非焊连接在液压管系的应用

徐 林

上海振华重工股份有限公司疏浚船舶事业部 ，上海 200125

工程船舶区别于普通船舶有较多液压驱动工作机构。特别是疏浚船舶，液压系统总装机功率大。高效的液压系统离不开合理的管路连接。液压管路中按照连接材质的不同可分为软管连接和硬管连接，软管连接通常用于有相对运动的部件之间的连接或需要减振和冲击的地方。软管本身也属于非焊连接，但是由于软管本身的材质问题寿命不长需要定期更换。工程船液压管系中的软管用量不大。

首先为什么要选择非焊连接，传统的液压管路连接采用焊接方式。液压系统对清洁度要求高，焊接后管路的后期处理需要酸洗、磷化，液压油冲洗来保证焊接后管路内部清洁度。焊接方式连接的最大优势是成本，目前社会对环境保护要求越来越高，酸洗和磷化生产成本也越来越高。焊接基本采用手工焊接方式，早期国内的人力成本低廉，随着我国经济的快速发展人力成本占总成本比例不断提高。焊接需要人工较多，除了焊接外，还有打磨等工序都是人工完成，工人劳动强度大。

非焊连接最早应用于欧洲，这种连接方式可靠（设备保证连接质量），工人劳动强度低，管路清洁方便，不需要酸洗和磷化工序。所以在对环保要求高，人力成本高的欧美迅速扩展。进些年中国也应用越来越广泛。选择非焊连接主要是从环保和降低劳动力成本考虑，缺点就是目前元件采购成本比普通焊接方式元件略高。

以上的连接方式使用环境各有不同，在不同的系统中合理的选用能够在保证可靠性的前提下降低成本。以下为几种连接方式的对比。

1 螺纹连接

1.1 卡套方式

卡套连接方式

螺纹连接一般用于小口径的管路（管子外径小于42mm），大口径的采用法兰连接方式。螺纹连接中的卡套方式是让卡套接头体内锥孔和螺母的倒锥孔的共同作用下使卡刃切入钢管中。早期的卡套连接都是使用金属密封方式，后期在卡套的基础上增加了定位环，在定位环上硫化上橡胶使接头体和卡套的密封成为弹性密封增加了管路的抗振能力并且方便维修保养和更换。对于卡套连接方式不需要专用的设备，只需要根据不同的型号使用预装体进行预装。

1.2 扩口方式

扩口方式是把管子管口扩成喇叭状，喇叭口的角度根据接头体连确认，目前常用的是37 度括口。括口连接需要专用的设备来制作，标准的括口连接方式连接都是金属密封，密封效果和括口的精度有很大关系，进行拆装后的密封效果差，已经很少采用。目前有改进后的括口连接已经使用了弹性密封（例如增加中间体），由于成本的问题国内采用的不多。

1.3 挤压方式

挤压方式连接是目前挖泥船液压管系中使用最广泛的连接方式。管子和接头连接是依靠冷挤压实现的。挤压成型机把管子端部挤压变形，使之符合接头体和螺母的标准。根据使用场合不同可挤压成为可安装弹性密封的形状和直接金属密封的形状。根据船舶液压系统的特点通常会采用安装弹性密封件的方式。挤压方式连接是目前非焊连接中最可靠的连接方式，靠设备来保证冷挤压的精度，安装只需要按照规定的力矩上紧螺母即可。目前这种连接方式国内已经有比较成熟的国产化产品，大大降低了使用成本。

2 法兰连接

2.1 扩口方式

法兰的扩口方式通常采用37 度扩口，并且在扩口中安装中间体，中间体和管子之间的连接采用弹性密封。法兰标准根据型号可采用ISO 6162 和ISO 6164 两种标准。管子的扩口加工需要专用的扩口设备。目前扩口法兰国产化的产品也很成熟，使用成本不高。

2.2 保持环方式

保持环方式主要用于高压大流量系统，是把保持环安装在车槽（可采用普通车床或专用机床进行加工）中实现连接的。结构简单，安装方便。

连接方式最高压力（MPa）最大管径(mm)专用加工设备卡套（螺纹连接）42 38无扩口（螺纹连接）42 38扩口设备挤压（螺纹连接）80 42挤压设备扩口（法兰连接）42 115扩口设备保持环（法兰连接）42 250沟槽机（可用车床加工）注：连接方式使用的最高压力是根据管径不同确定的，不是所有规格的管径都能达到最高压力。

根据疏浚船舶最常用液压系统具体的管路参数，最适合的选择为小口径采用挤压式连接。大口径采用扩口方式。从成本上，挤压方式除了密封件其他的零部件都可以实现国产化。扩口方式已经完全可以国产化。在整船液压系统管路按照这个要求选型可以做到降低大量的人工成本，同时采购成本增加不多。非焊连接是一种发展趋势，如何降低成本更好的选用合适的连接方式是以后研究的方向。

[1]雷天觉.液压工程手册[M].北京： 机械工业出版社， 1990.

[2]徐灏等.机械设计手册[M].北京： 浙江大学出版社， 1992.

[3]杨培元，等.液压系统设计简明手册[M].中国： 机械工业出版社，1993.