管道连接方式

管道连接方式
编者按
阀门与管路或设备之间的连接方式的选择是否正确合适，会直接影响到管道阀门产生跑、冒、滴、漏现象的机率。

常见阀门的连接方式包括：法兰连接、对夹连接、对焊连接、螺纹连接、卡套连接、卡箍连接、自密封连接等连接形式。

目录
编者按 (1)
1.法兰连接 (I)
2.对夹连接 (2)
3.焊接连接 (3)
3.1.焊接的方式 (4)
3.1.1.熔焊 (4)
3.1.2.压焊 (4)
3.1.3.钎焊 (4)
3.2.焊接方式详解 (4)
3. 2.1.熔焊 (4)
4. 2.2.压焊 (8)
5. 2.3.钎焊 (9)
4.螺纹连接 (9)
5.卡套连接 (10)
6.卡箍连接 (11)
7.内自紧连接 (11)
8.注： (12)
1.法兰连接
法兰连接是阀体两端带有法兰，与管道上的法兰对应，通过螺栓固定法兰安装在管道中。

法兰连接是阀门中用得最多的连接形式。

法兰有凸面(RF)、平面(FF)、凸凹面(MF)等之分。

按结合面形状又可分为以下几种：
(1)光滑式：用于压力不高的阀门。

加工比较方便；
(2)凹凸式：工作压力较高，可使用中硬垫圈；
(3)梯槽式：可用塑性变形较大的垫圈，在腐蚀性介质中使用较广泛，密封效果较好；
(4)梯形槽式：用椭圆形金属环作垫圈，使用于工作压力264公斤/平方厘米的阀门，或高温阀门；
(5)透镜式：垫圈是透镜形状，用金属制作。

用于工作压力H1OO公斤/平方厘米的高压阀门，或高温阀门；
(6)0形圈式：这是一种较新的法兰连接形式，它是随着各种橡胶O形圈的出现，而发展起来的，它在密封效果上比一般平垫圈可靠。

2.对夹连接
阀门安装在两片法兰中间，阀体上通常有定位孔以方便安装定位，用螺栓直接将阀门及两头管道穿夹在一起的连接形式。

什么是对夹连接方式？对夹式蝶阀如何连接？
我们一般法兰安装是这样的，阀门上左右各一个法兰，管道上左右各一个法兰。

安装的时候，左边跟左边，右边跟右边的法兰螺栓固定。

对夹式的是这样一种，阀门上本身没有法兰，管道上左右各一个法兰，安装的时候，把仪表夹在管道两片法兰之间，然后用螺栓把管道左右的法兰夹紧，就是这样安
装的。

这样的对夹连接的蝶阀在一般常规管道上装置有很多，如果您还有不清楚的话，可以看图Io
图1对夹式蝶阀安装图
对夹式连接蝶阀特点：
1.对夹蝶阀小型轻便，容易拆装及维修，并可在任意位置上安装。

2.结构简单紧凑，90。

操作可快速打开和关闭。

3操作扭矩小，省力轻巧。

4.实现完全密封和零气体测试泄漏。

5.选择不同的零件材料，这些材料可以应用于多种介质。

3.焊接连接
两个相互连接零件在接头处的中面处于同一平面或同一弧面内进行焊接的接头，两个相互连接零件在接头处的中面相互垂直或相交成某一角度进行焊接的接头。

两构件成T字形焊接在一起的接头，另外结构不连续，承载后受力状态不如对接接头，应力集中比较严重，且焊接质量也不易得到保证。

(1)对焊连接：阀体两端按对焊焊接要求加工成对焊坡口，与管道焊接坡口对应，通过焊接固定在管道上。

(2)承插焊连接：阀体两端按承插焊要求加工，与管道通过承插焊连接。

焊接就是借助原子间的联系和质子间的扩散，获得形成整体接头的过程。

也可以认为，焊接是利用热能或机械压力，或者两者并用，使用填充材料，将两个或两个以上的工件连接一起的，成为不可分的牢固接头的方法。

3.1.焊接的方式
3.1.1.熔焊
是焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压完成焊接的方法。

在加热的条件下增强了金属的原子动能，促进原子间的相互扩散，当被焊金属加热至溶化状态形成液体熔池时，原子之间可以充分扩散和紧密接触，因此冷却凝固后，即形成牢固的焊接接头（可用冰作比喻）。

常见的有气焊、电弧焊、电渣焊、气体保护焊等都属于熔焊的方法。

3.1.2.压焊
是焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成的焊接方法。

这类焊接有两种形式，一是将被焊金属接触部分加热至塑性状态或局部熔化状态，然后施加一定的压力，以使金属原子间相互结合形成牢固的焊接接头，如锻焊、接触焊、摩擦焊和气压焊等就是这种压焊方法。

二是不进行加热，仅在被焊金属的接触面上施加足够的压力，借助于压力所引起的塑性变形，以使原子间相互接近而获得牢固的接头，这种方法有冷压焊、爆炸焊等（主要用于复合钢板）。

3.1.3.钎焊
是采用比母材熔点低的金属材料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头之间间隙并与母材相互扩散实现联接焊件的方法。

常见的钎焊方法有烙铁焊、火焰钎焊。

3.2.焊接方式详解
3.2.1熔焊
3.2.1.1.气焊：
利用氧乙快或其他气体火焰加热母材和填充金属，达到焊接目的。

火焰温度为300OC左右。

适用于较薄工件，小口径管道、有色金属铸铁、钎焊。

利用可燃气体与助燃气体混合燃烧生成的火焰为热源，熔化焊件和焊接材料使之达到原子间结合的一种焊接方法。

助燃气体主要为氧气，可燃气体主要采用乙焕、液化石油气等。

所使用的焊接材料主要包括可燃气体、助燃气体、焊丝、气焊熔剂等。

特点设备简单不需用电。

设备主要包括氧气瓶、乙燃瓶（如采用乙快作为可燃气体）、减压器、焊枪、胶管等。

由于所用储存气体的气瓶为压力容器、气体为易燃易爆气体，所以该方法是所有焊接方法中危险
性最高的之一。

优点：
1、对铸铁及某些有色金属的焊接有较好的适应性；
2、在电力供应不足的地方需要焊接时，气焊可以发挥更大的作用。

缺点：
1、生产效率较低；
2、焊接后工件变形和热影响区较大；
3、较难实现自动化。

3.2.1.2.手工电弧焊：
利用电弧作为热源熔化焊条与母材形成焊缝的手工操作焊接方法，电弧温度在6000~8000°C左右。

适用于黑色金属及某些有色金属焊接，应用范围广，尤其适用于短焊缝，不规则焊缝。

一、引弧、基本运条及收弧的方法
1、引弧手工电弧焊时，电弧是使用短路方法来引燃的。

①划擦法
划擦法引弧与划火柴相似。

将焊条末端对准焊缝，手腕扭转一下，使焊条端部在焊件表面上轻轻划擦，然后扭平手腕，并将焊条提起3~4mm°当电弧引燃后，便将弧长保持在与焊条直径相适应的范围内。

为避免焊件表面被引弧时擦伤，故必须在焊缝前端的坡口内划擦引弧。

②直击法
将焊条末端对准焊缝，手腕下降，轻轻碰一下焊件，随后即将焊条提起3-4mm0待电弧产生后，迅速放平手腕，并使弧长保持在与该焊条直径相适应的范围内。

此方法虽不易掌握，但是一种理想的引弧方法，焊接淬硬倾向较大的钢材时，最好采用直击法。

2^基本运条方法
电弧引燃后，为保证焊缝质量并有良好的成形，焊条要有三个基本方向的运动：为维持所要求的电弧长度，焊条须朝熔池方向逐渐送进；为获得一定宽度的焊缝，焊条须作横向摆动；为使熔池金属形成焊缝，焊条须沿焊接方向移动。

在焊接生产实践中，根据不同的焊缝位置和接头形式，并考虑焊条直径、焊接电流、焊件厚度等各种因素，可选用不同的摆动手法。

3、收弧
焊接结束时，如果突然熄弧，则会在焊缝末端形成凹陷的弧坑，这会减弱焊缝接头强度和产生应力集中，从而导致弧坑裂纹。

因而必须采用适宜收弧方法将弧坑填满，常用的收弧方法有：
①划圈收弧法当电弧移至焊缝终端时，焊条端部作圆圈运动，直至填满弧坑后再熄弧。

此法适用于厚板焊接。

②回焊收弧法当电弧移至焊缝收尾处时稍事停顿，接着回焊一小段后再断弧。

此法适用于碱性焊条。

③反复熄弧■收弧法当电弧移至焊缝终端时，作多次熄弧和引弧动作，知道弧坑填满为止。

此法适用于使用大电流或薄板焊接。

二、焊接的极性及偏吹
1、焊接电弧的极性
用交流电弧焊机焊接时，焊机两端极性交替变化，不必考虑极性接法。

用直流电弧焊机焊接时，焊件接正极，焊钳接负极，称正接；反之称反接。

手工电弧焊时，采用正接还是反接，一般在焊条说明书上均有规定。

也可根据电弧稳定燃烧的条件、焊件材料、焊条种类等因素来考虑。

2、直流弧焊机极性的鉴别
正常情况下，直流弧焊机的接线柱上均有“+”、”/标注。

当某些焊机使用年份已久，接线柱上标记不清时，可用如下方法来鉴别极性：
①直流电压表鉴别法将直流电压表的正负极分别接在焊机的两个接线柱上，直流电压表的量程应大于IOOV,若电压表的表针顺时针转动，则接在电压表上的正极一端是焊机的正极，另一端是焊机的负极。

②盐水鉴别法将直流弧焊接量接线柱分别街上两根导线，浸入食盐的水溶液里。

开启焊机后，产生气泡多的一端是负极，而另一端就是正极。

③碳棒鉴别法将直流焊弧机两接线柱分别连接碳棒与试板。

引弧后，如果电弧燃烧稳定，且熄弧后碳棒端面光滑，则接碳棒一端为负极，而另一端就是正极。

④经验判断法焊工可通过对电弧形态的观察来判断。

用一根碱性焊条试焊时，如果
电弧燃烧不稳定，并出现爆裂声和飞溅打的现象，即焊条是接在焊机的负极一端。

3、焊机电弧的偏吹
焊接过程中，电弧轴线偏离电极轴线的现象称为电弧偏吹。

电弧偏吹常造成电弧不能稳定燃烧，使焊缝成形变坏，严重时甚至使焊接无法进行。

电弧的偏吹常是由于气流的干扰、磁场的影响或焊条的偏心引起的。

3.2.1.3.埋弧焊：
埋弧焊（含埋弧堆焊及电渣堆焊等）是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。

其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。

近年来，虽然先后出现了许多种高效、优质的新焊接方法，但埋弧焊的应用领域依然未受任何影响。

从各种熔焊方法的熔敷金属重量所占份额的角度来看，埋弧焊约占10%,且多年来一直变化不大。

（分自动、半制动）电弧在焊剂区下燃烧，利用颗粒状焊剂，作为金属熔池的覆盖层，将空气隔绝使其不得进入熔池。

焊丝由送丝机构连续送入电弧区，电弧的焊接方向、移动速度用手工或机械完成。

适用于中厚板材料的碳钢、低合金钢、不锈钢、铜等直焊缝及规则焊缝的焊接。

4.2.1.4.气电焊：
（气体保护焊）利用保护气体来保护焊接区的电弧焊。

保护气体作为金属熔池的保护层把空气隔绝。

采用的气体有惰性气体、还原性气体、氧化性气体适用于碳钢、合金钢、铜、铝等有色金属及其合金的焊接。

氧化性气体适用于碳钢及合金钢的合金。

二氧化碳气体保护焊是焊接方法中的一种，是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。

在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。

在焊接时不能有风，适合室内作业。

5. 2.1.5.离子弧焊:
利用气体在电弧中电离后，再经过热收缩效应、机械收缩效应、磁收缩效应而产生的一种超高温热源进行焊接，温度可达200O（TC左右。

1.穿透型等离子弧焊
电弧在熔池前穿透形成小孔，随着热源的移动，在小孔后形成焊道的焊接方法称为穿透型等离子弧焊。

由于等离子弧的能量密度大、等离子流力大的特点，等离子弧将焊件熔透并产生一个贯穿焊件的小孔。

被熔化的金属在电弧吹力、表面张力及金属重力的
相互作用下保持平衡。

焊枪前进时，小孔在电弧后方锁闭，形成完全熔透的焊缝。

小孔效应只有在足够的能量密度条件下才能形成。

当板厚增大时，所需的能量密度也要增加，而等离子弧能量密度的提高受到一定的限制，所以穿透型等离子弧焊只能在一定板厚范围内实现。

2,熔透型等离子弧焊
熔透型等离子弧焊即在焊接过程中采用熔透焊件的焊接方法，简称熔透法。

这种焊接方法在焊接过程中只熔透焊件而不产生小孔效应。

当离子气流量较小，弧柱压缩程度较弱时，等离子弧的穿透能力也较低。

这种方法多用于板厚小于3mm的薄板单面焊双面成形以及厚板的多层焊。

3.微束等离子弧焊
利用小电流（通常在30A以下）进行焊接的等离子弧焊，通常称为微束等离子弧焊。

它采用pθ∙6〜1.2mm的小孔径压缩喷嘴及联合型弧。

微束等离子弧又称为针状等离子弧，当焊接电流小于IA时，仍有较好的稳定性，其特点是能够焊接细丝及箔材。

焊件变形量及热影响区的范围都比较小。

3. 2.2.压焊
1、摩擦焊：
利用焊件间相互摩擦，接触端面旋转产生的热能，施加一定的压力而形成焊接接头。

适用于铝、铜、钢及异种金属材料的焊接。

2、电阻焊：
利用电流通过焊件产生的电阻热，加热焊件（或母材）至塑性状态，或局部熔化状态，然后施加压力使焊件连接之一起。

适用于可焊接薄板、管材、棒料。

3. 2.3.钎焊
1、烙铁钎焊：
利用电烙铁或火焰加热烙铁的热量。

加热母材局部，并使填充金属熔入间隙，达到连接的目的。

适用于熔点300℃的钎料。

一般用于导线，线路板及原件的焊接。

2、火焰钎焊：
利用气体火焰为加热源，加热母材，并使填充金属材料熔入间隙，达到连接目的适
用于、不锈钢、硬质合金、有色金属等一般尺寸较小的焊件。

3、焊接方法的分类
按采用的能源和工艺特点，焊接分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类，每类又分为各种不同的焊接方法。

1、熔化焊分为电弧焊、气焊、铝热焊、电渣焊、电子束焊、激光焊
2、压力焊分为电阻点缝焊、电阻对焊、超声波焊、爆炸焊、扩散焊、摩擦焊、高频焊
3、钎焊包括火焰钎焊、感应钎焊、炉钎焊、盐溶钎焊、电子束钎焊
4.螺纹连接
螺纹连接是一种简便的连接方法，常用于小阀门。

阀体按各螺纹标准加工，有内螺纹和外螺纹两种。

与管道上螺纹对应。

螺纹连接分两种情况：
(1)直接密封：内外螺纹直接起密封作用。

为了确保连接处不漏，往往用铅油、线麻和聚四氟乙烯生料带填充；其中聚四氟乙烯生料带，使用日见广泛；这种材料耐腐蚀性能很好，密封效果极佳，使用和保存方便，拆卸时，可以完整地将其取下，因为它是一层无粘性的薄膜，比铅油、线麻优越得多。

(2)间接密封：螺纹旋紧的力量，传递给两平面间的垫圈，让垫圈起密封作用。

常用的螺纹有五大类:
(1)米制普通螺纹；
(2)英制普通螺纹；
(3)螺纹密封管螺纹；
(4)非螺纹密封管螺纹；
(5)美国标准管螺纹。

概括介绍如下：
①国际标准ISO228/1、DIN259,为内外平行螺纹，代号G或
PF(BSP.F)；
②德国标准IS07/1、DIN2999>BS21,为外牙锥形、内牙平行螺纹，代号BSP.P 或RP/PS；
③英国标准IS07/1、BS21,内外锥形螺纹，代号PT或BSP.Tr或Rc；
④美国标准ANS1B21,内外锥形螺纹，代号NPTG(PF)、RP(PS)>Rc(PT)牙型角均为55°,NPT牙型角为60°BSP.F、BSP.P及BSP.Tr统称为BSP牙。

美国标准管螺纹包括五种：一般用途的锥管螺纹NPT,管接头用直管内螺纹NPSC,导杆连接用锥管螺纹NPTR,机械连接用直管螺纹NPSM(自由配合的机械连接)和NPS1(带锁紧螺母的松配合机械连接)。

属于非螺纹密封管螺纹(N：美国国家标准；P：管子；T：锥形)
5.卡套连接
卡套式管接头主要由接头体、卡套、螺母三部分组成。

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。

其安装简便，耐压高，故而得到广泛应用。

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。

因而它是炼油、化工、石油、天然气、食品、制药、仪器仪表等系统自控装置管路中的一种较为先进的连接件。

适用于油、气、水等介质管路连接。

卡套连接，在我国近年才发展起来，它的连接和密封原理是，当旋紧螺母时，卡套受到压力，使其刃部咬入管子外壁，卡套外锥面又在压力下与接头体内锥面密合，因而能够可靠地防止泄漏。

如仪表阀门。

这种连接形式的优点
是:
(1)体积小，重量轻，结构简单，拆装容易；
(2)连接力强，使用范围广，可耐高压(IOOO公斤/平方厘米)、高温
(650°C)和冲击振动;
(3)可以选用多种材料，适合防腐蚀；
(4)加工精度要求不高；
(5)便于高空安装。

目前，卡套连接形式，己在我国某些小口径阀门产品中采用。

6.卡箍连接
这是一种快速连接方法，它只需两个螺栓，适用于经常拆卸的低压阀门。

如卫生阀门。

沟槽连接件是一种新型的钢管连接方式，也叫卡箍连接，具有很多优点。

《自动喷水灭火系统设计规范》、《消防给水及消火栓系统技术规范》提出，系统管道的连接应采用沟槽式连接件或丝扣、法兰连接；其中自动喷淋系统中直径等于或大于IOOmm的管道、消防给水系统中直径大于50mm的管道，均应分段采用法兰或沟槽式连接件连接。

沟槽连接管件包括两个大类产品：
①起连接密封作用的管件有刚性接头、挠性接头、机械三通和沟槽式法
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②起连接过渡作用的管件有弯头、三通、四通、异径管、盲板等。

起连接密封作用的沟槽连接管件主要有三部分组成：密封橡胶圈、卡箍和锁紧螺栓。

位于内层的橡胶密封圈置于被连接管道的外侧，并与预先滚制的沟槽相吻合，再在橡胶圈的外部扣上卡箍，然后用二颗螺栓紧固即可。

由于其橡胶密封圈和卡箍采用特有的可密封的结构设计，使得沟槽连接件具有良好的密封性，并且随管内流体压力的增高，其密封性相应增强。

7.内自紧连接
以上各种连接形式，都是利用外力来抵消介质压力，实现密封的。

下面介绍利用介质压力进行自紧的连接形式。

它的密封圈装在内锥体处，跟介质相向的一面成一定角度，介质压力传给内锥体，又传递给密封圈，在一定角度的锥面上，产生两个分力，一个与阀体中心线平行向外，另一个压向阀体内壁。

后面这个分力便是自紧力。

介质压力愈大，自紧力也愈大。

所以这种连接形式，适合于高压阀门。

它比法兰连接，要节省许多材料和人力，但也需要一定的预紧力，以便在阀内压力不高时，使用可靠。

利用自紧密封原理做成的阀门，一般是高压阀门。

阀门连接的形式还很多，例如有的不必拆除的小阀门，跟管子焊接在一起；有的非金属阀门，采用承插式连接等等。

阀门使用者要根据具休情况具体对待。

8.注：
(1)各种连接方式都须参照相应的标准，需要明确了解用户要求的标准，避免所选用阀门无法安装。

(2)通常大直径的管道与阀门连接采用法兰式连接，小直径的管道与阀门用螺纹式连接。