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1、溝槽式卡箍管道連接技術 摘要:溝槽式卡箍管道連接技術在我國消防系統(tǒng)得到廣泛應用,與法蘭和焊接施工技術相比較具有結構合理、強度高自密封作用、使用壽命長、連接管道處于柔性狀態(tài)的優(yōu)點,并且安裝和維修簡潔、方便,在消防管道具有較高的推廣價值?! £P鍵詞:卡箍,柔性,管道連接,密封膠圈 前言 隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展,大規(guī)模的消防管道被廣泛應用,管道的材料一般選用鍍鋅鋼管。鍍鋅管道具有耐腐蝕,不易污染輸送介質(zhì)的優(yōu)點。然而對于管道尺寸DN≥100的鍍鋅管來說,絲扣連接很難滿足壓力要求,并且施工難度大。對于管道尺寸DN>150的管道往往采用焊接。
2、以前老的施工方法有管道焊接施工,法蘭連接;然后編號拆卸,到工廠進行二次鍍鋅;再對號連接。這樣一來必然延長了施工工期,增加了施工成本。鍍鋅管溝槽式卡箍連接是近幾年在國內(nèi)建筑系統(tǒng)常用的一種連接方式,其施工方法克服了套絲困難,焊接二次鍍鋅的問題,具有安裝維修方便快捷的優(yōu)點,目前正在建筑消防管道上大量推廣使用?! ?、溝槽卡箍的基本結構形式和工作原理 溝槽式卡箍是卡箍卡在管道的環(huán)槽上,保證管道受足夠的軸向拉力時不被拉開,卡箍只需兩條螺栓即可鎖緊,與法蘭相比緊固簡單、方便、可靠。用溝槽卡箍連接的管子,管道端面直接一般留有2~3mm間隙,可以保證管道
3、少量軸向位移。接管間隙密封是靠被壓緊的橡膠圈來實現(xiàn)的,結構如圖: 溝槽卡箍工作原理是管道內(nèi)介質(zhì)進入C型橡膠圈,利用介質(zhì)自身的壓力使橡膠圈壓緊在管箍腔內(nèi),保證密封,另外橡膠圈的尺寸略大于管箍和管道形成的空腔,螺栓擰緊后,橡膠圈進一步被擠壓,密封效果進一步加強。 2、溝槽卡箍管件連接特點: 2.1結構合理,受力強度高 溝槽卡箍的工作狀態(tài)相當于受壓容器,輸送介質(zhì)的軸向力由卡箍承擔,螺栓承擔徑向力,由于卡箍的寬度有限徑向力遠小于軸向力。法蘭連接時,螺栓承擔全部的軸向力和墊圈壓緊力?! ?.1良好的密封作用 溝槽卡箍的密封主要通過C型密封圈
4、實現(xiàn),可形成三重密封。不安裝卡箍時靠密橡膠圈形成第一道密封;卡箍安裝后,橡膠圈被卡箍進一步壓緊形成第二道密封;當管道內(nèi)介質(zhì)進入橡膠圈的C型腔,反作用于橡膠圈的密封唇上,增加了密封唇上,形成自密封。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn),溝槽管箍連接的系統(tǒng)滲漏率在1%左右,遠低于螺紋連接?! ?.3安裝和維修快捷、方便 溝槽卡箍安裝只需一把扳手即可,不需要割開和焊接,節(jié)省了大量輔助工作量和費用。通過拆卸卡箍,即可方便更換維修,特別是局部檢修,只需要松開兩個卡箍即可任意一段管道平移出檢修,避免絲扣連接需大量拆除管道,焊接需切割才能維修的困難。 3、溝槽卡箍的技術性能
5、分析 3.1管道壁厚減薄對管道承壓影響 溝槽卡箍連接的管道,管道經(jīng)過溝槽機擠壓后管壁將會減薄,減薄后的管道對使用性能是否有較大的改變,這是十分關心的問題。根據(jù)對多組滾壓后的管道進行測量,對于不同的管道槽深一般在1.6~2.7mm,減薄率在8%左右。 對于鍍鋅鋼管DN50~150滾槽后,管道滾槽處的最小壁厚見表1,根據(jù)下面公式計算出管道的允許承壓,有表1明顯看出,管道的工作壓力遠小于管道的允承壓力,因此鍍鋅鋼管的減薄不影響建筑消防管的正常使用。 P=(1-C)?δ/D×200?[ε]?φ 式中:P——管道的允許承壓(MPa) C—
6、—管道壁厚的附加量(mm) D——管道外徑(mm) δ——減薄后壁厚率(%) [ε]——材料的許用應力(fkg/mm2) 表1滾槽后管道承受壓力 3.2管道內(nèi)徑減少對管道系統(tǒng)阻力的影響 鍍鋅鋼管在滾槽后,滾槽部位的內(nèi)徑減少對管道阻力的損失也值得注意,有人對現(xiàn)場的滾槽后管徑減少進行了測量計算,得出滾槽后管道內(nèi)徑減少率約在5%左右,其阻力為:常用的一個90°彎頭增加管道阻力為0.3~0.4,溝槽卡箍連接管道阻力約為0.02,占彎頭阻力的5~6%,因此就整個系統(tǒng)而言,溝槽卡箍連接對系統(tǒng)阻力影響不大?! ?.3溝槽卡箍連接成本分析 溝
7、槽管箍連接管件的價格對消防系統(tǒng)的初期投資有一定影響,造成投資增加。采用溝槽卡箍連接比分段法蘭連接投資高,但是溝槽卡箍連接減少了二次鍍鋅的費用,在整個工程造價上與法蘭連接相近。綜合考慮后期的維護,溝槽卡箍連接綜合效益較高?! ?、溝槽加工要求 由于溝槽卡箍連接的特點,卡箍連接處的強度低于焊接強度,并且卡箍位置的管道存在兩個游離端,故連接處是管道最薄弱的環(huán)節(jié)。在施工過程中能否在管道外壁上加工合格的溝槽,是溝槽卡箍連接的關鍵之一,否則可能會造成接口漏水,甚至滑脫事故。對此進行管道滾槽要嚴格按照規(guī)范進行,符合下表: 5、施工中應注意問題
8、鍍鋅鋼管溝槽卡箍連接國家技術規(guī)范及施工驗收規(guī)范相對滯后,給施工、監(jiān)理造成困難。滾槽質(zhì)量好壞,是影響卡箍連接的關鍵因素,施工中應該嚴格按照規(guī)范進行施工。溝槽卡箍連接目的是為保護鍍鋅