不大于500mm时采用平封头 。n 平板毛料采用热压成型。毛料的加热温度n要求为9001000C。实际操作时，根据经验，可 在7001200C。毛料采用油压或水压的压力机压 制。通常采用的压力机的吨位为1000t。n 热压成形必须采用胎具。800mm椭圆形封头 胎具如图11-11所示。分上模、下模和压套三部分 。n 根据操作经验，毛料热压后，将会有 0.60.8%的收缩量，一般取0.7%收缩量，则直径 1000mm的封头，胎模外径要做成l007mm，内外胎 具的间为1.2倍的壁厚。n 封头成型后，各部分主要尺寸的误差不应超 过表11-1所列。n 为了保证封头质量，热压成型后进行退火处 理。但是，低压容器可以不退火，而需自然冷却 。n 封头和罐身拼接时，两者直径误差不应超过 2mm，如图11-12所示。n 罐底如图ll-13所示，罐脚焊于罐底。n 容器的法兰接管口、窥视孔、罐底泄空口， 可用加强板角焊缝与罐身焊接相连。但这种方法 金属耗量大，操作劳动强度也大，而且由于焊接 头的结构复杂，无法用无探伤方法检查。n 较好的连接方法是管接头或法兰直接焊到罐 身的翻边管座上。这种连接方法使容器外形、质 量、运行可靠性都较加强板连接焊缝方法的质量 有所提高，但直接在容器上翻边有很大困难。为 此可采用具有过渡圈的连接方式。 n过渡圈的制作过程是先做成中孔椭圆形的圈毛坯 ，加热到1500C可弯曲的温度，然后再在压力机 上用冲模冲击翻边。n 过渡圈可直接焊至罐身上。n 二、碳钢容器的焊接拼装n 焊接方法有手工电弧焊、手工氩弧焊、自动 埋弧焊和接触焊等。n (一)手工电弧焊n 1.焊接过程n 手工电弧焊过程如图11-14所示。焊件金属称 基本金属，焊条熔化的熔滴过渡到焊件上的金属 称焊着金属。焊接时，由于电弧的吹力作用，使 焊件熔化金属底部形成一凹坑，称熔池。焊条和n焊件不断熔化，相互熔合成熔化状态的焊缝金属 ，冷凝后即成焊缝。n 手工电弧焊的电焊机分交流和直流两种。直 流电焊机有两种接法，如图11-15所示。正接极熔 深较大，焊厚板时采用。直流电焊机电弧稳定， 焊接飞溅很少，焊缝表面形成较好，缺点是电弧 向一个方向，产生偏弧现象。n 交流电焊机接法上不分正负极，但焊条一般 作为负极。交统焊机的电弧不如直流焊机的电弧 稳定。n 焊接在焊接因焊接应力而变形。如在焊接前 焊件按相反的变形进行拼搭，则可在焊后减少n应力和应变。这种反变形方法焊接采用较多。n 焊接后，焊件退火是一种消除应力的最好方 法。退火温度为500600C。退火时金属具有很大 的塑性，焊接应力在塑性变形后会完全消失。退 火时要使焊件均匀加热和冷却，否则会使内应力 反而增加。n 2.焊接缺陷及其检查方法n 焊接缺陷可分3类：焊接缺陷，焊接结构的变 形与翘曲。此外，焊前制备与装配也对焊接质量 产生影响。焊接缺陷有外部和内部两类。n 焊绕外观缺陷主要有：n 两个焊接元件的连接尺寸不符合设计图纸规 定。n 两个元件错边。n 焊缝尺寸、形状不符合图纸标准、技术条件 或焊接规范的要求，如焊缝平直度、焊缝高 度、焊根和焊缝宽度、加强焊的均匀性等。n 焊缝表面各种类型和各个方向的裂缝；咬口 、焊瘤、弧坑、未熔合、末焊透、疏松、焊穿等 ；内部缺陷有：没焊透、夹渣、气孔、内部裂纹 等。部分焊接缺陷如图11-16所示。n 焊接接头质量检查方法有非破坏性检查和破 坏性检查两大类。非破坏性检查方法有：外观n检查、严密性检查、毛细检查、磁性格查、X射线 或射线检查、以及超声被检查等。n 产生外观缺陷的原因主要是操作不当。外观 缺陷可用肉眼或放大镜观察来检查。n 在结水排水工程中，焊缝严密性检查是主要 的检查项目。检查方法有煤油检查、荧光法等毛 细检查，氨气检查等化学检查。水压试验、气压 试验等工作状态强度和严密性检查。n 煤油检查时是在焊缝一侧涂刷大白桨，在焊 缝另一侧涂刷煤油，如果经过一定时间后，在大 白浆面土上渗出煤油斑点，则表面焊缝质量有缺 陷。n 氨气检查是在容器成管子中通入含有10%氨的 气体，在外壁焊缝贴上一条比焊缝略宽的硝酸汞n溶液的试纸。若某处焊缝有氨气泄漏，试纸即呈 黑色斑点。n 水压试验是按容器工作状态检查，因此是基 本的检查内容。水压试验的压力，当工作压力小 于0.5MPa时，为工作压力的1.5倍，但不得小于 0.2MPa。当工作压力大于0.5MPa时，为工作压力 的1.25倍，但不得小于工作压力加0.3MPa。容器 在试验压力负荷下持续5min，然后将压力降低到 工作压力，并在保持工作压力的情况下，对焊缝 进行检查。如果焊缝没有破裂现象、不渗水、没 有残余变形，则认为水压试验合格。n 磁性检查分磁铁深伤、磁粉探伤和磁力线探 伤。磁力线检色是将焊体磁化后，可根据在焊缝 缺陷处的上部是否会产生不规则的磁力线的现象 来判断焊缝缺陷的位置。焊缝质量良好比磁力线 平行地通过焊线；当焊缝有某种缺陷，磁力线就n绕过缺陷通过，在缺陷表面形成不规则的磁力线 分布。如在焊继表面撤上细小针状铁粉，则在缺 陷表面的铁粉会集聚，由此可判定缺陷部位。n 焊缝射线检查分两种方式，一种是所有焊缝 都检查；另一种是抽样检查。抽样数目按设计规 定。n 穿透性射线检查方法有X射线检查、射线检 查，硒片射线检查等。n 穿透性射线检查装置示意如图11-17所示。在 焊缝一侧放置射线源，另一例放置软片，在软片 外放置铅遮板。射线照射被检焊缝时，通过有损 部分和未损部分的辐射强度是不同的。射线经过 焊缝而在软片上成像。当焊续内部有裂纹、未焊 透、夹渣、气孔等，就因射线强度不同而在底片 上显示，在软片上产生明暗程度不同的影像，黑 暗部分表示射线易于通过浅明部分表示射线n不易通过。据此判明焊缝缺陷的种类和所在部位 。n 射线的照射方向对检查质量有很大影响，照 射方向不当，某些内伤就无法在软片上显形。辐 射光束有两种可选。一是辐射光束与被检工件的 焊缝成3050，另一是按全周360环形照射。各 种焊缝的照射方向如图11-18所示。n 容器或大直径管道的检查用软片，可按图11- 19所示安装。n 上述这些辐射方向照射的结果，还可以由另 外的辐射方向加以检验。n 各种射线透视时，辐射方向与软片中心的法 线之间的角度不小于45，而且焊缝与软片的距离 应当最小。n X射线检查需要X光发射机，在室外使用不方 便，但X射线较易控制，灵敏度较好，因此常在室 内使用。 n 射线检查的放射源易于安置和携带，操作 简单，射线强度较小，也比较经济。n X射线和射线可以使某些用作荧光粉的化合 物，如硫化锌、氰钡等发出荧光。n 过焊缝的辐射能量的作用下，在荧光屏上发 光，显示各种缺陷的可见图像。n 还可以通过电子光学变换器将被检焊缝内部 组织图像显示在电视屏幕上。n 有些缺陷难以用辐射照相方法探明，如：辐 射方向的长度小于检验的加倍灵敏度，缺陷的图 像与照片上难以判读的其他图像重合，厚度 40mm焊缝中未焊透和扩展长度小于