溝槽式卡箍管道連接技術(shù)

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　　摘要：溝槽式卡箍管道連接技術(shù)在我國消防系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，與法蘭和焊接施工技術(shù)相比較具有結(jié)構(gòu)合理、強(qiáng)度高自密封作用、使用壽命長(zhǎng)、連接管道處于柔性狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)，并且安裝和維修簡(jiǎn)潔、方便，在消防管道具有較高的推廣價(jià)值。
　　關(guān)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(yīng)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(diǎn)。然而對(duì)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(duì)于管道尺寸DN>150的管道往往采用焊接。以前老的施工方法有管道焊接施工，法蘭連接；然后編號(hào)拆卸，到工廠進(jìn)行二次鍍鋅；再對(duì)號(hào)連接。這樣一來必然延長(zhǎng)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(diǎn)，目前正在建筑消防管道上大量推廣使用。
　　1、溝槽卡箍的基本結(jié)構(gòu)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(shí)不被拉開，卡箍只需兩條螺栓即可鎖緊，與法蘭相比緊固簡(jiǎn)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，可以保證管道少量軸向位移。接管間隙密封是靠被壓緊的橡膠圈來實(shí)現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)如圖：
　　溝槽卡箍工作原理是管道內(nèi)介質(zhì)進(jìn)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(jìn)一步被擠壓，密封效果進(jìn)一步加強(qiáng)。
　　2、溝槽卡箍管件連接特點(diǎn)：
　　2.1結(jié)構(gòu)合理，受力強(qiáng)度高
　　溝槽卡箍的工作狀態(tài)相當(dāng)于受壓容器，輸送介質(zhì)的軸向力由卡箍承擔(dān)，螺栓承擔(dān)徑向力，由于卡箍的寬度有限徑向力遠(yuǎn)小于軸向力。法蘭連接時(shí)，螺栓承擔(dān)全部的軸向力和墊圈壓緊力。
　　2.1良好的密封作用
　　溝槽卡箍的密封主要通過C型密封圈實(shí)現(xiàn)，可形成三重密封。不安裝卡箍時(shí)靠密橡膠圈形成道密封；卡箍安裝后，橡膠圈被卡箍進(jìn)一步壓緊形成第 二道密封；當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)進(jìn)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(yuǎn)低于螺紋連接。
　　2.3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(fèi)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(gè)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(shù)性能分析
　　3.1管道壁厚減薄對(duì)管道承壓影響
　　溝槽卡箍連接的管道，管道經(jīng)過溝槽機(jī)擠壓后管壁將會(huì)減薄，減薄后的管道對(duì)使用性能是否有較大的改變，這是十分關(guān)心的問題。根據(jù)對(duì)多組滾壓后的管道進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于不同的管道槽深一般在1.6~2.7mm，減薄率在8%左右。
　　對(duì)于鍍鋅鋼管DN50~150滾槽后，管道滾槽處的小壁厚見表1，根據(jù)下面公式計(jì)算出管道的允許承壓，有表1明顯看出，管道的工作壓力遠(yuǎn)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——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(yīng)力(fkg/mm2)
　　表1滾槽后管道承受壓力

　　3.2管道內(nèi)徑減少對(duì)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(duì)管道阻力的損失也值得注意，有人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的滾槽后管徑減少進(jìn)行了測(cè)量計(jì)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(gè)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(gè)系統(tǒng)而言，溝槽卡箍連接對(duì)系統(tǒng)阻力影響不大。
　　3.3溝槽卡箍連接成本分析
　　溝槽管箍連接管件的價(jià)格對(duì)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(fèi)用，在整個(gè)工程造價(jià)上與法蘭連接相近。綜合考慮后期的維護(hù)，溝槽卡箍連接綜合效益較高。
　　4、溝槽加工要求
　　由于溝槽卡箍連接的特點(diǎn)，卡箍連接處的強(qiáng)度低于焊接強(qiáng)度，并且卡箍位置的管道存在兩個(gè)游離端，故連接處是管道薄弱的環(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(guān)鍵之一，否則可能會(huì)造成接口漏水，甚至滑脫事故。對(duì)此進(jìn)行管道滾槽要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，符合下表：
　　

　　5、施工中應(yīng)注意問題
　　鍍鋅鋼管溝槽卡箍連接技術(shù)規(guī)范及施工驗(yàn)收規(guī)范相對(duì)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(guān)鍵因素，施工中應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行施工。溝槽卡箍連接目的是為保護(hù)鍍鋅層，在滾槽過程中會(huì)對(duì)鍍鋅層產(chǎn)生破壞，加速了管道的腐蝕，應(yīng)該加以保護(hù)。溝槽卡箍連接具有一 定柔性，防止管道在試壓過程接口變形，管道支架布置要合理。
　　6、結(jié)束語
　　盡管溝槽卡箍連接在實(shí)際使用中存在一 定的問題，但是其優(yōu)越性也是顯而易見的，施工方便、效率高、無明火等優(yōu)點(diǎn)。隨著技術(shù)的不斷完善，溝槽卡 箍連接將在實(shí)際使用過程中不斷推廣使用。