非焊連接在液壓管系的應用

徐 林

上海振華重工股份有限公司疏浚船舶事業部 ，上海 200125

工程船舶區別于普通船舶有較多液壓驅動工作機構。特別是疏浚船舶，液壓系統總裝機功率大。高效的液壓系統離不開合理的管路連接。液壓管路中按照連接材質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，傳統的液壓管路連接采用焊接方式。液壓系統對清潔度要求高，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部清潔度。焊接方式連接的最大優勢是成本，目前社會對環境保護要求越來越高，酸洗和磷化生產成本也越來越高。焊接基本采用手工焊接方式，早期國內的人力成本低廉，隨著我國經濟的快速發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，工人勞動強度大。

非焊連接最早應用于歐洲，這種連接方式可靠（設備保證連接質量），工人勞動強度低，管路清潔方便，不需要酸洗和磷化工序。所以在對環保要求高，人力成本高的歐美迅速擴展。進些年中國也應用越來越廣泛。選擇非焊連接主要是從環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境各有不同，在不同的系統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，后期在卡套的基礎上增加了定位環，在定位環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和更換。對于卡套連接方式不需要專用的設備，只需要根據不同的型號使用預裝體進行預裝。

1.2 擴口方式

擴口方式是把管子管口擴成喇叭狀，喇叭口的角度根據接頭體連確認，目前常用的是37 度括口。括口連接需要專用的設備來制作，標準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系，進行拆裝后的密封效果差，已經很少采用。目前有改進后的括口連接已經使用了彈性密封（例如增加中間體），由于成本的問題國內采用的不多。

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的。擠壓成型機把管子端部擠壓變形，使之符合接頭體和螺母的標準。根據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。根據船舶液壓系統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，靠設備來保證冷擠壓的精度，安裝只需要按照規定的力矩上緊螺母即可。目前這種連接方式國內已經有比較成熟的國產化產品，大大降低了使用成本。

2 法蘭連接

2.1 擴口方式

法蘭的擴口方式通常采用37 度擴口，并且在擴口中安裝中間體，中間體和管子之間的連接采用彈性密封。法蘭標準根據型號可采用ISO 6162 和ISO 6164 兩種標準。管子的擴口加工需要專用的擴口設備。目前擴口法蘭國產化的產品也很成熟，使用成本不高。

2.2 保持環方式

保持環方式主要用于高壓大流量系統，是把保持環安裝在車槽（可采用普通車床或專用機床進行加工）中實現連接的。結構簡單，安裝方便。

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

根據疏浚船舶最常用液壓系統具體的管路參數，最適合的選擇為小口徑采用擠壓式連接。大口徑采用擴口方式。從成本上，擠壓方式除了密封件其他的零部件都可以實現國產化。擴口方式已經完全可以國產化。在整船液壓系統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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