生活给水铜管银焊工法.doc

前言
　　 随着对生活饮用水标准的提高，防止生活饮用水在系统中的二次污染，镀锌钢管即将退出生活水安装系统。取而代之的是多种新型管材。紫铜管经过其它专业长期使用和可靠的质量是一种占主导地位管材，也对设计、加工、安装提出了较高的技术要求。紫铜管因其管壁较薄，承压高等优点。在安装过程中主要控制好焊接接口、管架、保温等关键过程。方能保证施工质量和使用功能。
1特点
　安装简单，便于焊接及维修。由于熔点低，银焊中的毛细现象有利于提高焊口的严密性，管道焊接能够很好地保证系统无渗漏现象。
2适用范围、
　　本工法适用于新建、改扩建工程的工业和民用建筑室内、室外、冷热水、空调、食用纯水的铜管安装。
3工艺原理
铜管连接采用专门管件，铜管和铜管件加工精度高，它们套插在一起，形成小而均匀的间隙。铜管插入承口或套管，加热到所使焊料的熔点温度，因毛细现象所产生的粘附力和凝聚力，将液态焊料吸入管壁间隙，并完全充满焊件，形成了一个严密的接口。
4工艺流程及操作要点
4.1工艺流程

施 工
准
备
技术准备
施工方案
技术交底

焊接工艺学习
物资检验

预
制
阶
段
管段扩口
管端清洗
管件组对
分段预制
安
装
阶
段
支架安装
管道敷设
管道调直
管道焊接
分段试验压
防腐保温

检
验
阶
段
系统冲洗
系统试压
检验评定

4.2施工要点
4.2.1技术术语
1）铜管套管银焊连接
铜管和铜管件加工精度很高，它们套插在一起形成小而均匀的间隙。铜管插入钎焊套管并加热到所使用焊料的熔点温度的焊接工艺。
2）银焊
在焊接温度低于被焊接金属物件的熔点的温度条件下，使焊料熔化后渗入并填满连接处间隙而达到连接目的之焊接方法。
3）软钎焊
所使用钎料的熔点低于摄氏450℃的低温焊接。一般为“锡焊”。
4）硬钎焊
所使用钎料的熔点高于摄氏450℃ (约800℃)的焊接。一般为“磷铜焊”或“含银磷铜焊”。
5）毛细现象
含有细微缝隙的物体与液体接触时，在浸润情况下液体洞缝隙上升或渗入的现象。它是物质分子间作用力的结果，缝隙愈细，液体上升愈高或渗入愈深。
6）硬铜管
硬度大于100（HV/5）的铜管。
7）半硬铜管
硬度介于75——100（HV/5）的铜管。手动工具即可折弯，阔口，方便安装，节省管件。
4.2.2氧乙炔焊接基础理论
准确判断火焰是氧乙炔焊接的基本要点。焊接时，共有三种不同的火焰：
1）中性火焰
在大多数‘情况下，在焊接时都要求使用中性火焰。用调节器把压力调节到适合装在吹管上的焊嘴大小的程度。（见表1）打开吹管上的乙炔阀，向逆时针方向拧动乙炔阀增加乙炔气流直到火焰不再冒烟为止。然后慢慢地打开氧气阀。火焰的颜色会由黄变蓝，继而就会形成炭化火焰特有的长且内层为羽状的火焰。继续打开氧气阀直到次火焰或羽状火焰消失为止。（中性火焰，用于钢，不锈钢，铸铁，铜和铝等）
2）氧化火焰（便用过量氧气）
氧化火焰是把火焰先调到中性（操作如上所述），然后减少乙炔的流量。这样，内层火焰就会变短，较之中性火焰的内层火焰，通过氧化火焰内层火焰的长短，就可判断过量氧气数量的多少。（在焊接黄铜时，一定要用氧化火焰）’
3）炭化火焰（使用过量乙炔）
通过氧气与乙炔气的混合且含有过量乙炔气而形成的。即要把乙炔网在调节中性火焰时进一步拧大。随着乙炔的增加，火焰的形状也会随之而变，既发亮的内层火焰会变得参差不齐。透过护眼镜，可容易地分辨出三个部分：一个羽状的火焰心由一层发亮的沈火焰包着，最外一层是带兰色的火焰罩。通常，通过奖亮的次火焰的长度与中性火焰内层火焰的长度之比可以判断超量乙炔的数量。（炭化火焰或减弱火焰）、
4.2.3施工
4.2.3.1管道安装施工前应具备的条件
1） 设计施工图和其它技术文件齐备。已确定施工组织设计
2） 施工人员应了解建筑结构形成，吊顶高度，管井内管道数量，确定管位。
3） 技术培训，了解铜管、管件规格敷设方式，连接方法及其它操作要点。
4） 管材、管件、支吊架、焊条、焊膏、保温材料和专用工具已备妥，能保正常正常施工。
5） 管道在安装前，应对材料外观质量，和管件的配合公差进行仔细检查。受污染的管材，管件内外污垢应彻底清理干净。

4.2.4.管道安装施工中应注意事项
1）施工过程中应访止污物污染管材、管件、特别是强酸、强碱和有机溶剂。
2）管材表面注明的标准、规格、商标、类型、出厂日期等标记应面向外侧的醒目位置。
3）小于28mm口径铜客为半硬管，可使用专用手动工具弯曲（15°--180°），可以不用或少用管件。
4）安装过程中发生管口变形，必须用专用工具复原后方可安装。
4.2.5管道预制
1）根据施工图，编制预制草图。按规定设计管段规格、配件种类核对无误后下料。
2）精确测量：切割前根据管道加工图，准确量好所须的管段划好切割线。虽然严格地说测量并不是连接工艺的一部分，但它会影响接头的质量。如果管子切得过短，不能插到承插口底部，就不能得到一个正常的接头。如果管子切得过长，就不能正确地装配，也会影响毛细作用。也使套管安装位置正确，保证两端有足够的毛细接触面。
3） 切割
a用钢锯或专用割管刀将紫铜管垂直切断。
b也可使用切割机切割，单不能压力过大否则压扁管口。
c将切割中产生的毛刺用细砂纸或刚毛刷全部清除。
4）扩口
a铜管承插口制作， 使用专用阔口器，
b选择与管材相应的扩口器将管口清理干净。
c将扩口器插入配好的管头、启动液压器加压使扩口器完全扩开，放掉液压取出扩口器。
d扩口后承插另一根铜管，扩口深度为2--3厘米，直径大于28毫米不宜扩口，应使用专用管件。
e将部分三通、弯头与管段连接，按顺序编号调直，码放整齐准备待用。使专用顶弯机制作出特殊弯头。
f对预制暗装所需的接头进行焊接。
4.2.6管道布置和敷设
1） 铜管布置必需复合设计要求。
2）将预制好的管段按编号安装在管道支架上，将承口朝来水方向依次插入承口。
3）铜管调直使用木锤轻击管壁，调直后将管道固定在管架上进行焊接。
4）敷设在回填土内，应选用带聚乙烯护套的铜管，在敷设和回填时，接触面表面部位不得有坚硬物体存在。
5）埋地进户管应分室内和室外两阶段进行，先安装室内，伸出墙外边150—200mm，待土建室外施工时再进行室外铜管安装与连接。
6)进户管在室外根据建筑物沉降量情况，穿越部分应有固定支承，应采取水平折弯进户。
7)室外铜管管顶覆土深度不应小于200mm，穿越道路部位不小于500mm。
8)铜管在室内穿出地坪处应有不小于150mm的护套管，其根部应窝嵌在地坪架空层内。
9)铜管浇注在钢筋混凝土结构的梁、板柱、墙内，必须选用带聚乙稀护套的铜管，或配置金属护套管。嵌墙敷设应洞墙水平或垂直敷设。
10)。管接头与水箱之间应装设合适的垫板或钝边垫圈以分散所有荷载。
11)吊顶，地坪架空层和地板木搁栅等处暗设时，应采用带有组合式金属防护板的管夹，可以消除钉子意外穿造成损伤的危险。
12)楼板中，可以将其铺设在预留或开凿的凹槽中。槽壁与管外壁间距不应小于8mm，槽深不得小于管外壁和毛墙面间距3m，槽口应整齐顺通。
13)弯曲管段应随管道弯转，其弯转半径应与铜管转半径相符。
14)管道穿越楼板、屋面、墙、梁、柱时越部分应设固定支承点和套管。
15)板梁和层面梁上开槽或钻孔管道不宜穿越建筑物沉降缝，伸缩缝，当一定要穿越时，在穿越部位应设置防沉降或防伸缩措施。穿越管的架设
16)管道穿越楼板，屋面混凝土墙板及水池水箱池壁，应按设计要求配合土建预留孔洞或预埋套管，预留孔洞内径宜大于铜管外径60mm，预埋套管的内径宜大于铜管外径30mm，在管道与套管与孔洞的空隙部位应采用软性填料填实。
17)如未预留孔洞，则需开槽或钻孔。凹槽孔洞不能超出以下范围：凹槽的深度不得大于梁高的1/8，但与支点的距离不小于0.07倍跨距，也不大于/4跨距。）
18)管道的支承物与管道紧固部位不得损伤管壁。管道不得用作拉攀，吊件使用
4.2.7焊接工序
1)将钢管末端及七口用钢棉清洁干净。不要用砂布或砂纸清洁，因为会影响清洁的接口而导致很差的焊接效果。
2)管子清洁完毕，应立即涂上焊药助熔剂涂在接口部分和卡口里隙。要将充足的熔剂薄薄地涂敷在配合面上，并立刻组装，这样灰尘和脏物才不会污染毛细间隙
3)将管完全插入到卡口的顶端，转动管子上的套管以确保接头上的熔剂敷均匀，并确认管子完全插入承插口底部，然后擦去多余的焊药，接头就组装好可以加热了。
4)一般使用氧-乙炔作为气源，LPG焊枪进行加热。焊枪火焰应对着连接处然后对整个连接部分进行持续加热。这样可以避免局部加热过量。
5)焊枪吹口不宜过小，避免使热量过于集中。焊接时吹管应与铅管垂直，不停地移动火焰，以防止局部过热和熔剂在添加钎料前碳化
6)先加热铜管再加热接头，直到被加热部分变成暗红色，此时钎料与管子接触时，钎料就应该熔化，
7)移开火焰。如果钎料没有熔化，应继续加热接头，再试一次。依造毛细作用将熔化的钎料吸入套管口，直到套管口上出现一个完整的钎料环移开火焰。
8)特别注意火焰不要与钎料直接接触，应是接头处的热量熔化钎料。
为清洁铜管，焊药必然具有一定程度的腐蚀性，在钎焊完成之必须加以清洁。所谓的“自清洁”熔剂有游离盐酸，由于它们的腐蚀性，一般情况下并不推荐使用
9)焊接时只要加足充满毛细间隙的钎料就可以了，钎料过多只会在接头底部形成小球，或者跑进管子里面。
10)小口径管子，当使用钎料时，钎料的长度大允等于管子地直径就足以添满焊口了。
4.2.8)步骤：
1） 将焊接的部分彻底清洁干净。
2） 去掉铜管末端所有的毛刺
3）用钢棉或砂布将接头部分清洁干净
4）保证铜管末端有适当而且光滑的套插部分
5）焊接紫铜合金时，将火焰调至中性。
6） 用焊枪围着接头部分的四周来回移动以便使接头部分均匀受热。随着套插的部分受热翘
起，它会扩张并离开铜管，从而焊料间距。
7)将焊接的接头部分加热，当到过准确的温度时，焊条会馆化并掉下一小部分，将火焰移开约两寸，将火焰沿焊接部分米回移动，以便持续加热，
8）按淡红色的指示加入焊条直到焊接完成为止，让其围着接头部分漫流直到接口处形成一圈细小的焊缝不同的位置
9）进行银焊时所应用的技术：
a从上面加焊料（平焊），（A一B加热区），将火焰从接头套插部向钢管部分来回移动
加舒料使其流入衰插部
b垂直位直（立焊）从右侧加针料，（A一B加热区），将火焰从铜管部分向接头套括部来回移动
当针料流动时，围着四周加热
C头顶位置（仰焊）A加热到黑色，B加热到暗红色，将火焰从铜管部分向接头套括部米回移动加针料
10）要点是要保持温度的一致，让焊条通过母材的热量而不是火焰的热量进行熔化。
11）焊接完成后，应该用少量稀释的氢氧化钠（烧碱）液，金属线刷或热水将剩余的助熔剂清洗干净。
12)避免过量加热和再熔化为取得最佳焊接效果，不要过量加热焊条（熔点温度最低，适用于各种目的的焊接）。
13）紫铜管、紫铜管件间的焊接可以不用焊药，紫铜管和黄铜管作连接则必须使用焊药。

4.2.9清理
焊接完成后，先让工件在末受到任何移动之前冷却下来使钎料凝固，并用湿布和热水擦拭管子外壁以清除掉所有残留的熔剂，如果熔剂残留在系统中会对铜管形成局部腐蚀。
4.2.10管道补偿和支承
1)铜管的线胀系数a为1.68×10-5(m/m°C)，管道伸缩长度可按下式计算。
△ L=△T.L.a
△ T=0.65△Ts.0.1△Tg
△ L---管道伸缩长度（mm）
△ T---计算温差（°C）
△ Ts---管内流体最人温差（°C）
△ Tg---管外空气最大温差（°C）
a---线胀系数（m/m°C）
L---管道总长度（m）
伸缩器应选用弯管补偿器或波纹管补偿器以吸收线性膨胀。
2)如果采用弯管补偿器，可以现场制作一个弯管补偿器，膨胀由弯头吸收。应该沿水平面安装和支吊，以防止气塞。
3)如果采用波纹管补偿器，安装管道时应将波纹管拉长，通过这种形式的冷拉，波纹管补偿器就可以吸收膨胀。
弯管式补偿器 补偿器安装及固定支架安装
4)选择最适宜和管卡和支吊架形，随着工作类型和管道的安装位置与环境不同而不同。保温管道不能使用塑料支座管夹因管道与安装面之间留出达到规定保温厚度所需的足够净空，因此必须选择其它类型的支吊架，
5)在安装支吊架的长管段上，每隔12m应设固定支架以免管道摆动。在热水管线上，因定支架与补偿器之间的距离取决于所采用的补偿器类型和补偿器能够吸收的位移置。
薄壁紫铜管水平及垂直管道支吊架间最大间距（毫米） 表1
铜管外径
（mm）
立管间隔
（mm）
水平管间隔
（mm）
铜管外径
（mm）
立管间隔
（mm）
水平管间隔
（mm）
15
1.8
1.2
54
3
2.7
22
2.4
1.8
67
3.6
3
28
2.4
1.8
76
3.6
3
35
3
2.4
108
3.6
3
42
3
2.4
133
3.6
3

159
4.2
3.6

6)应怎样确定固定支架和补偿器的位置。
为了避免连接到供热或热水干管上的支管接头破裂，建议利用支管接头制作固定支架。而当支管与一要由于热膨胀其自身会发生位移的管子连接时，支管的线路就会发生位移，在这种情况下，可采用交叉三通以保证管道的位移。以防止存在过大变形，所有管道都应进行校正。。
4.2.11冲洗和消毒
1） 管道系统安装验收完毕后，因管内在施工过程中可能有铜颗粒，焊膏和其它杂质残留在管道内，应进行认真冲洗去除残留。
2）冲洗水中加入0.05%高锰酸钾消毒剂。避免用氯溶液浸泡消毒。
3）将系统末端用胶管串接，将胶管末端连接到蓄水箱。
4）再系统入口设置蓄水箱、水泵。将水泵进出口分别与水箱系统入口连接。
5）蓄水冲洗，冲洗至出水口水质与入口目测一致。
4.2.12.防腐措施
1)铜管安装完毕后，应在外壁涂刷防锈漆，防锈油脂为防腐保护层，涂刷应均匀。
4.2.13铜管保温
1)铜管导热率（λ）指标为12.40（W/m*K）。热水管必须采取保温措施，室内冷水管也须作防结露保温。
2)保温层应平整，接头严密。材质应符合设计要求。
5.材料
5.1铜管工作温度范围
-195℃--205℃
5.2铜管工作压力
5.3紫铜供水管工作压 表2
规格（mm）
外径×壁厚
工作压力（Mpa）
30度
工作压力（Mpa）
65度
工作压力（Mpa）
100度
15×0.7
6.9
6.63
6.38
22×0.9
6.08
5.85
5.62
28×0.9
4.80
4.61
4.43
35×1.2
5.96
5.74
5.51
42×1.2
5.03
4.84
4.65
54×1.2
3.86
3.71
3.57
67×1.2
3.16
3.04
2.92
76×1.5
3.39
3.26
3.14
108×1.5
2.34
2.25
2.16
133×1.5
1.99
1.91
1.84
159×2
2.110
2.02
1.95
5.3焊条：使用含银磷铜锡焊条（含银量从2%--15%），用于供水管焊接，钎料绝对不能含铅。
5.4管件的选择
1）管件必须为铜管件（包括阀门阀体），以避免因电位差引起电化学腐蚀加剧。
2）铜管于市政管道连接可采用黄铜法兰盘，应加装装绝缘材料以避免电化学腐蚀加剧。
3）铜管与管道系统附件（阀门、水表等），配水点连接可采用内外螺纹
黄铜接头。
4）运行中需要经常拆卸的地方例如管道和阀门联接处。应采用可拆卸的活接头，这样可以很方便地纵修而不会影响系统的其它设备。
6机具设备表
表3
序号
名称
规格型号
单位
数量
1
电焊机

台
2
2
氧气瓶

个
30
3
乙炔瓶

个
22
4
氧气压表

块
4
5
乙炔压表

块
4
6
气焊工具

套
4
7
气焊枪
1#
套
4
8

2#
套
4
9

3#
套
4
10
电锤

台
6
11
台钻

台
1
12
开孔器

台
2
13
开孔器钻头

套
2
14
扩孔器

台
2
15
扩孔器扩头

套
2
16
手动弯管机

台
2
17
压力表

块
6
18
试压泵

台
1
7劳动组织及安全
7.1劳动组织
根据现场进度，作业条件安排两名给排水工程师，两个作业组34其中焊工6人、电工1人、水暖工20人、辅助工6人、材料员1人。
7.2安全
1）预制车间及施工现场的机具必须一机一箱。氧气瓶乙缺瓶作业点必须在15米以上。作业场地无易燃物。防止高空坠落和物体打击
8工程质量要求及验收标准
8.1质量要求
铜管银焊安装施工应遵循现行《暖卫工程施工验收规范》GBJ82----242《工业管道焊接工程施工验收规范》GBJ236----82,《暖卫工程检验评定标准》中钢管的有关规定。
8.2验收
8.2.1管道系统应根据工程性质和特点进行自检，中间验收和竣工验收。暗装，管道在隐蔽之前，整个系统安装结束应进行严格的水压试验。
8.2.2试验压力为管道系统设计工作压力的1.5倍，但不得小于0.9Mpa。
8.2.3水压试验之前应对试压管道采取安全有效的固定保护措施，但接头部位应明露。
8.2.4水压试验合格并做好记录后方可按土建工序施工。
8.2.5水压试验步骤：
1）将试压管段各配水点封堵，缓慢注水，注水过程中同时将管内气体排除。
2）管道系统充满水后，进行水密性检查。
3）对系统加压，加压宜采用手动泵缓慢升压，升压时间不应小于10分钟。
4）升至规定的试验压力后，停止加压，稳压1小时，观察接点部位有否漏水。
5）稳压1小时后，再补压到规定的试验压力值，15分钟，压力降低不超过0.05Mpa为合格。
6）管段分段试压合格后，进行系统试压，加压至试验压力，持续3小时，压力不低于0.6Mpa，且系统无渗漏现象为合格。
7）管道系统试压后，发现渗漏水或压力下降超过规定值时，应检查管道系统，及时进行排除，排除后再按以上步骤重新试压，直到符合要求。

9效益分析
按本工法施工，使管道布局合理观感效果好，确保工程质量优良，缩短了施工工期可比其他铜焊提高工效20---30 。
10应用实例
中建一局三公司水电分公司在长青大厦东、西公寓楼给水、生活热水系统施工中提前20天完成了六个标准层一个样板层的施工。系统为全焊接，焊口合格率达100％。本工艺受到了外国专家的好评和监理及监督站的认可，为企业创造了良好的经济效益和社会效益。