环压连接薄壁不锈钢管的优势及应用

发布:2015-10-24 18:07      点击:
1 概述
随着居民生活水平的不断提高, 健康、 安全、 环保、 美观等观念也日益强烈,人们对室内燃气管道管材提出了更高的要求。传统的室内燃气管道通常采用热镀锌钢管或无缝钢管。低层建筑一般选择热镀锌钢管,安装时采用螺纹连接,强度试验和严密性试验不合格的现象时有发生; 高层建筑通常采用无缝钢管,安装时采用焊接连接,由于受到焊工水平或者施工场地等条件的限制,射线照射或超声波检测时,焊口质量不合格现象也经常发生。同时, 燃气用户的私接乱改现象屡禁不止, 给安全用气带来隐患
目前,一种环状压缩紧固面密封施工工艺的燃气管材———环压薄壁不锈钢管已经应用于燃气领
2 薄壁不锈钢管与传统钢管的比较
2. 1 连接方式比较
传统钢管连接方式
传统钢管通常采用螺纹连接和焊接连接, 热镀锌钢管多采用螺纹连接, 无缝钢管一般使用焊接连接,这两种连接方式各有特点
a. 螺纹连接: 连接速度较快, 管件结构简单, 但螺纹连接对管材管件壁厚要求较高,螺纹连接部位受热胀冷缩或其他外力的影响容易漏气
b. 焊接: 相比螺纹连接而言, 焊接连接更加可靠; 电焊气体保护焊施工难度大, 对焊工有较高的技术要求; 在建筑物内焊接存在消防隐患; 需要用无损检测检查其焊接质量
薄壁不锈钢管连接方式
薄壁不锈钢管主要有卡压连接和环压连接等方式,其共性是无焊连接, 安装快捷方便, 安装时需专用工具目前已广泛用于 DN100 mm 的不锈钢管
a. 卡压连接
20 世纪 50 年代,卡压连接技术在瑞典诞生, 推
进了不锈钢管的薄壁化, 结束了不锈钢管的贵族历史该连接是利用金属材料自身的有效刚性用带有特种密封圈承口管件连接管材, 用专用工具压紧管口,从而起到密封和紧固作用的一种连接方式
b. 环压连接
薄壁不锈钢管环压连接的实质是利用金属材料自身的有效刚性用专用工具压紧管件管材而加以紧固和密封的一种连接方式这项技术不但减小钢管的壁厚,并且管材管件是在工厂惰性气体保护条件下焊接生产,避免了高温区的敏化,质量比现场焊接更可靠大大提高了用气的安全可靠性, 施工速度快,效率高

2. 2 户均综合成本比较
无论是低层民用建筑还是高层民用建筑, 每户的燃气管道长度基本一致, 以下分别对 6 层民用低层建筑和 30 层民用高层建筑两种方案进行建筑全生命周期内户均综合成本比较, 比较结果见表 1价格调差是指因计算定额较旧而增加的材料费用


由于低层建筑户内燃气管道通常采用热镀锌钢管,所以未计算低层无缝钢管的综合成本由表 1数据可知,由于薄壁不锈钢管无需价格调差,无论低层建筑还是高层建筑采用薄壁不锈钢管作为燃气管道,均具有明显的成本优势
3 环压连接与卡压连接的比较
环压连接的技术特点是: 环状压缩紧固面密封” 。这项技术的核心就是在提高系统连接可靠性的前提下, 通过降低连接强度对钢管壁厚的依赖,使管材的薄壁化更进一步,节省为保证金属管刚性而增加设计的壁厚材料卡压连接与环压连接的连接结构见图 12
由图 1 可以看出, 卡压连接的紧固方式是通过外力将管件和管材强制挤压为六角形, 利用金属的刚性通过变形在六角形的 6 个角点增大管材与管件
的摩擦阻力实现抱紧环压连接不改变管材的外部形状,而是通过外力沿圆周方向强制收缩管件的外径迫使管件下凹嵌入管材,如同螺纹相互咬合,同时强制收缩在管件环压同心圆的每一个点上均产生均匀的抱紧力,使管件牢固地箍住管材,连接强度成倍增长此外, 卡压连接是以橡胶 O 形圈进行密封,其密封接触面有限, 呈线状密封从理论上讲,密封的实现只需要一条完全封闭的线, 但这样对管材管件及密封圈的精度要求比较高, 同时安装过程也要求小心谨慎, 稍有操作不当就会出现漏气环压连接专门设计有一段密封腔, 由管材套上圆筒状密封材料,插入管件后在现场施工中压制完成,为状密封环压中, 首先会在密封部位形成一个封闭的密封腔,通过压缩腔体的容积使密封材料充分填充腔内的空间和缝隙, 进一步施压挤出多余的密封材料后锁死密封腔基于上述技术特点, 环压连接的强度对金属材料刚性的依赖减小, 可实现管壁更薄的管路系统连接,其抗拉拔强度不仅没有降低,甚至还高于卡压连接的强度
4 环压连接的技术优势
更加可靠的密封性能
环压连接为密封, 腔体两端呈楔状密封,加之密封腔的工作面宽, 确保了系统连接防渗漏性
高效便捷的施工工艺
环压连接对管材管件配合公差的要求比较宽,施工人员只须将密封圈套在管材上插入管件, 然后用环压工具进行压制压制时工具模块自行找位,到位后自行卸压, 操作全过程傻瓜化, 能有效地保证施工质量,对施工人员的要求也不高此外,环
压连接还具有旋转不渗漏二次压接修复等特性,对提高工程安装质量和效率具有积极的作用以太原某高档住宅小区的工程实践为例, 该小区住宅平均层高 3 m同样工作时长的情况下, 采用传统钢管每组安装作业小组( 2 人) 每天可安装 15 ~ 20 户内管道采用环压薄壁不锈钢管连接,由于三通变径管等管件都是在工厂里提前加工的,且不需要焊接防腐和无损检测, 每组安装作业小组( 2 人) 每天可安装 20 ~ 25 工作效率提高了约 25% ~ 30% 节约了人工成本
低廉的综合成本
a. 环压管件采用常规工艺和通用设备就能实现批量生产,产品成品率高
b. 环压连接薄壁不锈钢管对钢管壁厚的依赖程度比较小,公称直径同为 15 mm 的薄壁不锈钢管,传统卡压薄壁不锈钢管对钢管壁厚的要求为0. 8mm ,环压连接薄壁不锈钢管对壁厚的要求仅为 0. 6mm; 二者抗拉拔强度不同, 卡压连接抗拉拔强度大3. 0 MPa, 环压连接抗拉拔强度大于 4. 5 MPa, 故环压连接比卡压连接更节省材料, 更具备推广普及的条件
c. 环压连接施工工艺不需要无损检测, 不但大大缩短了工期,还降低了综合成本
施工作业更加安全
由于现场施工不需要焊接, 不但杜绝了因焊花飞溅引起的火灾, 同时也减少了施工用电引起的安全隐患高层建筑室外立管如果采用环压薄壁不锈钢管涂高分子材料作为防腐层, 接头位置不需要补充焊口的防腐,不但保证了防腐层的质量,缩短了室外高空作业时间,同时提高了施工作业的安全性
安全供气的有力保障在安装时,需要专业的环压工具,只有经过培训的施工人员维修人员才能够操作专业工具,从技术层面杜绝了燃气用户私接乱改现象, 不但大大提高了供气的安全性,而且降低了偷盗气的可能性
5 环压式不锈钢管在燃气领域中的应用
CJJ 942009城镇燃气室内工程施工与质
量验收规范中第 4. 3. 3 条第 4 款的条文说明中指出: 目前薄壁不锈钢管的机械连接方式,在已有的卡套式卡压式连接方式的基础上有改进和发展; 例如已在室内燃气管道上采用环压式的连接方式, 可达到燃气系统的检验要求; 目前这种连接方式已有四川省工程建设地方标准 DB 51 /T5035燃气用环压连接薄壁不锈钢管道工程技术规程及公安消防部门的推荐
在实践应用方面,自 2003 年环压薄壁不锈钢管面市以来,工程案例已遍及全国, 在北京奥运村海世博会广州新电视观光塔以及机场等重点工程项目中安装和使用,应用领域逐步由直饮水生活冷热水领域向燃气领域延伸
6 结语
随着环压薄壁不锈钢管在燃气领域中表现出良好的安全性卫生性低成本高效率美观大气的外观形象等特点,环压薄壁不锈钢管作为一种新材料新技术必将在燃气领域中得到燃气用户的广泛认可燃气企业的大力推广目前薄壁不锈钢管只有企业标准和地方标准,产品质量也参差不齐, 建议国家相关部门尽快出台国家标准,确保生产施工和应用中各个环节的质量安全

 
原作者:山西省燃气规划设计研究院有限责任公司 杜龙飞