薄壁不锈钢管连接技术(二) - 金辉铭

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薄壁不锈钢管连接技术(二)

国内薄壁不锈管管道连接[3]

       我国薄壁不锈管管件的开发,在借鉴国外标准同时,结合自身专利,其产品可谓缤纷多彩。据笔者调研,可归结为压缩式、卡压式、伸缩可挠式、焊接式、法兰式、活接式、沟槽式、粘接式等八大类别(尚有派生系列)及其连接方式。

3.1 压缩式

       国产压缩式管件与国际上通称的压缩式管件一样,由配管插入管件承口,通过螺母紧固,使密封圈压缩起密封作用的一种连接方式(图1)。首先,它似同管道传统的螺纹连接,所不同的是,在螺纹连接基础上,又加一道密封圈密封,另外其螺纹需事先加工并与管件本体焊接而成,配管需专用工具胀形,整个管件还包括预制的螺母。

② 适用范围:≤DN50的明装、暗敷管道。

③ 优点:安装简单,能拆卸,便于维修,明装管道亮丽豪华,如同饰品。

④ 缺点:成本高(管件体积大,重量重,生产工序多)。

3.2 卡压式和卡环式

① 卡压式,配管插入管件承口(承口内带有橡胶密封圈)后,用专用工具压紧管口而起密封和紧固作用的连接方式(图二)。

② 卡环式(图三),与卡压式大同小异。

③ 适用范围:≤DN100的明装、暗敷管道。

④ 卡压式、卡环式与2.1节国外压紧式原理相同,都是用专用卡钳压紧使配管、管件受到径向力而达到密封和紧固的效果。卡压式与卡环式两者主要区别是,前者压紧一次即可,后者要求配管、管件轴向旋转30°90°后再压紧第二次。

⑤ 优点:安装方便。

⑥ 缺点:橡胶圈不可能与不锈管同寿命,一旦渗漏维修麻烦;且管径愈大,卡压愈难。

3.3 伸缩可挠式

① 伸缩可挠式,配管插入管件承口,紧固内螺母,通过挤压环使密封圈受压起密封作用的连接方式(图四)。    

 

② 伸缩可挠式适用管径为≤DN60,其原理与2.1节国外的推紧式类同。

③ 轴向有伸缩、径向有可挠作用,防地震、基础下沉能力强,但成本较高。

3.4 焊接式

薄壁不锈管焊接式连接可分承插氩弧焊式和对接氩弧焊式两类型。

① 承插氩弧焊式连接,由配管插入管件承口,用钨极氩弧焊(TIG)熔焊焊接成本体一色的通称无接头连接的连接方式(图五)。所谓承插式、焊接式都是管道常见的连接方式,创新的承插氩弧焊式管件和连接方式,是吸取传统的承插式管道连接和焊接式管道连接两者之长,并进行有机的结合,以适应不锈钢良好的焊接性能。

该管件承插口与管件本体用TIG焊接,且承插口设计有特殊的延伸边,安装施焊时以替代焊丝用,整个管件壁厚一般不低于同口径配管的壁厚。另一种承插焊式管件,其承口采用扩口方式加工,工艺简单,成本低,安装施焊时需用焊丝(也有不用个案)等辅料,但目前仅≤DN50为多。

② 对接氩弧焊连接,由配管与管件对接或配管间对接,用TIG焊熔焊焊接成无接头连接的连接方式(图六)。施焊过程均需焊丝或焊条,一般用于DN100以上管材,其壁厚相对较厚,配管端口应先坡口,以TIG焊为好,如需多道施焊时,也应TIG焊打底,其余各层允许采用焊条电弧焊。

③ 焊接式连接适用范围见表一。

表一  焊接式连接适用范围

型式

适用管径

特点

适用场合

承插氩弧焊

DN15100

承插口用TIG焊,无接头连接,管件壁厚,有延伸边,施焊时不需焊丝,焊接速度快,质量好

明装、暗敷,在管道井、嵌墙等场合,无接头连接更具特殊优势

DN1550

承插口用扩口方式,无接头连接,管件壁薄,成本低,施焊时一般需用焊丝,质量好

对接氩弧焊

DN15100

无接头连接,施焊时需用焊丝

DN100

  无接头连接,施焊时需用焊丝,配管坡口,可多道施焊

3.5 法兰式

薄壁不锈管法兰式连接可分平法兰、活接法兰和卡箍法兰等几种类型。

① 不锈钢平法兰,是类同碳钢法兰的传统式法兰,两法兰盘之间的密封垫应视输送介质而定,紧固件大小与数量按工作压力与管径尺寸,可参阅国标选用之。

② 活接法兰,在两片不锈钢平法兰之间,夹有不锈钢密封环,该环两侧各衬一个密封圈,同样用紧固件紧固。区别在于活接法兰配合面开有沉孔,以镶嵌不锈钢密封环。

③ 卡箍法兰,不锈钢二哈夫卡箍与法兰片以锥形槽配合,两法兰片间衬有密封垫,用紧定螺钉紧固(图七)。

④ 上述平法兰、卡箍法兰与配管连接采用氩弧焊(TIG)焊接。用活接法兰,配管端口需预先翻边。各种法兰连接的适用范围见表二。

表二  法兰式连接适用范围

型式

适用管径

特点

适用场合

 平法兰

DN15200

大小管径均可

最常用。其中小口径平法兰一般与带有法兰的管路附件相匹配

活接法兰

DN65150

可拆卸

对介质温度变化较大的管道密封最适用

 卡箍法兰

DN15100

来自国际医药行业GMP技术,连接可靠,拆装灵活,一般与其他连接方式配合使用

用于安装过程中最后有困难的接口位置或需拆卸较多(如与阀门连接做活接头用)的部位

3.6 活接头

两配管端口90°翻边后,在对接平面间依次安放O型密封圈、金属密封环和垫圈,用预先套入的内、外螺母两管件啮合力,使管件密封的连接方式。

适用范围:以DN15DN150的明装管道为主,属可拆卸连接。

3.7 沟槽式

两配管端部加工沟槽后,对接时将卡箍(内衬密封圈)卡入沟槽内,用扳手拧紧卡箍上的螺栓,起密封和紧固作用的连接方式。

适用范围:≥DN100管道,可拆卸,沟槽式管件的卡箍,材质为球墨铸铁,有刚性、柔性之分。

3.8 粘接式

配管端部缩径成锥形,管件承口(内也为锥形)用胶粘剂粘接而成的连接方式。

胶粘剂有厌氧性密封胶粘剂等,适用范围DN15DN100

若干连接方式综合性能比较

薄壁不锈钢管,目前国内在建筑给水管道应用较多的有卡压式、焊接式等若干种连接方式,按收集的资料汇总见表三。

表三 若干连接方式汇总

型式

国际上统称

连接原理

适用范围

性能简析

备注

压缩式(A

压缩式

螺纹压缩连接

≤DN50 明装、暗敷

可拆卸,使用管径范围窄

螺纹连接属传统的管道连接

卡压式(B

压紧式

工具压紧连接

≤DN100明装、暗敷

安装便捷,DN50以上卡压效果下降

卡压属机械连接,管径愈大,配管、管件、密封圈产生变形愈困难

伸缩可挠式(C

推紧式

螺纹推紧连接

≤DN60明装、暗敷

防震、抗基础下沉能力强,成本高,适用管径范围窄

管件锥形承口和锥形密封圈有伸缩与可挠功能

焊接式(D

焊接式

氩弧焊焊接无接头连接

≤DN200明装、暗敷

适用范围广,对中、高档建筑的给水管,尤其在管道井、嵌墙场合,无接头连接更具有特殊优势,安装相对麻烦些

奥氏体不锈钢具有良好的焊接性能

② 薄壁不锈钢管焊接式等连接方式综合性能比较表四。

表四 若干连接方式性能比较

内容

综合性能比较

结论

适用管径范围

DBCA

D适用范围广

安装简易度

BACD

B安装简捷

防震抗基础下沉

CDAB

C抗灾能力强

管件连接性能

DCAB

D耐压高,气密性好,拉拔力大 

使用寿命

DCAB

D无接头连接寿命长

价格

DBAC

D成本、价格低

. A压缩式,B卡压式,C伸缩可挠式,D焊接式。

小结

① 薄壁不锈钢管管道连接技术,富有多样性和特色性,为设计与应用单位提供了多种选择的平台。

② 人无完人,金无赤金,管道的各种连接方式,目前尚存在良莠不齐的现象,确实没有绝对的最好,只能说更合适某种工况而言。

③ 面对建筑给水薄壁不锈钢管道连接,选用时应注重建筑物的档次(如按建筑类型和功能分高、中、低档),注重水质对安全性、卫生性的要求(如冷水、热水、直饮水),注重水压要求(各种连接方式都受压力和管径大小的制约),更应注重敷设场所(如明装、嵌墙等直埋式、管道井等非直埋式)差异的种种因素,做出综合性能与效果的最佳选择。