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銅管釬焊的操作程序跟銅管的腐蝕機理研究分析

2022-11-17 11:43:26

【一】、銅管釬焊的操作程序
1、將銅接頭處的外表面及管件接頭處的內表面的膜清理干凈。
2、在清理干凈的管子外表面及管件內表面處均勻涂刷糊狀或液體釬劑,采用銅磷釬料或低銀銅磷釬料釬焊銅管與紫銅管件時,可不涂釬劑。
3、將銅管插入管件中,插到底并適當旋轉,以保持均勻的間隙,若涂有釬劑,應將擠出接縫的多余釬劑用清潔抹布抹去。
4、用氣體火焰對接頭處實施均勻加熱,直至加熱到釬焊溫度,錫釬焊時,也可用電加熱將接頭處加熱到釬焊溫度。
5、用釬料接觸被加熱到高溫的接頭處,以判定接頭處溫度,若釬料不熔化,表示接頭處溫度尚未達到釬焊溫度,需繼續對接頭進行加熱,若釬料能迅速熔化,表示接頭處溫度已達到釬焊溫度,即可邊繼續對接頭加熱,以保持接頭處的溫度在釬焊溫度以上,邊向接頭的縫隙處添加釬料,利用接頭處的熱量將釬料熔入縫??,直至將釬縫填滿,切忌用火焰直接熔化釬料涂于縫隙表面。
6、移去熱源,停止加熱,使接頭在靜止狀態下冷卻結晶,防止熔化釬料冷卻結晶時受到振動而影響釬焊質量。
7、將釬焊接頭處的殘渣清理干凈,時可刷涂清漆保護??傊?,薄壁銅管釬焊連接是一項成熟的連接工藝,操作簡便,質量可靠,并適宜暗埋敷設。因此,在銅管工程中,釬焊連接是較常用的連接方法。隨著薄壁銅管應用的快速發展,適用于不同場合不同需要的銅管連接方法也日益增多。例如:小口徑銅管的連接有卡套式連接,還有卡壓式連接,還有插接式連接,大口徑銅管的連接有銅法蘭連接,有松套法蘭連接,還有溝槽連接等等。相信,這些連接方法會與釬焊連接方法一樣,在銅管工程中得到應有的應用。有關這些連接方法的具體內容,將另文介紹。釬焊連接
1、釬焊的原理與特點
A、釬焊的定義釬焊是利用熔點比母材低的釬料和母材一起加熱,在母材不熔化的情況下,釬料熔化后潤濕并填充進兩母材連接處的縫隙,形成釬焊縫,在縫隙中,釬料和母材之間相互溶解和擴散,從而得到牢固的結合。釬焊按所用釬料熔點的高低不同,可分為兩大類,一般以450°C為界,釬料熔點<450°C的釬焊為軟釬焊,釬料熔點〉450°C的釬焊為硬釬焊。軟釬焊操作簡單,便于掌握,但其接頭的釬接強度較低。硬釬焊與軟釬焊相比,具有較高的釬接強度,但其操作稍有難度,需要一定的實踐經驗。
B、釬焊的特點釬焊與熔化焊相比有明顯的不同,先,釬焊時母材不熔化,而只有釬料熔化,其次在釬焊接頭中,釬料成分和性能與母材有著明顯的差別,熔化的釬料需靠毛細管作用填充親接頭的縫隙,并通過接頭的搭接面積來提高其承載能??。釬焊的主要特點是加熱溫度較低,焊件的組織和機械性能變化較小,接頭平整光滑,變形不大,且可連接不同材料,生產效率高等。因此在銅管施工中,釬焊得到廣泛的應用。但釬焊接頭的強度直接受接頭裝配縫隙大小的影響,有試驗資料證明,釬焊接頭的強度會隨著裝置縫隙的增大而下降,且縫隙的大小還影響毛細管作用與釬著面積,因此釬焊接頭裝配時,應保持均勻而嚴格的縫隙,以確保釬焊接頭的質量。
C、釬焊接頭的形成過程釬焊接頭的形成過程是:母材及釬料被加熱到釬焊溫度,釬料熔化后流入接頭的縫隙,同時與母材發生相互作用,形成新的合金,然后在釬縫中冷卻結晶,形成釬焊接頭。因此要得到牢固的接頭,其關鍵是熔化的釬料要能很好的流入縫隙填滿釬縫,且能與母材相互作用并冷卻結晶。釬焊時,釬縫的間隙是較小的,釬料需在毛細管作用下在釬縫中流動,而毛細管作用只有在液體釬料能潤濕母材表面時才形成,因此液體釬料對母材的潤濕性是釬料能否流入釬縫和填滿釬縫的關鍵。實踐經驗告知,影響釬料對母材潤濕性的因素,先是釬料和母材成分的影響,只有液體釬料能與母材相互溶解或形成化合物時,釬料才能較好的潤濕母材,因此選擇合適的釬料,使液體釬料能對母材具有足夠濕潤性。銅管釬焊選用的錫釬焊料、銀釬焊料、銅磷釬焊料對銅都有相當好的潤濕性。其次是母材表面物的影響,金屬表面的物妨礙了釬料的原子與母材直接接觸,使液體釬料在表面張力作用下,團聚成球狀,形成不濕潤現象。因此釬焊時應清母材表面的物,包括釬焊過程中產生的物,使釬料對母材保持潤濕性。常用的方法是選用合適的釬劑來好清物。
2、釬料釬劑的種類和選用
A、釬料的種類和選用釬料又稱焊料,是釬焊時在低于母材熔化的溫度下熔化并填充進釬焊接頭的金屬或合金。用于銅管釬焊的釬料有如下幾種:1)錫釬焊料錫釬焊料主要由錫鉛、錫銻、錫銀等合金組成,屬于軟釬焊料,具有釬焊溫度低,潤濕性好,操作方便等特點,但接頭強度低,耐溫性較差,主要用于以下小口徑銅水管的釬焊。a)錫鉛焊料,較常用的是錫鉛各占50%的錫鉛焊料,其熔化溫度為210°C,凝固溫度為183°C。由于焊料中過量的鉛會影響管內水質,故在生活用供水管道中不宜使用,可用于排水管道。b)純錫釬料,一般將含錫量大于90%的錫釬焊料稱為純錫釬料。但高純度的錫不能用作釬料,因為純錫在常溫下為白色,一旦溫度降到足夠低時就會轉變為灰色,體積增大約25%,會使白色的錫變成灰色的粉末,俗稱“錫疫”。因此純錫焊料加入3~5%的銻,或適量的鉛防止錫疫。其熔化溫度為222°C,凝固溫度為183°C,是目前銅水管選的錫釬焊料。c)錫銀釬料,是由96%的錫和4%的銀組成的合金,其熔化溫度為225°C,凝固溫度為221°C,由于銀的假如,提高了釬料的耐熱性及釬接的強度,是銅水管釬焊較理想的錫釬焊料。特別市凝固溫度的提高,在相鄰近接頭需先后釬焊時帶來便利,可在先焊接頭中采用錫銀釬料,后焊接頭中采用純錫釬料,避免了后焊接頭加熱溫度對先焊接頭產生不利影響。2)銀釬焊料銀釬焊料主要由銀銅、銀銅錫、銀銅鋅等合金組成,屬硬釬焊料,具有釬焊接頭強度高、潤濕性好等特點,但釬焊溫度高,操作有一定難度,主要用于2以上大口徑銅管及對質量要求與釬著率要求較高的釬焊接頭。3)銅磷釬焊料銅磷釬焊料是由銅磷二元合金組成,屬硬釬焊料,由于磷可以還原銅,因此采用銅磷釬焊料釬焊紫銅時不需另外加釬劑,釬焊工藝性能好,且價格便宜,因此在不宜用錫釬焊料的銅管釬焊中得到廣泛應用。
B、釬劑的種類和選用釬劑又稱釬焊溶劑,其主要作用是清母材及釬料表面的膜,母材及釬料在釬焊過程中再,從而改變釬料對被釬焊材料的潤濕作用。因此釬劑除了應具有足夠的去除母材與釬料表面膜的能力外,釬劑的熔點及較低活性溫度應低于釬料的熔點,并在釬焊溫度范圍內具有足夠的穩定性,熔化成液體的釬劑對母材應具有足夠的潤濕性且比重小于液體釬料。用于銅管釬焊的釬劑有如下幾種:1)錫釬焊用釬劑錫釬焊可使用松香等有機類釬劑。但其活性較差,較難適應銅管釬焊的要求。因此銅管錫釬焊時,多采用由氯化鋅等無機鹽類組成的無機類釬劑。常用有市場供應的焊錫膏及液體釬劑,也可自行配置。2)銀釬焊用釬劑銅管銀釬焊時,采用市場供應的瓶裝粉狀銀釬焊專用的釬劑??芍苯邮褂?,也可調制成糊狀后使用。3)銅釬焊用釬劑采用銅磷釬料焊紫銅時,一般可不用釬劑。但紫銅管與黃銅等銅合金釬焊時,還需采用銅釬焊用釬劑,銅釬焊用釬劑的主要成分為硼砂,可采用市場供應的瓶裝銅焊粉,也可自行配置,使用時宜調制成糊狀。
【二】、銅管的腐蝕機理研究分析
對特定的材質、介質和環境條件下銅管的腐蝕機理的研究分析,對實船進行了的調研。
1、銅管材料的雜質分析
對產生了腐蝕的電力銅管進行取樣化驗,并與生產廠家提供的材質證明比較,銅管材料的雜質在標準范圍以內,且不是采用回收廢料加工的銅管,排除了材料不純造成腐蝕的原因。
2、航行和停泊的水域條件
該船主要航行于河流入??诟浇暮佣魏脱睾K?,其常年??康拇a頭在河流入??谔?,經對水質化驗,證明鹽度遠低于正常海水鹽度,腐蝕環境。
由于該船屬于執法船舶,在當地屬于大噸位船,平時正常出勤一般安排小噸位船,因而停泊期較長,停泊期間水流在管路中幾乎是靜止的,產生點腐蝕的條件。經對各系統海水管檢查,基本都是點腐蝕。
由于是河流入???,碼頭水域受潮水影響,每月在落潮后較長的時段內,泊位水很淺,淤泥嚴重,微生物及生物粘泥附著的可能性也很高。 對海水管內壁檢查,證實了這一現象。同時由于淤泥嚴重,對水質pH值進行檢查,低于6.5。
對該系列其他船舶所在水域介質和環境進行考察,均不屬于河流入??谒?,是鹽度正常、比較干凈的海水,所以,銅管工作正常,目前還未有腐蝕現象報告。

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