第五节 不锈钢管道安装

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供安装的不锈钢阀门必须有出厂合格证。阀门铸造表面不应有粘砂、 缩孔以及锻件不应有裂纹,折迭、夹渣等降低强度和严密性的缺陷。 (二)法兰
不锈钢管道所用法兰,主要采用松套法兰和焊接法兰。法兰的选用是 依据管道输送介质的工作压力、工作温度以及管径而定。管口翻边松套法 兰适用于公称压力不超过 0.6MPa 的管道上;平焊焊环松套法兰适用于公 称压力不超过 2.5MPa 的管道上。焊接法兰中平焊法兰适用于公称压力不 超过 2.5MPa 的管道上;对焊法兰则用于公称压力大于 4.0MPa 的管道上。
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没有焊条残余、碎片或其它残余物。 经检查合格后,所有管口必须用金属或塑料的盖子进行封口,以防止
杂质和管口损坏。 预制管道按系统进行堆放,做好标记,不能重叠,防止管道的几何变
形。 管道预组装应方便运输和安装,组合件应有足够的刚度,否则应有临
时加固措施,必要时应标出吊装索具捆绑点的位置,不锈钢管应采用橡胶 专用吊索或尼龙绳。
第五节 不锈钢管道安装
一、概况
耐大气腐蚀的铬钢叫做不锈钢,这类钢包括铬钢和镍铬钢。工业上常
用的铬钢含碳在 0.14%以下,含铬约 18%,含镍≥8%,这种镍铬钢俗称
18-8 不锈钢。由于其用途较广。
18-8 不锈钢经过 1100~1200 淬火后,其金属组织是奥氏体,在常温
下它是无磁性的,可根据这种特性,与铬不锈钢相区别。这种不锈钢在淬
某些方面的应用。
2.将在危险区域内加热过的不锈钢或已发现有弱晶间腐蚀倾向的不
锈钢重新加热至 1150℃左右进行淬火,使析出的碳化物重新溶入固固溶体
内。
3.在合金中加入与碳作用的结合力比碳与铬结合力强的合金元素,例
如钛(Ti)、铌(Nb)、钽(Ta)等。这些元素的加入量应与含碳量有一定
的比例关系,例如加入钛不少于合金中含碳量的 4 倍,加入铌不少于含碳
供安装使用的不锈钢法兰和不锈钢焊环,应符合下列要求: (1)法兰和焊环的规格尺寸必须符合国家标准。并要提供其化学成分的 详细资料。 (2)法兰和焊环表面应光滑,不得有汽泡、裂纹、斑点、毛刺,以及其 他降低强度和连接可靠性的缺陷。 (3)法兰端面上连接螺栓的支承部位,应与法兰接合面平行,以保证法 兰连接时接合端面受力均匀。不锈钢焊接法兰应配不锈钢螺栓。 三、不锈钢管加工工艺 1.管子的切割
不锈钢管运输时应与碳素钢制品分开,在仓库内亦应分开堆放,严禁 碳素钢制品放在不锈钢管或其他不锈钢管制品上面,这主要是防止碳素钢 铁屑及铁锈落到不锈钢表面上,而形成局部腐蚀。 2.管件 (一)阀门
不锈钢管道上所采用的阀门,一般是用不锈钢材料制成的阀门,阀门 的构造与普通阀门基本相同。阀门种类的选用应根据所输送的介质性质、 工作压力和工作温度来选择。
在同时安装数种不同的不锈钢管子,切割的管子必须在管端打上钢 印,以便安装时辨认,防止材质搞错。 2.弯管的加工 (一)冷弯
小口径不锈钢管多采用冷弯,管子冷弯一般都在手动或电动弯管机上 进行。用于冷弯的不锈钢管子不得为负公差的管子。 (二)弯头
不锈钢的弯头分冲压弯和虾壳弯两种。冲压弯又分无缝和有缝(焊接) 两种。焊接弯头制作与碳素钢焊接弯头基本相同,但是不论哪种弯头所用 的不锈钢材质应与连接管段材质相同。用不锈钢管制作的虾壳弯其弯曲半 径一般不应小于管子外径的 1.5 倍。 (四)异径管及三通管的制作
1
Cr2O3的保护膜,因而在很多介质中具有很高的耐蚀性。镍铬钢在硝酸中, 当浓度不高于 95%和温度不超过 70℃时是稳定的,在硫酸和硝酸中镍铬
钢不稳定;在磷酸中只有当温度低于 100℃和浓度不高于 60%时才在苛性
碱中,除熔融的碱外,镍铬钢是稳定的;在碱金属和碱涂金属的氧化物溶
液中,即使当沸腾时,镍铬钢也是稳定的,硫化氢、氧化碳、常温下的氯、
175 194
6
27.99
200 219
6
31.99
225 245
7
41.35
供安装的不锈钢管,必须具有出厂合格证、化学成分与机械性能等方 面资料。钢铁厂生产出来的不锈钢管必须经过热处理,并进行晶间腐蚀试 验,否则不能安装。
不锈钢管子内表面应光滑,外表面不应有裂缝、重皮和超过标准厚度 8 %负偏差的机械损伤(撞击伤、严重划痕、刮伤)等缺陷。
等径三通坡口时主管上的开口内径等于支管内径,支管全部坡口,坡 口角度角焊处为 45°,对焊处为 30°~35°,角焊与对焊处中间坡口角 度应均匀过渡,主管不全坡口,角焊处不坡口,在向对焊处伸展的中点开 始坡口,至对焊处为 30°,坡口钝边均为 1~1.5mm,支管与主管对口间 距 1~1.5mm。 四、不锈钢管道的安装 1.安装要点 (1)材料堆放
火状态下塑性很好,适宜各种冷加工塑性变形,但加工时对加工硬化很敏
感。其切削加工性能不好,切削时感到又粘又硬,刀具容易磨损。18-8 不
锈钢具有一定的耐热性,能在较高温度下不起氧化皮和保持较高的强度。
常用的 18-8 不锈钢的化学成分和机械性能见表 5-1 和表 5-2。
常用镍铬不锈钢的化学成分
表 5-1
不锈钢管道堆放应与碳钢管道分开,宜设立专用不锈钢管道堆场,一 般情况下大口径管道可露天堆放,下垫道木;小口径管道室内存放。
不锈钢管道的装车卸车索具应采用尼龙吊带,严禁使用钢丝绳。 经检验后,合格品及不合格品进行挂牌登记,不合格材料按照公司有 关规定进行处理。 (2)管道预制 不锈钢管道宜进行工厂化预制,预制时应与碳钢管道分开。 小口径不锈钢管宜采用砂轮切割机切割,大口径不锈钢管道宜采用等 离子机切割,厚壁不锈钢管道宜采用机床切削;修磨管口使用专用砂轮片, 管道组对不得使用铁质工夹具。 不锈钢管道的焊接采用氩弧焊封底手工焊盖面,管腔内充氩保护,当 设计要求管道不得使用液体进行试压试验时,管内冲氩封堵严禁使用可溶 纸。对于口径较小的不锈钢管,也可直接用氩弧焊封底和盖面。 不锈钢管道焊接时,不允许在焊口外的基体金属上引弧和熄弧,熄弧 或更换焊条时,应在弧坑前方约20mm-25mm处引弧,然后再将电弧返回弧 坑,同时注意焊接盖面在上一段焊缝10mm-15mm处开始。 为了防止焊接时飞溅物等落在管材上,焊接前应在焊口周围用阻燃 带,白垩粉和石棉橡胶板进行保护,防止飞溅物落上管子上。 不锈钢焊接后,首先要除去溶渣和焊缝附近的污垢,然后进行纯化处 理。 (3)预制件的堆放保护 预制加工好的管道,在运输至现场之前,应用适当的方法清洁管道的 内、外表面,以确保管道外表面没有氧化皮、污垢、焊渣、焊剂,管道内
量的 9 倍,这些元素才能起显著良好的效果。
由于 18-8 不锈钢具有强度高、耐蚀性好、可焊性好,因而用于制造管
子、槽、塔、阀门和反应釜等。不锈钢管道正在被广泛地应用于化工、石
油、食品、轻工等工业中。
二、管材及管件
1.管材
不锈钢管有无缝管和焊接管两种,焊接管规格 D6×0.3~D560×14mm,
技术条件见《流体输送用不锈钢焊接钢管》(GBBiblioteka Baidu2771-91),无缝管分热轧
不锈钢具有较高的硬度和耐磨性,并且容易产生加工冷硬性,因此不 锈钢管开三通工作较为困难,一般用三通专用开孔机、钻床、铣床、镗床 进行加工。如果是小口径正三通也可以用手锯开孔。
用钻床开孔时,如孔径较小应根据划线一次钻好,孔径很大时,可按 孔径轮廓先钻出若干 8~12mm 的小孔,用锋钢凿凿去残留部分,然后用角

冷却 剂 水 水 水 水 水
机械
抗拉强 屈服点 度(MPa) (MPa) 490.5 196.2 539.55 196.2 568.98 215.82 539.55 196.2 539.55 196.2
性能
伸长率 收缩率
(%) (%)
45
60
45
50
40
55
40
55
40
50
铬不锈钢由于含有大量的铬,使合金易于钝化,钢件表面形成致密的
300℃以下的二氧化硫、氮的氧化物等对镍铬钢均无破坏性。
18-8 不锈钢的最大缺点是当将其加热至 1100℃以后缓慢冷却或在
450~850℃下长期加热时,铬的碳化物自固溶体中沿晶粒边界析出,从而
使它的耐腐蚀性和机械性能大大降低,不锈钢在这种情况下与介质作用而
产生的腐蚀就叫晶间腐蚀。
由于晶间腐蚀很快会扩散到金属的晶体内,而使之在短期内毁坏,所
17-19 17-19 17-19 17-19 17~20
8~ 11 8~ 11 8~ 11
0.4~ 0.6 -
8×c %

9~
0.10
13
注:表中各种钢含磷量小于 0.035%,含硫量小于 0.03%。
常用镍铬不锈钢的机械性能
表 5-2
热处 钢 号 淬火温度
(℃) 0Cr18Ni9 1080-1130 1Cr18Ni9 1100-1150 2 Cr18Ni9 1100-1150 1Cr18Ni9Ti 1100-1150 Cr18NillNb 1100-1150
以这种形式的腐蚀对于输送腐蚀性强的介质的管道特别危险。
影响不锈钢产生晶间腐蚀的因素除了加热温度和加热时间外,与合金
内部含碳量多少、晶粒大小,受到的残余应力的大小都有关系,为了防止
不锈钢的晶间腐蚀,可采用下列措施:
1.尽可能采用含碳量低的不锈钢,于 0.04%的不锈钢不易受晶间腐
蚀,但获得含碳量低的不锈钢较为困难,另外由于含碳量低也影响了它在
3
18-8 不锈钢具有较高的韧性和耐磨性,硬度较大,并且在切削的地方 容易产生冷硬的倾向,这就使不锈钢管子的切割与碳素钢管子切割有所不 同。
对于不锈钢管的切割,可采用手锯、砂轮切割机、锯床及等离子切割 机。手锯及锯床的锯条要采用耐磨的锋钢锯条,如用一般高碳钢锯条,不 但速度慢,而且锯条耗损量也很大。
用车床切割时,所使用的车刀应用高速钢或硬质合金材料制成,切割 速度不宜太块,一般应保持在 10~12 米/秒之内,切割处用冷却液进行冷 却。
不锈钢管的切割用砂轮切管机效果较好,速度快,但要做好安全防护 措施,以防砂轮片碎裂时伤人。用这种机械切割的管口有毛刺,要做毛刺 消除工作。
不锈钢管子的切割绝对禁止用氧-乙炔焰进行切割,因为这样会在切 口处产生一种难熔的氧化铬,所以难以切割。
2
10 15 20 25 32 40 50 65
14 18 25 32 38 45 57 76
3 3 3 3.5 3.5 3.5 3.5 4
0.82 1.12 1.64 2.74 3.00 3.60 4.65 7.15
80
89
4
8.45
100 108
4
10.03
125 133
4
12.81
150 159 4.5 17.30
4
向砂轮机或锉刀等去掉毛刺并用角向砂轮机磨光并坡口。 在钻孔时,由于不锈钢较硬,并且加工时有冷硬倾向,所以钻头应选
用锋钢钻头,钻孔处打样冲不应用力过大,钻孔时注意不使钻头空转或沿 金属表面滑动,钻床的钻削速度不宜过快。 (2) 焊制三通的坡口
异径三通坡口的主管不坡口,支管坡口角度为 50°~65°(其中在角 焊处为 50°~55°),钝边 1~1.5mm,对口时支管与主管间距 1~1.5mm, 主管开口内径等于支管内径。
在预制件运输过程中不锈钢管道和碳钢管道不得混装,不锈钢管道运 输时车厢内应设有木质托架,以避免直接与车体接触形成渗碳。 (4)管道安装
管和冷拔管两种,热轧管规格 D54×4.53~D480×15mm,冷拔管规格 D6×
0.5~D200×21mm,技术条件见《不锈钢无缝钢管》(GB2270-80),常用不
锈钢管规格见表 5-3。
不锈钢无缝钢管常用规格表
表 5-3
公称直 外径 壁 理论重量 公称直 外径 壁 理论重量
径(mm) (mm) 厚(mm) (kg/m) 径(mm) (mm) 厚(mm) (kg/m)
A.异径管制作 不锈钢异径管不允许摔制,因为这样作会使不锈钢长期在 450~850
℃之间的加热,制成的异径管就要产生晶间腐蚀。 无缝异径管是用无缝不锈钢管加热后在压模中压制而成的。口径较大
的不锈钢异径管也可以用不锈钢板卷制,卷制成的异径管长度应不小于大 管径与小管径之差的 2.5 倍。 B.三通管制作 (1) 开孔
钢号
化 学 成 分 (%)
C
Si Mn Cr Ni Ti Nb
0Cr18Ni9

8~
1Cr18Ni9
0.8
11
1Cr18Ni9Ti 2 Cr18Ni9 Cr18NillNb
≤0.06 ≤0.14 ≤0.12 0.15~
0.24 ≤0.10
≤ 0.8 ≤ 0.8 ≤ 0.8
<2.0 <2.0 <2.0 <0.2 <0.2
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