非焊連接在液壓管系的應(yīng)用

徐 林

上海振華重工股份有限公司疏浚船舶事業(yè)部 ，上海 200125

工程船舶區(qū)別于普通船舶有較多液壓驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)。特別是疏浚船舶，液壓系統(tǒng)總裝機(jī)功率大。高效的液壓系統(tǒng)離不開合理的管路連接。液壓管路中按照連接材質(zhì)的不同可分為軟管連接和硬管連接，軟管連接通常用于有相對運動的部件之間的連接或需要減振和沖擊的地方。軟管本身也屬于非焊連接，但是由于軟管本身的材質(zhì)問題壽命不長需要定期更換。工程船液壓管系中的軟管用量不大。

首先為什么要選擇非焊連接，傳統(tǒng)的液壓管路連接采用焊接方式。液壓系統(tǒng)對清潔度要求高，焊接后管路的后期處理需要酸洗、磷化，液壓油沖洗來保證焊接后管路內(nèi)部清潔度。焊接方式連接的最大優(yōu)勢是成本，目前社會對環(huán)境保護(hù)要求越來越高，酸洗和磷化生產(chǎn)成本也越來越高。焊接基本采用手工焊接方式，早期國內(nèi)的人力成本低廉，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展人力成本占總成本比例不斷提高。焊接需要人工較多，除了焊接外，還有打磨等工序都是人工完成，工人勞動強(qiáng)度大。

非焊連接最早應(yīng)用于歐洲，這種連接方式可靠（設(shè)備保證連接質(zhì)量），工人勞動強(qiáng)度低，管路清潔方便，不需要酸洗和磷化工序。所以在對環(huán)保要求高，人力成本高的歐美迅速擴(kuò)展。進(jìn)些年中國也應(yīng)用越來越廣泛。選擇非焊連接主要是從環(huán)保和降低勞動力成本考慮，缺點就是目前元件采購成本比普通焊接方式元件略高。

以上的連接方式使用環(huán)境各有不同，在不同的系統(tǒng)中合理的選用能夠在保證可靠性的前提下降低成本。以下為幾種連接方式的對比。

1 螺紋連接

1.1 卡套方式

卡套連接方式

螺紋連接一般用于小口徑的管路（管子外徑小于42mm），大口徑的采用法蘭連接方式。螺紋連接中的卡套方式是讓卡套接頭體內(nèi)錐孔和螺母的倒錐孔的共同作用下使卡刃切入鋼管中。早期的卡套連接都是使用金屬密封方式，后期在卡套的基礎(chǔ)上增加了定位環(huán)，在定位環(huán)上硫化上橡膠使接頭體和卡套的密封成為彈性密封增加了管路的抗振能力并且方便維修保養(yǎng)和更換。對于卡套連接方式不需要專用的設(shè)備，只需要根據(jù)不同的型號使用預(yù)裝體進(jìn)行預(yù)裝。

1.2 擴(kuò)口方式

擴(kuò)口方式是把管子管口擴(kuò)成喇叭狀，喇叭口的角度根據(jù)接頭體連確認(rèn)，目前常用的是37 度括口。括口連接需要專用的設(shè)備來制作，標(biāo)準(zhǔn)的括口連接方式連接都是金屬密封，密封效果和括口的精度有很大關(guān)系，進(jìn)行拆裝后的密封效果差，已經(jīng)很少采用。目前有改進(jìn)后的括口連接已經(jīng)使用了彈性密封（例如增加中間體），由于成本的問題國內(nèi)采用的不多。

1.3 擠壓方式

擠壓方式連接是目前挖泥船液壓管系中使用最廣泛的連接方式。管子和接頭連接是依靠冷擠壓實現(xiàn)的。擠壓成型機(jī)把管子端部擠壓變形，使之符合接頭體和螺母的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)使用場合不同可擠壓成為可安裝彈性密封的形狀和直接金屬密封的形狀。根據(jù)船舶液壓系統(tǒng)的特點通常會采用安裝彈性密封件的方式。擠壓方式連接是目前非焊連接中最可靠的連接方式，靠設(shè)備來保證冷擠壓的精度，安裝只需要按照規(guī)定的力矩上緊螺母即可。目前這種連接方式國內(nèi)已經(jīng)有比較成熟的國產(chǎn)化產(chǎn)品，大大降低了使用成本。

2 法蘭連接

2.1 擴(kuò)口方式

法蘭的擴(kuò)口方式通常采用37 度擴(kuò)口，并且在擴(kuò)口中安裝中間體，中間體和管子之間的連接采用彈性密封。法蘭標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)型號可采用ISO 6162 和ISO 6164 兩種標(biāo)準(zhǔn)。管子的擴(kuò)口加工需要專用的擴(kuò)口設(shè)備。目前擴(kuò)口法蘭國產(chǎn)化的產(chǎn)品也很成熟，使用成本不高。

2.2 保持環(huán)方式

保持環(huán)方式主要用于高壓大流量系統(tǒng)，是把保持環(huán)安裝在車槽（可采用普通車床或?qū)Ｓ脵C(jī)床進(jìn)行加工）中實現(xiàn)連接的。結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。

連接方式最高壓力（MPa）最大管徑(mm)專用加工設(shè)備卡套（螺紋連接）42 38無擴(kuò)口（螺紋連接）42 38擴(kuò)口設(shè)備擠壓（螺紋連接）80 42擠壓設(shè)備擴(kuò)口（法蘭連接）42 115擴(kuò)口設(shè)備保持環(huán)（法蘭連接）42 250溝槽機(jī)（可用車床加工）注：連接方式使用的最高壓力是根據(jù)管徑不同確定的，不是所有規(guī)格的管徑都能達(dá)到最高壓力。

根據(jù)疏浚船舶最常用液壓系統(tǒng)具體的管路參數(shù)，最適合的選擇為小口徑采用擠壓式連接。大口徑采用擴(kuò)口方式。從成本上，擠壓方式除了密封件其他的零部件都可以實現(xiàn)國產(chǎn)化。擴(kuò)口方式已經(jīng)完全可以國產(chǎn)化。在整船液壓系統(tǒng)管路按照這個要求選型可以做到降低大量的人工成本，同時采購成本增加不多。非焊連接是一種發(fā)展趨勢，如何降低成本更好的選用合適的連接方式是以后研究的方向。

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