金属波纹管材料要求

　　材料
　　用于制作预应力混凝土用金属波纹管的钢带应为软钢带，性能符合GB 716的规定;当采用镀锌钢带时，其双面镀锌层重量不应小于60g/m2，性能应符合GB/T 2518的规定。钢带应附有产品合格证或质量保证书。钢带厚度宜根据金属波纹管的直径及刚度指标要求确定，不同直径的标准型及增强型金属波纹管的钢带厚度不应小于表1和表2 的规定。
　　表1 圆管内径与钢带厚度对应关系表 单位为毫米

圆管内径		40	45	50	55	60	65	70	75	80	85	90	95a	96	102	108	114	120	126	132
最小钢带厚度	标准型	0.28	0.28	0.30	0.30	0.30	0.30	0.30	0.30	0.35	0.35	0.35	0.35	0.40	0.40	0.40	0.40	0.40	0.40	0.40
	增强型	0.30	0.30	0.35	0.35	0.35	0.35	0.40	0.40	0.40	0.45	—	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50	0.60
a 直径95mm的波纹管仅用作连接用管
注：当有可靠的工程经验时，金属波纹管的钢带厚度可进行适当调整。

　　表2 扁管规格与钢带厚度对应关系表 单位为毫米

扁管规格		52×20	65×20	78×20	60×22	76×22	90×22
最小钢带厚度	标准型	0.3	0.35	0.40	0.35	0.40	0.45
	增强型	0.35	0.40	0.45	0.45	0.45	0.50

金属波纹管尺寸检验标准

　　1 、预应力混凝土用金属波纹管的内径尺寸及其允许偏差应符合表3的规定。
　　表3 圆管内径尺寸及其允许偏差 单位为毫米

内径	40	45	50	55	60	65	70	75	80	85	90	95	96	102	108	114	120	126	132
允许偏差	±0.5
注：表中未列尺寸的规格由供需双方协议确定

　　2 、 预应力混凝土用金属波纹管扁管的内径尺寸及其允许偏差应符合表4的规定
　　表4 扁管内径尺寸及其允许偏差 单位为毫米

		适用于Φ12.7预应力钢绞线			适用于Φ15.2预应力钢绞线
短轴方向	长度h	20	20	02	22	22	22
	允许偏差	0，,1.0			0，,1.5
长轴方向	长度b	52	65	78	60	76	90
	允许偏差	±1.0			±1.5
注：表中未列尺寸的规格由供需双方协议确定

　　3 、 预应力混凝土用金属波纹管的波纹高度hc。应根据管径及径向刚度要求确定，其波纹高度不应小于表5的规定。
　　于表5的规定。
　　表5 金属波纹管的波纹高度 单位为毫米

圆管直径	40	45	50	55	60	65	70	75	80	85	90	95	96	≥102
最小波纹高度 hc	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	3.0	3.0

　　4 、 预应力混凝土用金属波纹管外径尺寸、长度及其允许偏差由供需双方协议确定。
　　5 、径向刚度
　　预应力混凝土用金属波纹管径向刚度应符合表6规定
　　表6 金属波纹管径向刚度要求

截面形状			圆形	扇形
集中荷载/N	标准型		800	500
	增强型
均布荷载/N	标准型		F=0.31d2	F=0.15de2
	增强型
	标准型	d≤75mm	≤0.20	≤0.20
		d＞75mm	≤0.15
	标准型	d≤75mm	≤0.10	≤0.15
		d＞75mm	≤0.08

　　6 、 抗渗漏性能
　　在规定的集中荷载作用后或在规定的弯曲情况下，预应力混凝土用金属波纹管允许水泥浆泌水渗出，但不得渗出水泥浆。壹:预应力金属波纹管参数:

　　一:形成方法:液压成形，机械成形，焊接成形、沉积成形。

　　二:成型主要种类:主要有金属和非金属两大类。

　　三:常用金属材料:奥氏体不锈钢;耐蚀合金和高温合金;铜镍合金材料;铁素体和奥氏体双相混合的双相不锈钢。

　　四:成型技术:气压胀形和轴向加载的复合超塑成形工艺成形“U”型预应力金属波纹管。

　　五:工艺参数:主要包括超塑成形温度、胀形气压和保压时间。

　　六:超塑气压胀形由3阶段组成:

　　七:胀形阶段:（关键阶段）管坯被微微胀起、产生塑性变形、中间模块固定在管坯上即可、阶段可用较小的压力慢速变形、便得到较均匀的壁厚、气压过小管坯不产生塑性变形、气压过大则变形过大、合模时产生皱纹或不能合模。

　　八:合模阶段:（减薄最严重的阶段）不改变胀形气压、施加轴向压缩力、在轴向力和内部气压的双重作用下、产生预应力金属波纹管的波形、管坯内部空间减小使内部气压升高、管坯的表面积增大壁厚减薄。

　　九:定型阶段:使管坯波尖部分贴模、此前胀形已经完成大部分、管坯的形状与模具的形状趋同、大部分板料已经贴模、没有金属补充到变形区中来、继续变形时波尖部分减薄较多、应控制前两个阶段的塑性变形量、使合模后波尖尽量靠近模壁。

　　贰:金属波纹管损坏因素:

　　一:形式:面腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳和高温疲劳失效等

　　二:因素:温度:

　　1、低温下(在运行时金属波纹管实际壁温小于120 C)金属波纹管母材的穿孔泄漏，孔周围有裂纹存在，且壁厚明显减薄。

　　2、高温运行的金属波纹管，变形不均匀，局部有类似平面失稳现象，内壁腐蚀严重，且壁厚明显减薄。催化:催化裂化装置黑的烟气中通常含有三氧化硫，三氧化硫与烟气中的水蒸气化合形成硫酸蒸汽。此时烟气的酸露点温度在90 !180 C，如果金属波纹管的实际壁温过低(如低于120 C，原因是金属波纹管内隔热不当或设备开停造成的金属波纹管实际温度变化)，酸就会凝结在金属波纹管表面，在位移应力、压力应力及连多硫酸的联合作用下，金属波纹管发生沿晶应力腐蚀开裂，当有Cl - 存在时应力腐蚀开裂会加速。是含催化剂的高流速烟气进入到金属波纹管与导流筒之间，高速冲蚀金属波纹管或在波内形成紊流磨蚀金属波纹管，使金属波纹管管壁减薄且局部承受高温，导致其承压能力下降，直至发生损坏。

　　3、油催化裂化技术的发展，介质腐蚀性的增强，Alloy800 H、800 HT 合 金 和 Alloy625 、 625LCF 合金已越来越普遍地应用于重催装置中。根据其强度和耐蚀性的特点，Alloy800 H、 800 HT 合金较适用于金属波纹管的实际壁温不超过引起敏化的温度，又高于烟气的露点温度的低温部位。而Alloy625 、625LCF 合金则比较适用于金属波纹管的实际壁温较高，需要考虑蠕变的影响，且循环次数较多的高温部位。

　　叁:技术要求:

　　一:平板对焊接:

　　要求焊缝两面成型好，焊缝强度及塑性与母材相当，在180～200 MPa内压下，进行金属波纹管液压成形时，不破裂。 要求焊缝具有与母材相近的高温强度、耐腐蚀性及抗震性。

　　二:注意问题:

　　1、焊接热裂纹倾向大:

　　由于焊件板厚很小，焊缝冷却速度较快，可以削弱热裂纹倾向，这是实现焊接的有利条件。 只要规范选择适宜，严格焊前清理，并保证焊接过程稳定，超薄板焊接的热裂纹倾向基本可以消除 试验证明:当采用较大的焊接线能量时，在焊缝的柱状结晶界面上，容易产生热裂纹。 当焊缝有未焊透或发生电弧短路而进行补焊时，焊缝经受重复加热的部位往往产生裂纹。 为防止热裂纹形成，应采用较小的焊接线能量，使焊缝加热和冷却速度加快，这样还可使焊接热影响区缩小，有利于减小焊接变形。 此外，采用双面氩气保护，可保证双面成型优良，并有利于进一步加快冷却速度。在焊接过程中，要严格保持各工艺参数的稳定，以保证焊接一次完成，避免产生裂纹。

　　2、容易烧穿:变形是造成烧穿的重要因素

　　3、选择合适的压板压力:

　　a:压板压力不均匀是造成烧穿的又一重要因素。

　　b:当压力过大时，芯棒发生变形，弧长变化，大电弧不稳;压力过小时，则不能使管坯接头可靠固定;

　　c:压力不均，导热不一致，使焊缝不整齐，且易于烧穿。

　　d:压力的大小与被焊材料的厚度、状态及焊接速度有关，适当提高焊接速度，可使装夹要求降低。

　　e:采用琴键式压板有利于在焊缝全长上，调节压力达到均匀一致。

　　f:试验中发现，在很小的压板间距6下，虽然能够提高抗变形能力，但焊接时也仍然有焊接变形，接头平边仍然上翘，从而造成烧穿。

　　而且压板间距的减小和压板压力的增加都是有限的，因此，在装卡管坯对缝时，预留一定的间隙，以抵消焊接变形，从而解决了烧穿问题。

　　g:高温镍基合金的熔融状态流动性不如不锈钢。

　　h:在试验中发现，用纯氩做保护气体完成的焊缝，焊趾不齐，熔宽不均，有咬边现象。

　　i:为了解决该问题，在氩气中加入一定量的氢气。

　　j:加氢后，由于电弧电压升高，而使电弧功率增大;同时，氢对液态金属有稀释作用，可增加流动性。

　　k:另外，氢气作为一种还原性气体，对清理不净的焊件更有利。

　　l:在相同的焊接电流下，加氢后，焊接速度可提高近一倍，大大提高生产效率。

　　m:焊接热裂纹倾向较大。

　　n:但超薄板焊接的冷却速度快，有利于削弱这一倾向。

　　o:只要采用较小的，严格控制各工艺参数，保证一次焊成，便可防止热裂纹形成。

　　肆:适用范围:

　　现浇混凝土空心楼板（非抽芯式空心楼板浇筑工艺）

　　①大荷载、大开间、大跨度建筑;

　　②灵活间隔，点菜式住宅，用途可变的建筑;

　　③有层高限制的建筑;

　　④要求无明梁、无柱帽、自重轻的建筑;

　　⑤要求楼层隔音好，隔热优良的建筑;

　　⑥方便水平管线，安装中央空调的建筑等。

　　伍:工艺优点:

　　1、重量轻、空心率高，最大空心率可达 40%，大大减轻了楼板的自重。

　　2、预应力金属波纹管与混凝土握裹性能好，楼板整体性能强，板面不易产生裂缝。

　　3、内芯抗拉和抗压性能好，施工中不易破碎，不易弯曲，不易漏浆。

　　4、楼板跨度大，挠度小，无柱帽，使用功能佳，抗震性能好，楼盖刚度大，安全性能好。

　　5、混凝土框架结构房间无需吊顶，层高可以降低，净空得到提高。

　　6、空间灵活间隔，隔墙拆改方便，满足个性化使用要求。

　　7、封闭空腔技术，大大提高了隔音、隔热的效果。

　　8、施工方便、快捷，降低施工成本。

　　9、管线安装方便，管结无需随梁拐弯，节省施工材料和人工。

　　陆:工艺原理:

　　在现浇钢筋混凝土楼盖结构中，预应力金属波纹管采用成孔工艺，在楼盖内设计放置预应力金属波纹管，柱间设置暗梁，然后浇注混凝土，形成类似无数小工字梁受力的现浇多孔空心板，使无梁、无柱帽的现浇混凝土空心楼盖板得以实现。

　　柒:施工流程:

　　底模板安装和验收→预应力金属波纹管的预埋位置定位放线(同时楼板钢筋制作)→楼板底层钢筋的绑扎→预埋件的埋设→底层钢筋隐蔽验收→预应力金属波纹管运至工作面→预应力金属波纹管的铺设和稳固→ 绑扎楼板上层钢筋→钢筋及预应力金属波纹管隐蔽工程验收→浇筑混凝土→混凝土养护→拆模板。

　　捌:施工要点:

　　1、熟悉施工图纸和相关规范、图集，严格按照设计尺寸进行定位放线控制，进行书面技术交底和隐蔽验收的准备工作。

　　2、预应力金属波纹管运至工地验收，要求证件齐全(出厂合格证、使用证、检测报告等)。并对预应力金属波纹管的外形和规格进行检查，按规格、型号分类平卧叠层堆放。

　　3、预应力金属波纹管运至工作面后，铺放前应检查管材的外形及管端的堵头封堵是否严密，对变形或裂口处进行修补。

　　4、预应力金属波纹管的排布安装一般在梁钢筋、底层钢筋和肋间钢筋，及水电管安装预埋后进行。

　　5、根据放线位置进行预应力金属波纹管的铺设安装，在安装过程中，应在管顶铺垫木板作保护，不得直接踩踏预应力金属波纹管。

　　6、因预应力金属波纹管底部混凝土层较薄，在安装底部钢筋时，必须安放并固定好垫块或马凳筋，以确保底部混凝土层的厚度。

　　7、为保证预应力金属波纹管的间距和顺直，可用钢筋支架对预应力金属波纹管进行点焊固定，避免浇筑混凝土时左右位移。

　　8、为防止浇筑混凝土时预应力金属波纹管上浮，将预应力金属波纹管拉结锚固，一般将管拉结锚固在板底层钢筋上，根据管径大小，每 0.8-1.0 米管长锚固一次铁丝，底筋的锚固可分别放两条通长钢筋做压筋，然后用铁丝将钢筋与模板支架拉结锚紧。压筋和拉结铁丝的大小、拉结锚固间距经计算后确定或由设计院给定。

　　9、预应力金属波纹管布置和线盒及预留洞处相协调，管线盒尽可能布置在管间肋的位置。

　　10、放线布管时，如无设计要求，应将其与最靠近的梁、墙钢筋的净间距调为 50-70mm，与预留孔洞的净间距调为≥50mm

　　11、预应力金属波纹管安装完毕后，要经建设单位代表或监理人员对管材的规格、数量、位置进行验收，验收合格后填写隐蔽工程验收记录，然后进行混凝土浇筑作业。

　　玖:成型方法:

　　一:成型方法有:液压成型、机械成型、橡胶成型、焊接成型、电化学成型等。

　　二:行业常用的工艺:液压成型和机械成型是金属波纹管制造。它适于制造具有良好塑性的铜合金、不锈钢、弹性合金及高温合金等材料的U型、S型、Ω型等波型的金属波纹管，具有广泛的适应性和良好的工艺性。

　　三:最广泛、最常见的一种成型方法:液压成型

　　主要用来制造环形金属波纹管，可成型壁厚0.08~4mm的金属波纹管。金属波纹管液压成型是管坯在受内壁液体压力下，当应力超过屈服强度后，在专用模具内成型为金属波纹管。

　　四:具有工艺简单、工装制造容易，生产效率高等:机械成型

　　同时也存在产品制造比较粗糙，性能不高等缺点。它较多应用于螺旋金属波纹管，波纹膨胀节、大直径厚壁金属波纹管的制造。

　　五:胀形工艺:橡胶成型工艺

　　它是以橡胶为成型凸模，在压力作用下像胶凸模变形，把管坯按凹模型腔成型金属波纹管，成型方式通常是单波连续成型。

　　六:制造深波金属波纹管的一种有效工艺方法:

　　机械液压成型是将管坯先用滚压方法向内滚形，然后用液压方法向外胀形形成金属波纹管的成型方法。机械液压成型的金属波纹管，由于波峰、波谷都参加了变形，都达到了强化，对提高金属波纹管弹性起到了良好的作。

　　七:模具制作的要素:

　　金属波纹管液压成型模具由一个芯轴、一付推模和一付模片组成。

　　它们工作部位的截面形状相应于金属波纹管截面形状而变化。

　　材料宜用中碳钢或普通合金钢，如45、40C。

　　其强度、硬度和韧性方面的要求可与一般模具设计标准同，但膜具各部位的几何尺寸，形位公差的确定，必须根据长期实践所获得的成熟经验来考虑。

　　八:截面:

　　对于通径为150毫米以下或各种当量截面的，不同波形的中小规格的金属波纹管，推膜中心工作部位的不同轴度不能大于0。03~0。05毫米。

　　其不柱度不能大于0。05~0。08毫米。

　　尤其是对矩形截面的金属波纹管膜具，要求还要更高一些。

　　否则，在合膜的时候，就可能将管坯咬破，使之漏液，结果会由于压力损失而使波纹成型不出来。

　　即使管坯未被咬破(仅是被咬伤了)，成型时，这个部位壁厚就会更加变薄。

　　这样，必然影响它的使用寿命。

　　对于矩形截面的金属波纹管，则在四个面上的波纹厚度、波谷宽度可能产生不均匀，或是波纹深度有差异。

　　壹拾:

　　五个主要用途:

　　1.输送具有腐蚀性的化工介质或有机溶剂。(如:氮水、丙酮等)

　　2.输送高温气体，热油等高温介质 (如:热蒸气、导热油等)

　　3.输送低温或超低温介质(如:液氮)

　　4.高温环境下输送水、汽油等介质。(如:炼钢、炼焦、连铸设备中水汽系统和液压系统)

　　5.需要减震或消除噪音的管路(如:泵的进出口)