配管与连接是水刀的高压水射流设备的重要组成部分。高压流体自泵端至喷头间往往要经过较长的距离，其间还应有控制阀、各种接头等。配管和连接是否恰当直接影响系统的性能和工作寿命，必须引起高度的重视。高压水射流系统的特点是压力高、流量小，其配管主要为高压软管和小直径硬管。常用管子与管路附件的公称通径及公称压力，应根据流量、压力、工作场合等合理选配。高压水射流设备连接形式很多，一般可分为零件与零件连接、零件与管件连接、管件与管件连接等；根据工作压力又可分为高压连接、超高压连接。

高压软管主要包括钢丝编织、缠绕或纤维丝编织增强的橡胶管、树脂管、尼龙管等。一般由内层、增强层和外包层组成。软管内层为耐油、耐水的橡胶或尼龙；增强层为碳钢丝或不锈钢丝相互编织或缠绕而成，也有采用高强度纤维丝编织的；外层则为橡胶或树脂覆盖层，具有一定的耐油、耐候性。软管总成的性能体现在几个方面，包括软管本身的性能、接头的性能。由于高压水射流设备工作环境复杂多变，因而软管的使用寿命各不同。软管的损坏以鼓包、穿刺和接头拔脱最为常见。

高压水射流设备用高压软管特点是工作压力高，现有标准滞后其产品。GB/T3683-92规定了对钢丝增强液压橡胶软管和软管总成的有关要求，但仅限定在工作压力为35MPa以下的3层钢丝增强的橡胶管。

1．尺寸要求

(1)成品软管的内径、增强层外径和软管外径都必须满足适当的尺

寸要求。

(2)管壁厚度差按的规定。

(3)软管应按买方要求长度供货，长度公差为±1%或±3mm，取其中较大值。

2．技术要求

(l)软管的试验压力应是设计工作压力的2倍，最小爆破压力不小于设计工作压力的4倍。

(2)软管应在大于规定的最小弯曲半径下工作。

(3)在设计工作压力下，软管的长度变化不得超过1%-2%。

(4)软管及软管组合件应进行脉冲试验，试验时通径不大T：22nlm者，可平直或弯曲90。。

(5)软管组合件在上述试验过程中应无泄漏或其他异常脱象。

(6)软管的其他工作性能应符合。

(7)软管不允许有气泡、裂口、海绵、脱层、裸露钢丝等异常现象。

3．试验方法

(1)软管尺寸和同心度测量按GB/T9573的规定执行；

(2)软管的液压性能试验按GB/T5563规定执行；

(3)软管的脉冲性能试验按GB/T5568的规定执行（试验过程中如接头拔脱或邻近接头25mm以内发生损伤，均视为接头引起的损坏。可重新取样试验）；

(4)软管组合件的泄漏试验按GB/T5563的规定执行；

(5)软管低温弯曲试验按GB/T5564的规定执行；

(6)软管内外胶层耐液体性能试验按GB/T1690和GB5562的规定执行；

(7)软管各层间黏附强度试验按GB/T5562的规定执行；

(8)软管耐臭氧性能试验按GB/T9571的规定执行。

由于高压水射流设备工作压力高且确脉冲压力存在，故而耐压是对软管的主要要求。JB8526-97《高压水射流清洗作业安全规范》中规定软管的试验压力为工作压力的1.5倍，爆破压力为工作压力的2.5倍，这一要求缘于其工作压力高于一般液压软管。

高压软管必须配有接头才能使用。接头可采用专用设备扣压在软管端部，也可采用螺纹或螺栓压紧在管端成为可拆卸式连接。扣压式软管接头成本低，装配工作量小，承压能力高。虽然高压软管接头型式很多，但高压水射流系统中应用的不过以下几种。

内螺纹平端面软管接头。它可与带O形圈或紫铜垫的管接头或快换管接头连接，使用最为广泛。GB9065.3-88给出的这种接头尺寸，其值仅适于压力35MPa以下。外螺纹平端面软管接头，其最大好处是可直接接固定喷头，以便进入管内作业，因而应尽量控制扳手尺寸S，使其不超过软管外径。锥面带O形圈的内螺纹软管接头。这种接头在国外应用较多，其工作压力最高可达150MPa，通径为4-25mm。其他类型的软管接头，这些接头类型在高压水射流设备中较少使用。弯管总成主要有30°、45。、90。三种，主要用于固定连接的特定场合。压力较高时一般用联通块来改变方向，因而在高压水射流系统中弯管总成应用不多。9.2  超高压软管及其总成超高压软管系指工作压力在IOOMPa以上的钢丝编织、缠绕橡胶管或树脂管，其钢丝增强层达4-6层。软管内层材料为聚甲醛( polyoxymethylene)或聚酰胺(polyamide)，外层均为聚酰胺。超高压软管的检验指标如下：

(l)爆破压力：应达到工作压力的2.5倍及以上；

(2)试验压力：工作压力的1.5倍，并保压2分钟无损坏；

(3)脉冲压力：0压力～工作压力下50000次压力脉冲无损坏，工

作压力为l00-280MPa时脉冲频率为15次/min，280MPa以上时为110次/min。钢丝编织超高压软管规格尺寸如表9-7所示。超高压软管总成接头一般采用60。锥面密封结构，型式如表9-8所示。

9.3高压软管的使用

(l)压力匹配：高压软管的规定使用压力应与高压水射流系统的额

定工作压力一致，否则会大幅度降低软管的工作寿命。高压软管工作寿命和使用压力的关系。由图可看出，当实际使用压力超过规定使用压力的1. 25倍时，软管工作寿命即下降50%。另外，高压泵工作过程中的压力波动以及截流型枪（阀）关枪瞬间的压力冲击，也对软管使用寿命有很大的影响，尤其是后者影响更大，因此高压水射流系统应尽可能使用溢流型枪（阀）。

(2)适当的通径：高压水射流系统软管长度通常在十几米至几十米之间，在如此长的输送距离下，其压力损失是相当大的。

通常软管允许流速不超过6m/s，也就是说通径10mm的软管流量不应超过28L/mm。实际使用中，由于大直径管承压较低，特别是高压下，流速远超过此值，因而软管压力损失不容忽视。例如，流量为70L/min时，选用≠8管压力损失为0. 547MPa/m；如选直径为5mm的软管则压力损失

高达6. 9MPa/m。软管的压力损失。压力损失也可用下述公式计算。从压力损失的角度来讲，软管尺寸越大压力损失越低，但从实用的角度来看，软管直径小更为有利。原因如下：其一，直径小，则软管本身以及内部液体均较轻，更易于操作；其二，软管更易进入管道内部，可直接用柔性管清洗；其三，承压能力相同的情况下，直径小的软管相对更便宜。

一般情况下，50L/min以下流量可选通径6- 8mm软管；70 -130L/min选8-12mm软管；超过l30L/min选12mm以上软管。一般水射流作业6-12mm通径的软管完全可以满足使用要求。

(3)弯曲半径：软管在使用过程中不得扭曲，并应尽量避免弯曲。如确需弯曲，其弯曲半径应不小于规定值，否则会导致增强层外侧钢丝被拉伸，内侧钢丝被极度压缩，而降低整个软管的耐压强度，进而影响使用寿命。弯曲半径与使用压力的关系。由图可知，若使用弯曲半径为规定最小弯曲半径的1/2时，则使用压力仅为规定值的1/3。  对于软管的使用、存放、保管等还有一些其他要求，应尽可能遵照执行。软管使用时，应避免重物碾压、锐器碰伤以及表面胶层的过度磨损，发现有鼓包应立即降压使用或予以更换。为确保安全，相连软管的接头处应安有柔性扣）以防接头突然断裂或拔脱伤人。柔性扣可用短钢丝绳或缆绳制作，直接扣在两根软管的端部。在软管与手持喷枪连接处万一此处软管破裂或接头损坏，护管可使操作者免受伤外加设钢丝编织护套，这种护套既可承受软管的质量，用于软管悬空作业，又可防止软管甩脱伤人。

不锈钢无缝钢管（又叫硬管）广泛用于高压水射流系统中。虽然高压水射流设备工作介质温度不高，但存在压力脉动以及高压阀的频繁动作，形成交变载荷，引起管路的振动和疲劳破坏，必须在设计中加以重视。

超高压硬管的设计主要集中在材质、尺寸规格、加工工艺等方面。通常选择强度高、塑性好、冲击韧度高、疲劳强度高、组织致密均匀的钢材。常用材料包括lCr13，ICrl8Ni9Ti，40CrNiMo，OCrl8Ni9，40CrN12MoA等。

由于国内尚无统一的超高压无缝钢管系列，因此选用购买均比较麻烦，早期高压聚乙烯装置中大多采用进口管。部分小直径硬管使用情况。

高压水射流设备用钢管通常通径较小，一般在2-10mm之间，壁厚必须在2. 5mm以上。通径在3mm以内、外径约7mm的小直径管，用于水射流切割系统或者清洗设备中清洗细管的喷杆；而大直径管用于自主机（泵或增压器）至工作区主管路，在高压水射流清洗系统中用作枪管、喷杆等。在480MPa压力下，不锈钢材料OCr18Ni9、ICrl8Ni12M02Ti均可使用，其钢管规格（外径／mm）×(壁厚／mm)为6.4×2.4.9.6×3.15.

14.4×4.8。当雷诺数小于15000时，管路压力损失可由下述方程确定超高压钢管在制造加工的过程中都有严格的要求。钢管坯料须由真空冶炼，并经电渣重熔，其化学成分、力学性能都应专门检测并符合要求。对钢管成品还应进行下列检查：

(1)钢管尺寸公差：外径、内径、壁厚；

(2)力学性能：抗拉强度、屈服点、伸长率、断面收缩率、硬度；

(3)钢管内表面：裂纹、缺陷、表面粗糙度、脱碳层厚度；

(4)钢管外表面：各种缺陷及表面粗糙度；

(5)弯曲度要求；

(6)冷弯试验；

(7)爆破试验。

钢管内表面粗糙度应达到R。3.2，外表面粗糙度应在R。6.3以上，以提高疲劳寿命并降低管路压力损失。钢管爆破压力应不低于下式的计算值，取样长度≥0.5m。

超高压硬管的端部螺纹超高压硬管端部一般做成螺纹以便于连接。由于螺纹根部形状的影响，极易造成螺纹根部的应力集中现象，在压力脉动以及管道振动等因素影响下，发生疲劳破坏，造成根部断裂。一般管端螺纹的结构形式。结构加工方便但应力集中较图。结构严重。为了提高螺纹的疲劳极限，应确保螺纹的加工精度和表面粗糙度。300MPa管子端部螺纹型式与尺寸。对螺纹部分的基本技术要求如下：

(1)螺纹基本尺寸符合GBl9681的规定，公差按达到GBl97-81规定的二级精度要求，螺纹牙型槽底为圆弧形；

(2)螺纹收尾槽符合GB3-79的规定；

(3)螺纹表面不应有裂纹、凹陷等影响强度的缺陷，并清除第一圈不完整的螺纹；

(4)d与D。轴心线应重合；

(5)螺纹部分应采取措施以防咬伤。

由于高压水射流设备用管较长，管端锥面和螺纹不能在车床上加工时，可采用专门手动工具完成。

超高压水切割系统的硬管必须具备要求的冷弯形状。冷弯工艺多采用手动或气动液压弯管机实现。液压压力为70MPa，气动压力为0.2-0. 8MPa。硬管冷弯的最小弯曲半径见表9-12。可见，弯曲半径：通常是管子外径的5-10倍左右。250MPa下管子弯曲半径可参考下表。冷加工弯曲后应进行退火处理以消除内应力，但退火处理温度不能超过钢管调质处理时的回火温度。冷弯后的高压管还应检查其壁厚减薄率及内圆变化情况。通常，300MPa左右压力下，壁厚减薄率应在7%以下，椭圆度在3%左右。

弯曲蛇管是硬管常用的弯曲形式，它是将硬管绕成扭转弹簧状以实现柔性连接。通过选择进出水管相对于蛇管的位置，可在运动点间实现旋转、平移及两者的复合运动，而无需硬管及其接头间的相对运动。这种硬管常用外径为6. 3mm。弯曲蛇管用于两座标线性运动的调节，即相对于管子轴线的平行和垂直运动；用于局部旋转调节的角运动型弯曲蛇管。这些弯曲蛇管的设计可参考标准扭转弹簧的设计标准，并考虑由于内压所产生的应力。用弯曲蛇管连接的可靠性很高，只要运动和空间允许就应该优先采用这种方法。高压旋转接头使得相连硬管可相对旋转。旋转接头空间紧凑，用于有连续的旋转运动场合。典型超高压旋转接头可完成单轴旋转运动。旋转接头配以各种弯曲蛇管即可完成直通、摆动、旋转及各种复合运动。根据使用场合不同，水刀高压密封寿命在40-500h，摆动比连续旋转运动密封寿命要短。