第三篇給排水設(shè)備的制作與安裝133第13章給水排水設(shè)備的制作

為水工業(yè)服務(wù)的水工業(yè)制造業(yè)，世界年產(chǎn)值數(shù)千億美元，并呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)。環(huán)保貿(mào)易將進(jìn)人世界十大貿(mào)易領(lǐng)域之列，而水工業(yè)制造業(yè)在環(huán)保制造業(yè)中所占份額高達(dá)60％。在水工業(yè)制造業(yè)中。屬凈水用設(shè)備有：壓濾器、除鐵、除錳、除氟設(shè)備、一體化凈水設(shè)備等，屬污水處理用設(shè)備有：小型電鍍廢水處理設(shè)備、整體式生活污水處理設(shè)備、海水淡化設(shè)備等。在施工現(xiàn)場(chǎng)，常常根據(jù)需要加工管道及其零件，如大口徑卷焊鋼管、供水鋼筋混凝土管連接用鋼制三通、四通、異徑管等；還有一些小型設(shè)備如鋼板水箱等，也在現(xiàn)場(chǎng)制作。

各種管道、零件及設(shè)備的制作材料有金屬和非金屬兩類。大多采用金屬材料，最常用的為碳鋼，也叫碳素鋼。其它的金屬材料有低合金鋼、不銹鋼等。常用的非金屬材料有熱塑性塑料。其它的非金屬材料有熱固性塑料、玻璃鋼、耐蝕混凝土等。金屬管道及設(shè)備的成型一般采取焊接。非金屬管道及容器一般采取模壓成型、焊接、粘接。13.1概述

隨著水工業(yè)的發(fā)展，給水排水工程設(shè)備的種類越來(lái)越多，除通用設(shè)備（通用機(jī)械）外，有很多是屬于給水排水工程專用設(shè)備。設(shè)備的安裝，必須嚴(yán)格按該設(shè)備安裝工藝及要求進(jìn)行，否則將影響整個(gè)水處理工藝，嚴(yán)重時(shí)可使整個(gè)水處理系統(tǒng)癱瘓。

曝氣設(shè)備安裝時(shí)，如曝氣頭或穿孔管安裝不水平，在同一水池中，會(huì)出現(xiàn)有的地方充氧過(guò)多而有的地方充氧不足，影響生化處理效果；又如水處理填料的安裝，填料安裝過(guò)疏或過(guò)密均不符合工藝要求。因此，應(yīng)十分重視設(shè)備的安裝。

壓輸送鋼管一般采用鋼板卷制的卷焊鋼管，現(xiàn)場(chǎng)制作的為直縫卷焊鋼管，螺旋縫卷焊鋼管一般在加大工廠用帶形鋼板制造。卷焊鋼管單節(jié)管長(zhǎng)一般為6～8m。管線中各種零件也用鋼板卷制拼裝焊接成型。13.2碳鋼管道與設(shè)備制作

碳鋼容器按外型分為圓形、矩形、錐形等，以圓形和矩形最普遍；按密閉形式分為敞口和封閉兩類；按容器直徑低內(nèi)的壓力分為有壓和無(wú)壓兩類。有壓容器按耐壓高低，分為低壓(0．5MPa以下)、中壓和高壓(0．5MPa以上)容器。施工現(xiàn)場(chǎng)制作的碳鋼容器一般為無(wú)壓或低壓容器。中、高壓碳鋼容器通常在容器制造廠生產(chǎn)。矩形碳鋼容器一般由上底、下底和壁板3部分組成，下料、焊接比較容易。圓形碳鋼容器一般由罐身、封頭和罐頂3部分組成。其制作方法為：先分別制作罐身、封頭、罐底和接管法蘭，然后將各部分焊接成型。制作用鋼材應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)范要求。

(1)管子和罐身的下料與成型管子和罐身下料前，必須要在鋼板上劃線。劃線是確定管子、罐身和零件在鋼板上被切割或被加工的外形，內(nèi)部切口的位置，罐身上開(kāi)孔的位置，卷邊的尺寸，彎曲的部位，機(jī)械切削或其它加工的界限。劃線時(shí)，要考慮切割與機(jī)械加工的余量。管節(jié)、罐身劃線時(shí)還要留出焊接接頭所需的焊接余量。1．下料成型

制作管子和罐身，有用一塊鋼板卷成整圓的管子和罐身；也有卷成弧片，再由若干弧片拼焊成圓。卷成整圓的鋼板寬度B的計(jì)算式為：

B=π(D+d)(13一1)式中

劃線可在工作平臺(tái)或平坦地面上進(jìn)行。根據(jù)需要，也可在罐身或其它表面進(jìn)行。一般是在鋼板邊緣劃出基準(zhǔn)線，然后從此線開(kāi)始按設(shè)計(jì)尺寸逐漸劃線。零件也應(yīng)按平面展開(kāi)圖劃線。為提高劃線速度，對(duì)于小批量、同規(guī)格的管子或罐身可以采取在油氈或厚紙板上劃線，剪成樣板，再用此樣板在鋼板上劃線。管子與罐身制作質(zhì)量要求應(yīng)符合設(shè)計(jì)或有關(guān)規(guī)范規(guī)定。

由若干弧片成圓，并采用X形焊縫的鋼板寬度B`為：D---管子或罐身的內(nèi)徑(mm)；d---鋼板厚度(mm)。(13一2)式中B—卷成管子或罐身鋼板寬度(mm)；n—卷成管子或罐身的弧片數(shù)。

鋼板毛料采用各種剪切機(jī)、切割機(jī)剪裁。但在施工現(xiàn)場(chǎng)，多采用氧-乙炔氣切割。氧-乙炔氣割面不平整，還需用砂輪機(jī)或風(fēng)在卷圓前，應(yīng)根據(jù)壁厚進(jìn)行焊縫坡口的加工。

毛料一般采用三輥對(duì)稱式卷板機(jī)滾彎成圓(圖13-1)。滾彎后的曲度取決于滾軸的相對(duì)位置、毛料的厚度和機(jī)械的性能。滾彎前，應(yīng)調(diào)整滾軸之間的相對(duì)距離H和B(圖13-2)，但H值比B值容易調(diào)整，因此都以調(diào)整H來(lái)滿足毛料滾彎的要求。滾軸直徑，毛料厚度和卷圓直徑之間，可按圖13-2所示，求出H值。但由于材料的回彈量難以精確確定，因此，在實(shí)際卷圓中，都采用經(jīng)驗(yàn)方法，逐次試滾調(diào)整H值,以達(dá)到所要求的卷圓半徑。毛料也可在四輥卷板機(jī)上卷圓。剪切機(jī)三輥卷板機(jī)

圖13—1三軸卷板機(jī)示意

圖13-2滾彎各項(xiàng)參數(shù)示意

在三輥卷板機(jī)上卷圓，首尾兩處滾不到而產(chǎn)生直線段。因此可采取弧形墊板消除直線段(圖13-3)。四輥卷板機(jī)卷圓時(shí)，毛料首尾兩段都能滾到，不存在直線段的問(wèn)題。毛料卷圓后，可用弧形樣板檢查橢圓度。如圖13-4所示。圖13—3墊板消除直線段圖13一4弧形樣板檢查橢圓度

1一拼件2一樣板3一接觸面三輥卷板機(jī)

橢圓度校正方法是在卷板機(jī)上再滾彎若干次，也可在弧度誤差處用氧一乙炔氣割槍加熱校正。三輥機(jī)上輥和四輥機(jī)側(cè)傾斜安裝后還可卷制大小頭等錐形零件，但輥筒傾角均不大于10°~12°。大直徑管子或罐身卷圓后堆放及焊接時(shí)，為了防止變形，保證質(zhì)量，可采取如圖13-5所示的米字形活動(dòng)支撐固定，還可校正弧度誤差。

圖13-5米字形支撐l一箱形梁2一管套3一螺旋千斤頂4一弧形襯板5一鋼管(2)封頭制作給水排水容器的封頭，常見(jiàn)的有碟形和橢圓形，如圖13-6所示。也有半圓形、錐形和平形。一般情況下，直徑不大于500mm時(shí)采用平封頭。

平封頭可在現(xiàn)場(chǎng)采取氧-乙炔氣割得到；但非平封頭則需委托容器制造廠加工。容器制造廠制造封頭常采取熱壓成型。即采用胎具，平板毛料加熱至700～1200℃，在不小于1000噸位的油壓或水壓壓力機(jī)下壓制成型。

現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行封頭和罐身拼接時(shí)，兩者直徑誤差不應(yīng)超過(guò)±1.5mm，如圖13-7所示。

圖13-7封頭和罐身拼接允許誤差圖13-6封頭（碟形）

搭接接頭的搭接長(zhǎng)度，一般為3～5倍的焊件厚度(圖13-8)，用于焊接厚度12mm以下的焊件，采用雙面焊縫。管零件的焊接常采用T形接頭(圖13-9)。這種接頭的焊縫強(qiáng)度高，裝配和加工方法簡(jiǎn)單。圖13-8搭接接頭焊縫

圖13-9T形接頭

罐腳采用鋼管，三只罐腳呈120℃焊于罐底。容器的法蘭接管口、窺視孔、罐底泄空口等，均可按有關(guān)規(guī)范制作。

(1)焊條電弧焊焊條電弧焊的電焊機(jī)分交流和直流兩種，施工現(xiàn)場(chǎng)多采用交流電焊機(jī)。2．碳鋼管道與容器的焊接

焊接的方法有手工電弧焊、手工氬弧焊、自動(dòng)埋弧焊和接觸焊等。施工現(xiàn)場(chǎng)常采取手工電弧焊和氣焊。1)焊接接頭形式根據(jù)焊件連接的位置不同，焊接接頭分為對(duì)接接頭、搭接接頭、T形接頭和角式接頭。鋼管的焊接采取對(duì)接接頭。焊縫強(qiáng)度不應(yīng)低于母材的強(qiáng)度，需有足夠的焊接面積，并在焊件的厚度方向上焊透。因此，應(yīng)根據(jù)焊件的不同厚度，選用不同的坡口形式。

對(duì)接接頭焊縫有平口、V形坡口、X形坡口、單U形坡口和雙U形坡口等，如圖11-10所示。焊接厚度≤6mm，采取不開(kāi)坡口的平接。大于6mm，采用V形或X形坡口。當(dāng)焊件厚度相等時(shí)，X形坡口的焊著金屬約為V形坡口的1/2，焊件變形及產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也較小。單U形和雙U形坡口的焊著金屬較V形和X形坡口都小，但坡口加工困難。

搭接接頭的搭接長(zhǎng)度，一般為3～5倍的焊件厚度(圖11-9)，用于焊接厚度12mm以下的焊件，采用雙面焊縫。管零件的焊接常采用T形接頭(圖11-10)。這種接頭的焊縫強(qiáng)度高，裝配和加工方法簡(jiǎn)單。

容器拼裝焊接常采用角式接頭(圖11一11)。圖13-10對(duì)接接頭a)Ⅰ形坡口b)V形坡口C）X形坡口d)單U形坡口e)雙U形坡口圖13-11搭接接頭焊縫

開(kāi)坡口方法有下列幾種：①氣割坡口在施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于較厚的焊件，采用氣割坡口，但須用砂輪機(jī)或風(fēng)鏟修整不平整處；②手提砂輪機(jī)坡口；③風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)的扁鏟坡口；④成批定型坡口在加工廠用專用機(jī)床加工。2)焊縫形式和焊接方法焊縫形式有平焊、橫焊、立焊、仰焊，如圖13-12所示。平焊操作方便，焊接質(zhì)量易保證。橫焊、立焊、仰焊操作困難，焊接質(zhì)量較難保證。因此，凡是有條件采用平焊的，都應(yīng)采用平焊接法。

圖13-12焊縫形式a)平焊縫b)立焊縫c)橫焊縫d)仰焊縫3)焊接應(yīng)力與變形管道或容器拼裝焊接時(shí)，焊件上溫度分布極不均勻，使金屬的熱脹冷縮表現(xiàn)為焊件扭曲、起翹，產(chǎn)生變形。焊接完畢，焊接金屬在冷卻時(shí)收縮，但附近的金屬阻止其收縮，導(dǎo)致在焊縫處產(chǎn)生應(yīng)力和變形。這種應(yīng)力超過(guò)一定值時(shí)，焊縫金屬產(chǎn)生裂縫。焊接溫度越高或者連續(xù)焊接長(zhǎng)度越長(zhǎng)，焊接應(yīng)力就越大。

防止焊接應(yīng)力過(guò)大的方法，一是合理地設(shè)計(jì)焊縫的位置；二是從工藝上減少焊接應(yīng)力。分段焊接法可減少金屬變形。這是因?yàn)楹附娱L(zhǎng)度較短時(shí)，金屬的升溫和冷卻都較快，產(chǎn)生的變形也較小。分段焊接法是一種常用的焊接法，如鋼管焊接時(shí)，常將管口周長(zhǎng)分成三至四段或更多段進(jìn)行焊接，分段數(shù)隨管徑增大而增加。大面積的容器底板的焊接順序如圖13-13所示。圓筒體或管接口采取同時(shí)對(duì)稱焊接也可減少焊接應(yīng)力，如圖13-14所示。圖13-13大面積容器底板焊接順序圖13-14同時(shí)對(duì)稱焊接

反變形焊接法是減少焊接應(yīng)力和變形的常用方法。即在焊接前，焊件按相反的變形進(jìn)行拼裝，焊后焊接應(yīng)力互相抵消，從而達(dá)到減少變形的目的?？推髦圃鞆S常采取焊件退火的應(yīng)力消除法。退火溫度為500～600℃。退火時(shí)金屬具有很大的塑性，焊接應(yīng)力在塑性變形后完全消失。4)焊接缺陷及其檢查方法焊縫外觀缺陷主要有：焊縫尺寸不符合設(shè)計(jì)要求，咬邊；焊瘤；弧坑；焊疤；焊縫裂縫；焊穿等；內(nèi)部缺陷有:沒(méi)焊透、夾渣、氣孔、裂紋等。焊接缺陷如圖13-15所示。

圖13-15焊接缺陷a)咬邊b)焊瘤C)弧坑d)焊縫下削e)焊縫鼓凸

焊接質(zhì)量檢查方法有：外觀檢查、嚴(yán)密性檢查、x或γ射線檢查和超聲波檢查等。外觀缺陷用肉眼或借助放大鏡進(jìn)行檢查。在給水排水工程中，焊縫嚴(yán)密性檢查是主要的檢查項(xiàng)目。檢查方法主要為水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)。對(duì)于無(wú)壓容器，可只作滿水試驗(yàn)。即將容器滿水至設(shè)計(jì)高度，焊縫無(wú)滲漏為合格。

水壓試驗(yàn)是按容器工作狀態(tài)檢查，因此是基本的檢查內(nèi)容。

水壓試驗(yàn)壓力：當(dāng)工作壓力小于0．5MPa時(shí)，為工作壓力的1．5倍，但不得小于0．2MPa；當(dāng)工作壓力大于0．5MPa時(shí)，為工作壓力的1．25倍，但不得小于工作壓力加0．3MPa壓力。容器在試驗(yàn)壓力負(fù)荷下持續(xù)5min，然后將壓力降至工作壓力，并在保持工作壓力的情況下。對(duì)焊縫進(jìn)行檢查。若焊縫無(wú)破裂、不滲水、沒(méi)有殘余變形，則認(rèn)為水壓試驗(yàn)合格。X射線檢查需用X光發(fā)射機(jī)，常在室內(nèi)使用。γ射線檢查需用γ射線發(fā)射機(jī)，具有操作簡(jiǎn)單、射線強(qiáng)度較小、攜帶方便和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛使用。

焊縫射線檢查分兩種方式，一種是所有焊縫都檢查，另一種是焊縫抽樣檢查。抽樣數(shù)目按設(shè)計(jì)規(guī)定或有關(guān)規(guī)范。

（2）氧-乙炔氣焊氧-乙炔氣焊簡(jiǎn)稱氣焊，是利用乙炔氣和氧氣混合燃燒后產(chǎn)生3100～3300℃的高溫，將兩焊接接縫處的基本金屬熔化，形成熔池進(jìn)行焊接，或在形成熔池后，向熔池內(nèi)充填熔化焊絲進(jìn)行焊接。由于這種焊接方法散熱快、熱量不集中，焊接溫度不高，遠(yuǎn)不及電焊使用普遍。一般僅用于6mm以下薄鋼板、DN40mm以下鋼管焊接，或用于切割金屬材料，也可以用于焊接有色金屬管道及容器。氣焊操作要點(diǎn)和安全技術(shù)

焊接火焰是一種熱源，用于加熱、熔化焊件和填充金屬并實(shí)行焊接作業(yè)?；鹧娴恼{(diào)節(jié)十分重要，它直接影響到焊接質(zhì)量和焊接效率。圖13-16氣焊的火焰a)中性焰b)氧化焰c)碳化焰焰心；2-內(nèi)焰；3-外焰

火焰可分為中性(正常)焰、可氧(氧化)焰、和過(guò)炔焰3種,如圖13-16所示。不同的火焰有不同的火焰外形、化學(xué)性能和溫度分布。中性焰的氧與乙炔的比值為1：1.2，它有3個(gè)不同的區(qū)域，即焰芯、內(nèi)焰和外焰。焰芯呈尖錐形，色白而明亮，輪廓清楚；內(nèi)焰呈藍(lán)白色，杏核形；外焰就是最外層的火焰。它是一氧化碳和氫氣與大氣中的氧完全燃燒后生成的二氧化碳和水蒸汽，具有氧化性。

氣焊火焰內(nèi)，正常焰時(shí)溫度相差很大，焰芯頂端高達(dá)3500℃，外焰末端一般為1000℃。在焊接中，依靠改變焊嘴與焊件的距離和夾角，以控制焊接的溫度。正常焰焰芯末端離工件2～4mm，并且焊嘴垂直于工件時(shí)所得溫度最高，反之加大焰與工件的距離或減小焊嘴的夾角,所得溫度則低。

中性焰適宜焊接黑色金屬，也可焊接低合金鋼和有色金屬。氣焊操作可分為焊接方向從右向左的右焊法和焊接方向以左向右的左焊法。左焊法操作方便，易于掌握，是初焊者常用的方法。起焊時(shí)，由于剛開(kāi)始加熱，工作溫度一時(shí)上不去，焊槍傾角要大，并使焊槍在起焊點(diǎn)往復(fù)移動(dòng)，使該處加熱均勻；如兩焊件厚度不同，則火焰可稍微偏向厚工件一側(cè)，這樣才能保證兩側(cè)溫度平衡，熔化一致。當(dāng)起焊點(diǎn)形成清晰的熔池時(shí)，即可添加表面無(wú)油污、除銹斑的焊絲，并保持速度均勻地向前移動(dòng)。11.3塑料給水排水設(shè)備制作

碳鋼設(shè)備制作方便、強(qiáng)度高、造價(jià)低，但不耐腐蝕。采用耐蝕金屬材料(如不銹鋼、銅)制造設(shè)備又存在價(jià)格昂貴、加工困難的問(wèn)題。采用非金屬材料制作設(shè)備，具有易加工、造價(jià)低、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。制作給水排水設(shè)備的非金屬材料主要有熱塑性塑料、玻璃鋼、耐蝕混凝土。熱塑性塑料常常是制作給水排水設(shè)備的非金屬材料。

在施工現(xiàn)場(chǎng)制作給排水設(shè)備的塑料有硬聚氯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯等。這些塑料均屬熱塑性塑料，其主要成分為聚合類樹(shù)脂。幾種主要熱塑性塑性的物理、機(jī)械性能如表11-1所列。表13-1熱塑性塑料物理、機(jī)械性能40.0～70.0≥30.0>20.030.0-39.010.0～24.035.0～50.0MPa

抗拉強(qiáng)度15～254860～150>200200～45020～40%伸長(zhǎng)率1.42～1.431.05～1.070.9～0.96O.9～0.911.1～1.351.35～1.45相對(duì)密度聚甲醛聚苯乙烯聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯硬聚氯乙烯單位性能指標(biāo)(1)硬聚氯乙烯塑性性能及其加工硬聚氯乙烯塑料的工作溫度一般為-10～50℃。無(wú)荷載使用溫度可達(dá)80～90℃。在80℃以下，呈彈性變形；超過(guò)80℃，呈高彈性狀態(tài)。至180℃，呈粘性流動(dòng)狀。熱塑加壓成型溫度為80～165℃

，板材的壓制溫度是165～175℃。在220℃塑料氣化，而在-30℃呈脆性。硬聚氯乙烯塑料線膨脹系數(shù)為（6～8）10-5/℃

，是碳鋼的5～6倍，因此熱脹冷縮現(xiàn)象非常顯著。

硬聚氯乙烯塑料在日照、高溫環(huán)境中極易老化。塑料的老化表現(xiàn)為變色、發(fā)軟、變粘、變脆、粉化、龜裂、長(zhǎng)霉，以及物理、化學(xué)、機(jī)械和介電性能明顯下降。為防止塑料設(shè)備老化，在使用過(guò)程中應(yīng)盡量避免能使其老化的條件存在，。此外，根據(jù)塑料的使用條件，選擇加入適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑和防老劑的塑料作為制造設(shè)備的材料，同樣可延緩塑料設(shè)備的老化。硬聚氯乙烯在熱塑范圍內(nèi)，溫度愈高，塑性愈好。但加熱到板材壓制溫度時(shí)，塑料分層。因此，成型加熱溫度應(yīng)控制在120～130℃。硬聚氯乙烯板、管的機(jī)械加工性能優(yōu)良，可采用木工、鉗工、機(jī)工工具和專用塑料割刀進(jìn)行鋸、割、刨、削、鑿、鉆等加工。但是加工速度應(yīng)控制,以防因高速加工而急劇升溫，使其軟化、分解。(2)硬聚氯乙烯設(shè)備成型硬聚氯乙烯塑料板下料劃線與碳鋼設(shè)備相同，但應(yīng)根據(jù)塑料性能預(yù)留冷收縮量和成型后再加工的余量。

硬聚氯乙烯設(shè)備成型加熱，應(yīng)在電熱烘箱或氣熱烘箱內(nèi)進(jìn)行。彎管、擴(kuò)口等小件也可采用蒸汽、電熱、甘油浴和明火加熱，加熱溫度和加熱時(shí)間根據(jù)試驗(yàn)確定。板材加熱后需在胎模內(nèi)成型。由于木材傳熱系數(shù)低。因此常采用木胎模。塑料木胎模成型如圖11-17所示。如果罐身是用弧形板拼裝接成的，各種弧形板用陰、陽(yáng)模或陽(yáng)、陰模成型，如圖13-18所示。圖13-17塑料木胎模成型圖13-18塑料弧形板成型

容器的封頭，根據(jù)其尺寸和徑深比，或用單板料成型，或分塊組對(duì)拼接。單塊板料成型模型如圖13-19所示。板料劃線下料所留加工余量不宜過(guò)大，以免產(chǎn)生壓制疊皺。分塊壓制拼焊的大封頭(如圖13-20所示)，拼制尺寸誤差可用噴燈局部加熱矯形修正。圖11-19單塊板料封頭成型模型圖13—20拼接封頭分塊成型噴燈(3)硬聚氯乙烯管、板焊接與坡口塑料焊接是大多數(shù)熱塑性塑料最常用的加工方法。當(dāng)被焊物件受到焊槍噴出的熱空氣加熱至一定溫度時(shí)，焊條和焊件表面就表現(xiàn)為塑性流動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)在焊條上施加一定的壓力，就可將焊件焊接牢固。塑料管的連接，管件制作和塑料設(shè)備的制作等常采用焊接。

圖13-21熱風(fēng)焊槍

1一槍嘴2一連接罩3一連接口4一鋼管5一把手6一電熱絲

7一絕緣體8一焊嘴9一壓縮空氣管

1)焊接設(shè)備和焊條熱風(fēng)焊槍是塑料焊接的專用工具，由電熱絲、風(fēng)管(鋼管)、焊嘴等組成，如圖13-21所示。塑料焊接溫度為190～220℃。熱風(fēng)焊槍

塑料焊接時(shí)，空氣由熱風(fēng)系統(tǒng)(圖11-22)送至焊槍內(nèi)電阻絲,加熱后由焊嘴噴射至焊件和焊條上。焊嘴的最佳熱風(fēng)溫度為210～240℃。焊接所用焊條由硬聚氯乙烯樹(shù)脂制成。焊接用的焊條粗細(xì)應(yīng)根據(jù)被焊材料來(lái)確定，但不宜使用直徑大于4mm的單焊條進(jìn)行焊接。焊條過(guò)粗，焊槍噴出的熱空氣流在短時(shí)間內(nèi)不能使焊條內(nèi)外均勻受熱，所以焊接后焊條內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，從而引起收縮和龜裂，采用雙焊條(8字形焊條)則可避免上述情況。采用雙焊條還具有下述優(yōu)點(diǎn)：①可以減少加熱次數(shù)，從而減少由于熱應(yīng)力引起的強(qiáng)度降低；②雙焊條的焊接工藝易掌握，焊縫表面波動(dòng)少，排列整齊，焊縫緊密、強(qiáng)度高，速度快。③在焊縫根部應(yīng)采用細(xì)的(2mm)單焊條，以保證焊條熔化填滿焊縫間隙。

2)塑料焊接坡口和焊接要求。塑料管、板焊接時(shí)，一般要求坡口。常用的坡口形式有兩種；一是V形坡口，用于薄管壁或薄板；二是X形坡口，用于厚管壁或厚板。塑料焊接的搭接及焊縫形式如圖11-23所示。圖13-22熱風(fēng)系統(tǒng)1--壓縮空氣機(jī)2--濾清器3--穩(wěn)壓器4--刀閘

5--漏電自動(dòng)切斷器6--調(diào)壓器;7--焊槍

圖13-23塑料板焊接的搭接及焊縫形式X型焊縫為兩面焊接(雙面焊)，熱應(yīng)力分布比較均勻，強(qiáng)度較高；并且焊接同樣厚度的材料，X型焊縫所需的焊條比V型焊縫少。因此，在工藝允許的條件下，應(yīng)盡可能采用X型焊縫。

焊接時(shí)，焊條垂直于焊縫表面。如果角度大于90°，則部分分力會(huì)使焊條拉伸，在再加熱過(guò)程中，就會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，甚至斷裂，影響焊接強(qiáng)度。有時(shí)為了適應(yīng)各種施工條件，手工焊接時(shí)角度可適當(dāng)改變，但不宜大于100°

。當(dāng)角度小于90°時(shí)，由于焊條過(guò)于靠近焊槍，焊條易被加熱伸長(zhǎng)，造成焊條分段同時(shí)軟化，在所施壓力的分力下易使焊條在焊縫中形成波紋，從而降低焊接強(qiáng)度，也容易造成滲漏。焊條位置如圖13-24所示。

圖13-24焊條位置1--焊條2--焊件3--波紋

焊接終了時(shí)，焊條應(yīng)堆出坡口端面10mm左右，焊完全后再切去。焊接過(guò)程中須切斷焊條時(shí)，應(yīng)用刀將留在焊縫內(nèi)的端頭切成斜面。從切斷處焊接的新焊條也必須切成斜口。焊縫局部或全部焊接完畢后，應(yīng)讓焊接件自然冷卻，采用人工冷卻(如用水)會(huì)造成焊條與母材不均勻收縮而裂開(kāi)。

焊縫是管道或容器強(qiáng)度薄弱處，如有特殊要求，可采用玻璃鋼強(qiáng)化。塑料焊接質(zhì)量要求如下：①焊縫表面平整無(wú)凸瘤，切斷面必須緊密均勻，無(wú)氣孔與夾雜物；②焊接時(shí)，焊條與焊縫兩側(cè)應(yīng)均勻受熱，外觀不得有彎曲、斷裂、燒焦和寬窄不一等缺陷；③焊條與焊件熔化要良好，不允許有浮蓋、重積等現(xiàn)象；④焊縫的強(qiáng)度一般不能低于母材強(qiáng)度的60％；⑤焊縫接頭處必須錯(cuò)開(kāi)50mm以上，以免影響強(qiáng)度。

接觸焊或稱摩擦焊，是兩連接表面在一定壓力下，作相對(duì)迅速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生摩擦熱而使兩接觸面的塑料融熔，熔接后停止旋轉(zhuǎn)，直至冷卻固化。由于焊接速度快，塑料表面不易氧化，密封性可靠。接觸焊主要應(yīng)用于工程塑料（ABS）、聚丙烯醋酸酯類、聚苯乙烯等塑料管的連接。(4)塑料管、板的其它焊接方法除熱風(fēng)加熱焊外，塑料管還可采用接觸焊和超聲焊；塑料板還可采用接觸加熱擠壓焊接、高頻電流加熱焊接。

超聲波焊是通過(guò)換能器，將50～60Hz的輸入電源變成2×104Hz左右的輸出電源，并通過(guò)傳振頭將其轉(zhuǎn)換為2×104次/S左右的機(jī)械振動(dòng)。由于直接接觸表面的焊頭摩擦生熱，使連接表面熔化產(chǎn)生分子結(jié)合。超聲焊具有焊接速度快、效率高、強(qiáng)度好、質(zhì)量穩(wěn)定、能源消耗低等優(yōu)點(diǎn)。但它要求有專門(mén)的接頭設(shè)計(jì)(圖13-25)，材料和尺寸也都有一定要求，還需專用超聲焊接設(shè)備和專用焊頭。磨擦焊機(jī)超聲波焊接機(jī)圖13-25超聲焊焊件接頭設(shè)計(jì)

超聲波焊一般只能焊按一種塑料管或板,不同塑料之間,只有當(dāng)熔融溫度相近(不超過(guò)200C),化學(xué)成分相差不大時(shí)才能采取超聲焊。(5)圓形塑料容器的拼裝與焊接圓形塑料容器系由封頭．筒身、筒底等組成，由各自成型塑料板拼裝，然后焊接。各塑料板件成型后需用標(biāo)準(zhǔn)弧尺檢查，弧形正負(fù)誤差不大于0．1％D。兩塊弧形拼裝時(shí)，對(duì)口錯(cuò)邊不應(yīng)大于板厚的10％，且不大于2mm。簡(jiǎn)單拼接時(shí)，兩筒體不應(yīng)產(chǎn)生過(guò)大軸向與徑向的間隙。筒體軸向和徑向誤差、板和筒體的尺寸誤差，可用焊槍或噴燈加熱后糾正。

(6)塑料容器的檢查塑料容器焊接成型后應(yīng)檢查質(zhì)量，常用下列方法檢查:1)焊縫外觀檢查焊縫表面應(yīng)清潔、平整，焊紋排列整齊而緊密，擠漿均勻，無(wú)焦灼現(xiàn)象；

2)常壓容器注水試驗(yàn)對(duì)于常壓容器，注滿水，24h內(nèi)不滲漏為合格；

3)壓力容器試壓對(duì)于壓力容器，在1．5倍工作壓力的試驗(yàn)壓力(水壓試驗(yàn))下，保持5min不滲漏為合格；

4)電火花檢查在焊縫兩側(cè)同時(shí)移動(dòng)電火花控制線和地線，根據(jù)漏電情況確定質(zhì)量?jī)?yōu)劣。

5)氣壓試驗(yàn)向容器內(nèi)打入有壓空氣，在焊縫外側(cè)涂滿肥皂水，根據(jù)漏氣與否確定施工質(zhì)量。

一般焊縫外觀檢查是必須檢查的內(nèi)容。其它檢查方法，可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件，任選一種進(jìn)行。11.4玻璃鋼設(shè)備制作

在熱固性塑料內(nèi)，摻入玻璃纖維等填料予以增強(qiáng)的復(fù)合材料，稱為玻璃鋼。根據(jù)熱固性塑料的不同，常用的玻璃鋼有環(huán)氧玻璃鋼、不飽合聚酯玻璃鋼、酚醛玻璃鋼等。玻璃鋼的抗拉強(qiáng)度很高，耐熱性好，化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性好，而且重量輕。玻璃纖維的機(jī)械強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)大塊玻璃的機(jī)械強(qiáng)度，直徑愈小，強(qiáng)度愈高。直徑4mm的玻璃纖維抗拉強(qiáng)度為3000～3800MPa。固化環(huán)氧樹(shù)脂抗拉強(qiáng)度為84～105MPa。固化聚酯抗拉強(qiáng)度為40～70MPa。環(huán)氧玻璃鋼的抗拉強(qiáng)度為430～500MPa。聚酯玻璃鋼的抗拉強(qiáng)度為210～355MPa。因此，玻璃鋼抗拉強(qiáng)度接近或超過(guò)碳鋼抗拉強(qiáng)度。高強(qiáng)度組分主要是玻璃纖維，當(dāng)然也受樹(shù)脂種類影響。玻璃鋼的相對(duì)密度為1.8～2.2，對(duì)酸、堿和各種無(wú)機(jī)物的耐腐蝕性能良好。

玻璃鋼制造工藝很多，在玻璃鋼設(shè)備制造廠，多采用機(jī)械成型工藝，常用制造方法有纏繞法、噴射法和換壓法，對(duì)產(chǎn)品的固化處理常采用感應(yīng)加熱或紅外加熱。1．玻璃鋼的組分材料及施工方法(1)玻璃纖維玻璃纖維按制造工藝不同，分定長(zhǎng)纖維和連續(xù)纖維兩類。玻璃鋼設(shè)備多采用連續(xù)纖維。連續(xù)纖維按化學(xué)組成分為有堿和無(wú)堿兩種。一般采用金屬鋰、鈉含量小于l％的無(wú)堿纖維。無(wú)堿纖維的耐水性、機(jī)械強(qiáng)度、耐老化性、電絕緣性都較好，但價(jià)格高。根據(jù)在紡紗過(guò)程中是否退繞、加捻、玻璃纖維紗分有捻和無(wú)捻兩種。有捻紗強(qiáng)度高，但樹(shù)脂不易浸透。為了保證玻璃纖維的拉絲質(zhì)量，拉絲時(shí)要浸潤(rùn)。浸潤(rùn)劑有石蠟乳劑、聚醋酸乙烯和其它浸潤(rùn)劑。

采用石蠟乳劑，纖維的蠟覆阻礙了與樹(shù)脂的粘結(jié)，所以，使用前應(yīng)進(jìn)行加熱脫蠟。無(wú)捻紗一般用聚醋酸乙烯浸潤(rùn)。無(wú)捻粗紗織成的玻璃布，稱為無(wú)捻粗紗方格布，鋪覆性、抗沖擊性、耐變形性都較好；樹(shù)脂易浸潤(rùn)，增厚效果好；價(jià)格便宜。有捻玻璃布分平紋布、斜紋布、緞紋布等。后兩種的致密、強(qiáng)度(除抗沖擊強(qiáng)度)和柔性都較好。緞紋布的強(qiáng)度較斜紋布高，而斜紋布的強(qiáng)度又較平紋布高。玻璃布愈厚，耐壓強(qiáng)度愈低，但抗沖擊強(qiáng)度提高。用于手糊玻璃鋼的玻璃布有無(wú)堿無(wú)捻粗紗方格布，還可用無(wú)堿有捻斜紋布、緞紋布。無(wú)捻粗紗和短切纖維填充容器死角。玻璃鋼設(shè)備手糊前，應(yīng)對(duì)玻璃布進(jìn)行剪裁。剪裁尺寸，應(yīng)考慮由于玻璃布經(jīng)緯方向的強(qiáng)度不同，玻璃布應(yīng)縱橫交替鋪設(shè)，而且應(yīng)保證兩塊玻璃布有不小于50mm的搭接寬度。如要求壁厚均勻，可采用對(duì)接。玻璃布剪裁時(shí)應(yīng)使兩層玻璃布的搭接縫、對(duì)接縫、或其它粘接縫錯(cuò)開(kāi)，剪裁尺寸應(yīng)以便于操作為宜。

(2)樹(shù)脂樹(shù)脂是制作玻璃鋼設(shè)備的粘結(jié)劑。因此，應(yīng)能配制成粘度適宜的粘液，而且應(yīng)符合設(shè)備所需的防腐要求，有一定強(qiáng)度、無(wú)毒或低毒，價(jià)格要便宜。常用的樹(shù)脂有環(huán)氧、酚醛、聚酯、有機(jī)硅等。

環(huán)氧樹(shù)脂耐腐蝕性好，與玻璃纖維的粘結(jié)力強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度高，但價(jià)格較高。環(huán)氧樹(shù)脂的品種很多,常用的為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂。不飽合聚酯樹(shù)脂的價(jià)格低，但強(qiáng)度和耐熱性差，毒性較大。酚醛樹(shù)脂價(jià)格也低，但需高溫高壓成型，現(xiàn)場(chǎng)手糊玻璃鋼中很少采用。(3)摻合劑為了改變樹(shù)脂某種性能，或?yàn)榱私档统杀?，可在?shù)脂內(nèi)根據(jù)需要，摻入固化劑、稀釋劑、增韌劑、觸變劑、填料等。固化劑能縮短玻璃鋼設(shè)備的固化時(shí)間，常用固化劑為乙二胺。稀釋劑用于降低樹(shù)脂粘度，便于操作，如環(huán)氧丙烷丁基醚甲苯、酒精等。樹(shù)脂里加入增韌劑能增強(qiáng)玻璃鋼設(shè)備的抗沖擊性，常用的有鄰苯二甲酸、二丁酯。摻入觸變劑可減少樹(shù)脂在操作時(shí)沿垂直面下墜流掛，常用的觸變劑有二氧化硅、膨潤(rùn)土、聚氯乙烯粉。樹(shù)脂內(nèi)加入填料石棉、鋁粉可提高抗沖擊性；石英粉、鐵粉、三氧化二鋁可提高壓縮強(qiáng)度；滑石粉、石膏粉可減少樹(shù)脂固化收縮。

環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑配比為：

1)618號(hào)環(huán)氧樹(shù)脂：乙二胺：二丁酯=100：(6～8)：(10～15)；

2)618號(hào)環(huán)氧樹(shù)脂：8羥乙基乙二胺：二丁酯：環(huán)氧丙烷：丁基醚=100：(17～20)：10：5。

為了使粘結(jié)劑便于涂刷和滲入玻璃布，同時(shí)又不流墜，粘結(jié)劑粘度應(yīng)為0．5～1Pa·s。為了保證粘接劑在涂刷過(guò)程中不膠凝，而在涂刷完畢后較快膠凝，應(yīng)根據(jù)施工需要確定膠凝時(shí)間，一般為3～6h，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)由不同配比而定。2．玻璃鋼設(shè)備的層間結(jié)構(gòu)

玻璃鋼設(shè)備一般由多層組成層間結(jié)構(gòu)。內(nèi)層為表面耐腐蝕層，由于與腐蝕介質(zhì)接觸，因而要求有一定的抗蝕性和致密性。該層玻璃鋼中樹(shù)脂含量較高，達(dá)70％~80％，厚度較薄，約0．5~1mm。次層為中間層又稱中間防滲層，主要起防滲作用，玻璃鋼中樹(shù)脂含量一般為50％~70％，厚度為2~2.5mrn。其次層為強(qiáng)度層，玻璃鋼設(shè)備主要由此層承受外力。強(qiáng)度層的承載能力與玻璃鋼中玻璃纖維含量有關(guān),玻璃纖維含量一般為50％～70％。外層由樹(shù)脂膠液與填料組