張?jiān)弃Q

(國(guó)家新聞出版廣電總局五○一臺(tái)，云南昆明650302)

銅管卡壓技術(shù)在中短波發(fā)射機(jī)水冷系統(tǒng)安裝與應(yīng)用

張?jiān)弃Q

(國(guó)家新聞出版廣電總局五○一臺(tái)，云南昆明650302)

在大功率發(fā)射機(jī)水冷系統(tǒng)普遍采用銅管道材質(zhì)，連接工藝為高溫熔化焊接工藝，包括錫焊工藝、銅焊工藝、銀釬氣焊工藝等等。焊接工藝要求高；高溫加熱；焊接場(chǎng)地要求高；明火操作；產(chǎn)生污染。以上缺點(diǎn)一直困擾著維護(hù)人員，隨著科技的進(jìn)步，出現(xiàn)了不需要高溫熔化焊接的工藝，直接采用銅管卡壓技術(shù)，克服了以上缺點(diǎn)。尤其是施工簡(jiǎn)單、工具先進(jìn)，只要稍稍培訓(xùn)即可以熟練操作。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)穩(wěn)定可靠，大大降低了維護(hù)工作量，有較好的推廣價(jià)值。

銅管卡壓；發(fā)射機(jī)；水冷系統(tǒng)；安裝；應(yīng)用

按照熱交換的原理，當(dāng)熱交換效率一定時(shí)，散熱面積越大則散熱量越高，比如散熱面積為2m2的就比1m2的散熱量高一倍。當(dāng)散熱面積一定時(shí)，各種冷卻方式熱交換效率由低到高依次為：自然風(fēng)冷、強(qiáng)制風(fēng)冷、水冷、強(qiáng)制水冷、蒸發(fā)冷卻、超蒸發(fā)冷卻、特超蒸發(fā)冷卻。

我單位使用的大功率廣播發(fā)射機(jī)耗散功率達(dá)到數(shù)十KW甚至數(shù)百KW，需要高效率的冷卻方式。同時(shí)由于廣播發(fā)射機(jī)工作頻率高，為了減小分布參數(shù)影響，元器件體積小，散熱表面積小，部分元器件采用自然冷卻和風(fēng)冷方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足散熱要求，要采用強(qiáng)制水冷，甚至蒸發(fā)冷卻和超蒸發(fā)冷卻方式。所以在發(fā)射機(jī)中水路是必不可少的系統(tǒng)，發(fā)射機(jī)中的水路管道有以下特點(diǎn)：1、設(shè)備空間狹窄，管道往往位于難以維護(hù)的位置；2、水路管道交錯(cuò)穿插在設(shè)備的各個(gè)部位，周?chē)豢杀苊庥写罅繋щ娫O(shè)備、高價(jià)值設(shè)備；3、水壓高，一般達(dá)到8MPa以上；4、水溫較高，工作水溫一般為50°C以上；5、廣播設(shè)備工作頻率高，水電離度高，對(duì)管道的腐蝕嚴(yán)重。以上特點(diǎn)要求管道材質(zhì)好，連接簡(jiǎn)單可靠，不易滲漏，易于維護(hù)甚至免維護(hù)。

廣播系統(tǒng)多年來(lái)采用銅管焊接工藝，優(yōu)點(diǎn)是：1、工藝成熟；2、銅管本身強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)；3、耐腐蝕。但缺點(diǎn)是：1、焊接工藝要求高，易出現(xiàn)砂眼、裂縫；2、高溫加熱，金屬材料退火效應(yīng)導(dǎo)致強(qiáng)度降低；3、操作空間狹窄，制約了焊接水平；4、明火操作，易燙傷周?chē)骷踔烈鸹馂?zāi)；5、焊接中廢氣、粉塵、弧光等危害操作人員。

為了克服以上缺點(diǎn)，采取了多種替代方法，比如采用PPR材質(zhì)管道，直接壓接，不需焊接。但實(shí)際使用中，上述的優(yōu)點(diǎn)剛好轉(zhuǎn)變?yōu)槿秉c(diǎn)：1、強(qiáng)度低，容易彎曲、壓扁變形；2、長(zhǎng)期工作于水溫較高環(huán)境，老化嚴(yán)重，導(dǎo)致漏水；3、不是金屬材質(zhì)，本身不腐蝕，但嚴(yán)重腐蝕發(fā)射機(jī)設(shè)備，比如水冷套。

能否有一種工藝，能夠采用以上兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，銅管的強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕；PPR管道的壓接工藝，不許要焊接。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查及試驗(yàn)，找到了銅管卡壓技術(shù)。

1 銅管卡壓技術(shù)

1.1 簡(jiǎn)介

銅管連接件作為銅管管道安裝中的連接配件，其連接結(jié)構(gòu)方式對(duì)管道使用可靠性起很大作用，傳統(tǒng)連接銅管道的方法是一般對(duì)管道進(jìn)行熱處理或燃除。他不但存在安全隱患并且浪費(fèi)時(shí)間，還有一些諸如螺紋連接、法蘭連接、卡套連接等，隨時(shí)間溫度變化可能產(chǎn)生變形、松動(dòng)等是小隱患，針對(duì)上述各種連接方法的優(yōu)缺點(diǎn)，我們需要一種安裝方便，連接可靠、流阻小、可明裝又可暗裝、通用范圍廣、綠色環(huán)保的結(jié)構(gòu)方式。

通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研及試驗(yàn)，我們找到了銅管卡壓式連接技術(shù)，此技術(shù)是采用冷壓接技術(shù)使銅管和管件成為一體，利用管件凸緣內(nèi)的橡膠密封圈來(lái)實(shí)施密封，完成銅管的嚴(yán)密連接。壓接前，銅管與管件的連接可以自由拆裝，通過(guò)擠壓工具對(duì)管道進(jìn)行連接，這大大節(jié)省了時(shí)間。這種擠壓方法，不但保證了管道之間的密封性能，而且消除了某些部分需要焊接的麻煩及其他不利因素，還徹底消除了溫度變化引起管道變形松動(dòng)導(dǎo)致泄漏的問(wèn)題。

1.2 應(yīng)用領(lǐng)域

卡壓管件系統(tǒng)在應(yīng)用領(lǐng)域包括以下方面：熱的或冷的便攜式水、廢水或者排污系統(tǒng)，材料采用高質(zhì)量的紫銅或DZR質(zhì)量黃銅制造而成。密封圈材質(zhì)為具有耐氧化、抗臭氧和抗侵蝕能力的三元乙丙橡膠(EPDM)。

卡壓管件系統(tǒng)經(jīng)過(guò)測(cè)試。它可以承受最大工作壓力1600kPa，工作溫度范圍，-20°C-95°C，另外在太陽(yáng)能應(yīng)用領(lǐng)域方面，它可以在短時(shí)間內(nèi)，承受200°C的溫度。

1.3 產(chǎn)品類(lèi)型

多樣化，涵蓋了管道安裝的各種方式、空間、轉(zhuǎn)向、角度等等。比如有卡壓90°外螺紋彎頭、卡壓45°彎頭、卡壓90°彎頭、卡壓直接頭、卡壓內(nèi)螺紋接頭、卡壓外螺紋接頭、卡壓外螺紋活接頭、卡壓內(nèi)螺紋活接頭、卡壓三通接頭、卡壓變徑接頭、卡壓變徑三通接頭等等。通過(guò)這些配件的組合搭配，可以完成所有的管道安裝工作。下圖1給出了幾種典型的配件：

2 安裝工藝

管道系統(tǒng)的安裝按照先主管后支管，先立管后水平管，由低到高，由里到外的原則進(jìn)行。由于發(fā)射機(jī)系統(tǒng)一些位置人員或設(shè)備無(wú)法進(jìn)入，需要在開(kāi)闊場(chǎng)地連接完成后，整架進(jìn)入設(shè)備，對(duì)測(cè)量尺寸、施工精度、統(tǒng)籌能力提出了較高的要求，要求測(cè)量精確，誤差要求小于±5mm；施工精度要求達(dá)到兩個(gè)管道對(duì)接時(shí)誤差小于±2mm，否則強(qiáng)行對(duì)接會(huì)造成管道變形，長(zhǎng)期受到強(qiáng)應(yīng)力作用，容易產(chǎn)生機(jī)械疲勞，出現(xiàn)裂紋。

2.1 切割

用切割機(jī)或者鋸子把紫銅管切成要求的長(zhǎng)度，管道切口端面應(yīng)與管道軸線(xiàn)垂直，對(duì)于長(zhǎng)度較長(zhǎng)的管道，應(yīng)該平放于操作臺(tái)或夾具上，使管道與地面平行，切割工具垂直于地面。如果切口不垂直，必須打磨處理，確保連接的完整性。操作方法見(jiàn)圖2所示。

圖2 切割

2.2 切口清理

清理紫銅管切口的毛刺，在插入卡壓管道之前，要確保紫銅管道切口內(nèi)部及外面無(wú)毛刺，切口光滑。操作方法見(jiàn)圖3所示。

圖3 切口清理

2.3 密封檢查

檢查密封件是否正確安裝，凸緣處的橡膠密封圈是否變形、脫離、裂縫。在插入管道之前，由于密封件的尺寸與管道相差細(xì)微，管道插入密封件時(shí)不能大力蠻干，先檢查管道切口是否光滑，是否有毛刺阻擋。同時(shí)在接觸面進(jìn)行潤(rùn)滑，便于插入，推薦使用水性潤(rùn)滑劑，避免對(duì)管道造成腐蝕。操作方法見(jiàn)圖4所示。

圖4 密封檢查

2.4 標(biāo)記深度

查看插入深度并標(biāo)記，在管道插入卡壓管件接頭的最小深度表中查看相應(yīng)尺寸所要求的插入深度，并在管道上記上最小的插入深度，或者把管道一頭全部插入密封件接頭，然后在接頭的邊緣上標(biāo)上記號(hào)。操作方法見(jiàn)圖5所示。

圖5 深度標(biāo)記

2.5 插入

按照管道上的記號(hào)，把管道插入接頭直達(dá)到標(biāo)記處為止。輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)管道，使管道與管件的結(jié)合段同心。操作方法見(jiàn)圖6所示。

圖6 插入

2.6 擠壓

確保擠壓工具適當(dāng)?shù)陌惭b尺寸，放進(jìn)接頭，下面貼近凹槽部位。擠壓工具必須垂直接觸接頭，用力扣扳機(jī)，直至安裝好為止。

要使用配套的卡壓式擠壓工具，型號(hào)為：

Rems Mini Press：適用于管道尺寸DN15-32；

Rems Power Press ACC：適用于管道尺寸DN15-DN100。操作方法見(jiàn)圖7所示。

圖7 擠壓

2.7 壓力測(cè)試

完成之后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)測(cè)試壓力。緩慢向管道內(nèi)注水，并將管道內(nèi)空氣排除干凈。升壓時(shí)應(yīng)緩慢，在各個(gè)位置安排觀(guān)察人員，做好防護(hù)，避免水流、雜物噴出造成人身傷害。試驗(yàn)壓力應(yīng)為工作壓力的1.5倍進(jìn)行測(cè)試，觀(guān)察10分鐘，壓力降不大于0.02MPa，然后降到系統(tǒng)工作壓力，應(yīng)不滲不漏。

3 注意事項(xiàng)

1)卡壓管件在儲(chǔ)存或者使用期間，應(yīng)該對(duì)其可能受到的機(jī)械或者化學(xué)破壞進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)卡壓管件和管道穿透木材或者金屬框架時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施來(lái)進(jìn)行保護(hù)。使用相應(yīng)的墊圈、木制墊板，或者以金屬框架的形式來(lái)保護(hù)卡壓水管道接頭和管道免遭磨損。

2)卡壓管件適合明裝和暗裝，如果地下安裝，接頭和管道應(yīng)該埋在地下最少300毫米深處，填埋材料應(yīng)對(duì)接頭或者管道沒(méi)有負(fù)面影響，建議使用沙子。

3)兩個(gè)水管道接頭之間的最小間距。

圖8

表1 水管接頭之間的最小間距

4)插入卡壓管件接頭時(shí)的最小深度

為了確保密封性能，通常會(huì)有要求管道插入時(shí)的最小深度。

圖9

表2 插入卡壓管件接頭時(shí)的最小深度

5)卡壓接頭與新的釬焊的接頭的最小距離

如果在管道安裝中同時(shí)有卡壓方式和釬焊方式，為了避免釬焊是高溫對(duì)卡壓密封件內(nèi)的橡膠圈造成損壞，同時(shí)避免熱變形對(duì)卡壓接頭的密封性降低，釬焊接頭與卡壓接頭要有足夠的安全距離。如下表3所示。

表3 卡壓接頭與新的釬焊的接頭的最小距離

4 小結(jié)

在實(shí)際工作中采用銅管壓接技術(shù)以來(lái)，帶來(lái)以下優(yōu)點(diǎn)：工藝難度大大降低，無(wú)須專(zhuān)精的施工技術(shù)；符合要求，密封性能優(yōu)良；不使用明火確保安全；使用機(jī)具施工方便簡(jiǎn)單；可以先行組裝易于狹小空間施工；配管無(wú)方向性；易于檢修及更換方便；管線(xiàn)變更拆裝簡(jiǎn)便；不破壞管材結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度，使用壽命長(zhǎng)；降低施工人員的職業(yè)傷害。銅管壓接技術(shù)可以在本行業(yè)內(nèi)廣泛推廣，具有借鑒意義。

[1]張學(xué)田,等.廣播電視技術(shù)手冊(cè)：第六分冊(cè).發(fā)射技術(shù)[M].國(guó)防工業(yè)出版社,2000.

[2]大功率發(fā)射機(jī)維護(hù)手冊(cè)[Z].

TP3

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1009-3044(2017)21-0203-03

2017-06-20

張?jiān)弃Q(1975—)，男，工程師，國(guó)家新聞出版廣電總局五○一臺(tái)。