胀管施工工艺

胀管施工工艺
第一章总则
本工艺编制依据：
1.《蒸汽锅炉安全技术监察规程》1996年276号；
2.《工业锅炉胀接技术条件》ZJB980001-87；
3.《低压水管锅炉胀接施工规程》。

本工艺适用于工业锅炉管子与锅筒、管板胀接。

第二章胀管前的工量准备
为了保证胀管质量，在胀管前必须做好工具、量具、操作人员确定工作。

4.胀管器
胀管器选取必须符合ZJB980001-87规定，胀管器的胀珠、胀杆表面应光滑，不应有沟纹、撞伤、斑痕等现象；检查前清洗零件，同时查看各零件配合是否正确，胀杆不能弯曲，圆锥度一般为1：25，胀珠圆锥度为胀杆圆锥度的一半。

胀杆与胀珠装配时，其轴线有1.5～2°的夹角，胀杆与胀珠基本上能保持线接触，以保证胀接质量。

5.自行制作管子夹具及靠模、排管、角铁靠样，能牢固稳定管子即可。

6.选用自行制作的“车床式”管子接头打磨机械，一端用龙门钳固定管头，露出长度200mm，实际打磨100～200mm，打磨靠装在滑动块上的电机带动三块活动砂轮块，根据向心旋转力打磨表面，依据滑块掌握打磨光度。

7.管子内径用半圆锥清理干净。

8.管孔打磨用内圆磨包细砂纸进行。

9.其他工具有小木锤、线锤、内径百分表、游标卡尺、不带丝化纤布、CCL4或汽油。

第三章管孔和管子
第一节汽包上管孔的检查
10. 汽包的内部装置应拆除，以便清洗和检查汽包管孔。

检查时应先清洗掉管孔壁上的防护涂料，检查管孔壁的加工质量，不得有砂眼、凹痕、边缘毛刺和纵向刻痕；纵向或螺旋形刻痕的深度不得大于0.5mm，宽度不得大于1mm，刻痕到孔边的距离不得小于孔壁厚度的1/3，并且不得小于4mm。

管孔壁如有锈蚀，应用细砂布等不致使孔壁产生明显刻痕的工具，将孔壁处理至发出金属光泽。

当距离胀管时间较长时，应涂好防锈油。

11. 用内径千分表测量每个管孔的直径、圆锥度和椭圆度，记在展开图或记录表上，其偏差不得超过表1的规定。

当偏差超过本规定时，应与锅炉使用单位协商处理。

12. 有缺陷的管孔在缺陷未消除前不得胀管，消除较小的缺陷一般可用刮刀修刮。

用刮刀或其他修整工具后的管孔壁，其加工质量、椭圆度和圆锥度，应符合第10条和第11条的规定。

13．为防止管孔壁表面金属再次氧化，应尽量缩短从管孔清理完到胀管的时间。

管孔的允许偏差（毫米）表1
差。

2.括号内数值适用于按1961年锅炉专业标准制造的锅炉。

第二节管子的检查
14.管子必须具有出厂合格证明书，其钢号应与设计要求相符，如无出厂证明书或对材质有所怀疑，应作化学分析和机械性能试验，不符合要求时不得使用。

15.擦去管子表面上的污物，检查管子的表面。

外表面不得有斑疤、小眼、裂纹和重皮，管端胀接部分不得有纵向沟纹，如果有横向沟纹，其深度不得超过管壁厚度的1/10，内外表面均不得有严重锈蚀。

16. 管子的外形应在放样平台上进行检查，其偏差如超过下列规定时应予校正（校正时应往锅炉上试装一
下，以作核对）：
1） 直管的弯曲度不得超过每米1mm ，全长弯曲
度不得超过3mm ，长度偏差不得超过±3mm 。

2） 弯曲管外形偏差不得超过图2的规定。

3） 弯曲管平面的不平度（图3）不得超过表2的
规定。

弯曲管不平度的允许偏差（mm ）
部通过为合格，对过热器蛇形管和弯曲半径不大于3.5倍管
子外径的弯曲管子，所用圆球直径为管子公称内径的80%，对其它管子所用圆球直径为管子公称内径的85%，圆球一般应用钢材或木材制成，不得用铅等易产生塑性变形的材料。

17.检查每根管子胀接端的外径，其偏差不得超过表3的规定。

检查数量一般为管子根数的25%，有问题时全部检查。

管子外径的允许偏差（mm ） 表3
使管壁厚度小于允许最小壁厚）。

管口壁厚的允许偏差（mm ） 表4
图2 弯曲管外形的允许偏差（mm ）
图3 弯曲管的不平度
19.管口断面不得有毛刺，并应与管子中心线相垂直，用角尺检查时，角尺与管口边缘之间的间隙（图4）g不得大于管子外径的2%。

图4 用角尺检查管口断面、
第四章胀管准备
第一节技工鉴定及试胀工作
20.胀管工作人员必须掌握本规程的规定，需经口试和实际操作试验，合格后方可进行胀管操作。

21.胀管的实际操作试验，其试件的钢号、尺寸、加工精度、管子与管孔的配合等要求应与设备相符，胀闭后应通过下列检验：
1）按本规程第六章规定进行外观检查和水压试验；
2）确定合适的胀管率和操作中控制胀管的方法；
3）割下管头，检查胀口印痕、管壁减薄、管孔变形等情况。

22.如果是熟练的胀管技工，又是连续施工型号规格相同的锅炉，所用的胀管器并未更换，经施工单位主管部门技术负责人的批准，可不经过试验。

第二节管端退火
23.未经退火的管子胀接端应进行退火，如果胀接端外表的硬度低于HB170，同时低于管孔壁处的硬度时，也可不进行退火。

测硬度时去掉金属表面的氧化皮。

24.管端退火长度应为150~200mm，退火时应先将管子另一端堵住（以防空气在管内流动），在将退火端均匀地加热至600~650℃，在此温度下保持10~15分钟，不得将管端加热到700℃以上。

25.管子的冷却应埋在干燥的保温材料（如石灰、砂、白灰等）内进行，如果保温材料降低到接近环境湿度后方得取出。

不得在风、雪、雨的露天场地上进行冷却。

26.退火一般采用“铅浴法”间接加热：
1）铅锅规格应根据具体要求决定。

2）铅材内不得含有能腐蚀管子的杂质，熔化后除掉夹渣，铅液表面应铺洒厚约10mm的煤灰渣等粉末状材料。

3）为了测量正确，防止超出或不到规定温度范围，应用热电偶等高温计测量，温度计的量程最好在0～1000℃范围内，不得目测估计。

4）热电偶的瓷管外应套有相应规格的一端堵死的钢管，作为保护，热电偶的毫伏计应调整准确，其冷端应装有补偿导线或补偿器。

5）铅液易飞溅和氧化，氧化铅有毒，操作地点应宽敞和通风，并有防止铅中毒和铅液溅伤的安全措施。

6）退火的管子应根据管排分批堆放，预热烤干。

管头应干燥，无其它杂物，待铅液加热至600℃左右时，将管子逐根逐批插入铅锅。

7）管子插入铅锅后，加热应缓慢，平均温升不得超过15℃/分钟。

27.退火方法亦可采用锯末、木炭、焦碳（含硫、磷量各在0.03%以下）或电能直接加热。

第三节胀接面的清理
28.管子胀接端的外表面应挫磨至全面出现金属光泽，挫磨长度应比管孔壁厚长50mm。

挫磨时应尽量使管子外表面维持圆形（）不要成多边形），挫磨掉的厚度一般不宜超过0.2mm。

挫磨后不得有起皮、凹痕、夹层、裂纹、麻点和纵向沟纹等缺陷。

距管口100mm内管子内壁的锈皮，应予除掉。

29.挫磨后的管端不得碰撞和沾污，如因某种情况当时不能立即胀管，应妥善保护，防止生锈。

第五章胀接面的清理
第一节装管
30.管子经挫磨后，在装管前应用外径千分尺或游标卡尺测量其胀接段的外径，一般应测量几处，取得平均值后作好记录。

31.装管前应核对汽包和联箱的相对位置是否正确，并检查它们固定得是否牢稳，方得进行胀接工作。

32.装管前应将管孔和管子上已错磨的胀接面清洗干净，如有浮锈，需用砂布擦去。

清洗剂一般不使用含乙铅得汽油或四氯化碳，洗净后应用干净的棉布擦干，再进行装管。

33.装管前对外形相同的管子，应按照已量得的管孔直径和管子胀接段的外径进行选配，尽量使管子与管孔间的间隙不超过表5中的正常值。

当间隙超过表5的最大值时，应与锅炉使用单位和当地锅炉监察部门协商处理。

34.管子的两个胀接端装入管孔时，应能自由伸入。

管子必须装正，不得歪斜；当发现有卡住、偏斜等现象时，不得使劲硬插，应把管子取出检查校正后再插入。

装管时为节省人力，可使用管卡子（图5），将管子重量通过管卡子支持在下汽包上。

管子与管孔间的允许间隙（mm）表5
如果伸出长度超过规定，切除后应按第22条进行检查。

图5 管卡子示意图图6 管端伸出管孔的长度
管端伸出管孔的长度（mm）表6
第三节胀管一般规定
36.管子安装后应随即进行胀管。

在锅炉的许多管子中，应先胀汽包两端的管排，作为基准管排（图7），然后一般宜自从中间分向两边胀接，同一根管子应先焊焊接端，后胀胀接端。

37.各管排的排列应整齐，以免影响挂砖；应按照基准管排为基准，用拉线法和卡板进行找正。

38.各管子胀接的次序易采用反节式，以防胀管时使其它管子的胀接松弛。

39.胀管工作在环境温度为0℃以上时进行。

40.胀管过程中应严防油、水和灰尘等渗入胀接面间。

41.胀接完的管端，其管口应翻边，斜度为15度，并应在伸入管孔1～2mm处开始倾斜（图8），即b-a=1～2mm。

图7 基准管排示意图图8 胀完的管端（沿汽包纵向截面）
42.管子的胀管率应在1～2.1%的范围内，每台锅炉的预定胀管率应根据试胀情况确定，预定胀管率不宜选择太高，应留有余地，使在必要的补胀后最终胀管率不超过2.1%。

胀管率应按下列公式计算：
H=[（d1+2t）/d-1]×100%
式中：H —胀管率（mm）
d1 —管子胀完后的最终内径（mm）
t —未胀时管子实测壁厚（mm）
d —胀管前管孔的实际直径（mm）
43.胀管前，管端内部以及胀管器的胀珠和胀杆上，均应涂上润滑脂，必须注意不使油脂渗入胀接面间。

一般情况下，每胀过15～20个胀口，应将胀管器拆开放在煤油中洗净，仔细检查是否损坏或过度磨损。

44.胀管器放入管内时应保持胀杆正对管孔中心，操作时始终应保持正确的相对位置；胀杆转动应平稳而均匀，不得忽快忽慢，或对胀杆施加冲击力。

45.胀口内壁应平滑，无凹痕、擦伤、重皮和起皮等现象，否则应找出原因（例如胀管时润滑是否不良，管内的铁锈和铁渣是否未除洁净，或胀珠是否已磨损不平等），清除缺陷。

46.施工人员在锅炉上胀最初几根管子时应注意检查，观察胀管方法和所选用的胀管率是否恰当，必要时可对单根管子进行水压试验（图9）。

在胀管过程中，当对某个胀接端的严密度有怀疑时，可对该管子作单根水压试验。

47.胀管时应指定专人，认真记录每个管孔和管端的测量数据，作为质量鉴定和交工验收时计算胀管率的依据；测量计算胀管率所需的各数据时，测外径应使用内径千分尺，测内径应使用内径千分表。

求实际胀管率不一定对每个管头都进行计算，可选择其中若干典型者，一般计算数不得少于总数的10%。

48.胀管的操作方法，可采用一次胀管法，也可采用二次胀管法。

基准管排一般采用二次胀管法。

第四节一次胀管法图9 已胀接的单根管子试压示意图
1-施加压力；2-试压罩；3-橡皮垫；
4-上汽包；5-所胀管子
注：所加压力不应过大，一般不得超过试压罩内径面积乘以试验压力的2倍，并且压力应逐渐增加
49.使用一次胀管法时，操作人员可用下述三法中之一控制所需胀管扩大值：
1）控制胀杆相对于胀管器外壳的行进距离y1。

y1=1/k×p+x
y1—胀杆相对于胀管器外壳的行进距离；
k —胀杆的圆锥度（即胀杆两端直径差与长度之比值）；
p —所需扩大值
x —综合修正常数，此值在试胀时测定。

2）控制汽包壁外侧管子根部外径比胀管前管孔实际直径的增大值△d，此值在试胀，按所选用的胀管率测定（当有椭圆度时，应取其平均值）。

3）控制终端时胀杆对外壳的相对位置，即按所选胀管率算出d1，按d1即可定得胀杆相对与外壳的位置，再加一综合修正常数（在试胀时测定）。

注：本条所述的只是控制操作的方法，最后的质量鉴定和交工验收仍需以胀管率为依据，因此操作人员应经常注意检查操作结果是否符合允许的胀管率范围。

50.为控制翻边深度（即第41条所规定的1～2mm）可从下述方法中任择其一：
1）用钢管制的止推环（图10，a），其高度应使胀管器外壳凸缘碰住止推环时，胀口的翻边交线刚巧伸入汽包壁内1～2mm。

2）用片数不同厚度的钢板制成几个垫圈（图10，b），将不同数量的垫圈组合迭起，可得到不同的高度（每隔1mm一级）；胀管器放入前先量一下管端伸出长度，再配置适当高度的垫圈，使胀管器外壳凸缘碰住垫圈时，胀口的翻边交线刚巧伸入汽包壁内1～2mm。

图10 控制翻边深度方法示意图
a—用定长止推环；b—用可调节垫圈；1—胀管器外壳凸线
2—定长止推环；3—可调节垫圈；4—汽包壁；5—所胀管子
第四节二次胀管法
51.二次胀管法是把胀管分成固定胀管（初胀）及翻边胀管（复胀）二道工序完成。

固定胀管时，将管子与管孔间的间隙消灭后，再继续扩大0.2～0.3mm的超额固定值（此值应计入胀管率内）。

固定胀管以后，管子的扩大和翻边，应使用翻边胀管器作为一道工序同时进行，不得单独进行扩大或翻边。

52.翻边胀管时可采用“装置距离”的控制方法，其步骤如下：
1）装置距离y2就是胀管器外壳相对于汽包壁的行进距离，其所需的数值在试胀时确定；
2）预先作出两块样板，一块始胀样板和一块终胀样板（图11）；终胀样板中A的尺寸，应使胀口的翻边交线伸入汽包壁内1～2mm。

53.胀管扩大值的控制可参照采用第49条所规定的方法，也可用千分表测量管子胀接端增长数值的方法，此值在试胀时确定。

翻边深度的控制亦可用第50条所规定的方法，但采用止推环时，不得使用千分表测量胀接端增长值来控制胀管扩大值。

第五节补胀和换管
54.水压试验时漏水的胀接端，放水后应随即进行补胀。

补胀量应严格掌握，使总胀管率不超过
2.1%。

补胀漏水的胀接端时，必要时应对其临近的一些胀接端稍加补胀，以免受到影响而松弛。

55.补胀时应同时进行扩大和翻边。

56.补胀后的胀接端，如果胀管率已超过规定，而水压试验时仍漏水，则应割换。

57.割除不合格的胀接端时，必须注意不损伤管孔壁。

已割掉管头的管子，如果其本身没有缺陷，可焊上一段新的管头，按本规程前述规定再行胀接。

焊上去的新管头的长度，离汽包外壁和管子弯曲起点，均不得小于50mm。

第六章胀管质量的检验
第一节外观检查
58.管子胀后应无裂纹，如果发现有较浅的斑纹，可用修刮方法消除。

59.管端翻边喇叭口的边缘上，不得有裂纹，如果个别管子裂纹不长，可用机械方法将裂纹部分割去（不得用氧炔焰切割），切割后管端伸出长度不得低于5mm。

60.胀口内壁由圆柱部分转入翻边部分应有明显的翻边交线，但不得有切口和挤出现象。

61.胀口内壁大部分过渡到未胀大部分应均匀面平滑，不得有切口和沟槽（使用自进式胀管器时，允许有轻微的螺旋形痕迹）。

62.胀口不得有偏挤（单边）现象。

63.胀口不得有过胀现象，这样现象一般有：
1）胀大部分与未胀部分直径相差很大，从管内和管外均可看出显着的过渡部分。

2）管孔边缘被挤突出，产生局部的塑性变形。

3）管口沿纵向伸长，在汽包外形成沟环。

第二节水压试验
64.汽包、联箱、对流管、下降管、过热器、省煤器、给水阀、主汽阀、排污阀、水位表和压力表等均应进行水压试验。

安全阀应单独作水压试验，在锅炉水压试验时应用盲板隔开。

65.水压试验的压力按表7的规定执行。

66.水压试验前应作好下列工作：
1）拆去汽包的临时支架；
2）进行所试验部分的内部清理和表面检查；
3）由焊接检验人员检查焊口的质量；
4）检查管子有否堵塞；
5）装设校验过的压力表；
6）装设好排水管道和放空气阀。

1）环境温度高于+5℃时进行，不得已时必须采用防焊措施；
2）试验用水的温度，易高于环境温度，但最高不得超过60℃；
3）锅炉上水至最高点时，应检查有无漏水，并把内部空气排尽，然后进行升压；
4）升压后，压力上升每分钟不超过0.15Mpa；
5）当压力升至3～4个表大气压时，应进行一次检查，必要时可拧紧人孔、手孔和法兰等螺栓。

68.水压徐徐上升到试验压力后，保持20分钟，降到工作压力进行检查，降压速度不得过快，在检查时间内，应保持工作压力不降（略有下降时可补充加压），以达到下列标准：
1）水泵停止供压后，20分钟内（指在试验压力下）压力下降不超过0.05Mpa；
2）渗水和泪水（指不向下流的水珠）的胀口数之和，不超过总胀口数的3%；
3）泪水的胀口数不超过总胀口数的1%；
4）焊缝、法兰、阀门、人孔和手孔等处没有渗水、泪水现象。

69.外观检查和水压试验均已合格的胀接端，如果胀管率稍超过规定，经当地锅炉监察部门同意，可不必更换，但最大不超过0.8%。

70.水压试验后应将水全部放出，不得使锅炉内部留有积水。