伸縮接頭在給排水管道工程中的應用
伸縮接頭在民用及工業建筑給排水安裝工程中應用很普遍,各類型的作用有許多相似之處,在設計、施工中如何合理正確使用,本文做了粗略分析。
1分類、型號、作用介紹
在管道系統中常作為補償接頭用途的有松套伸縮接頭、伸縮節、可曲撓橡膠接頭等,從工作原理來看它們既具有相同之處,也有各自不同的作用。在工程設計、實際使用中有許多不同的做法,很值得我們探究。下面先簡單介紹一下各種接頭。
1.1伸縮接頭是泵、閥門,流量儀等管道設備與管道連接的新產品,通過全螺栓把它們連接起來,使其成為一個整體,并有一定的位移量。這樣就可以在安裝維修時,根據現場安裝尺寸進行調整,在工作時,可以把軸向推力傳至整個管道系統。不僅提高工作效率,而且對泵、閥門等管道設備起到一定保護作用。
伸縮接頭產品的分類:AY型壓蓋式伸縮接頭,AF型法蘭式松套伸縮接頭,BF型單法蘭限位伸縮接頭,B2F型雙法蘭限位伸縮接頭,BY型壓蓋松套限位伸縮接頭,CF單法蘭傳力接頭,C2F雙法蘭傳力接頭等。
伸縮接頭主要材質分為:QT-400(球墨鑄鐵),Q235A(碳鋼),HT20(灰鐵),1Cr18Ni9Ti(不銹鋼)。
1.2補償器(伸縮節、伸縮器)主要使用在管道中用來補償因為系統受熱脹冷縮、不均勻沉降、地基變形及外力等引起的管道的軸向、徑向及角位移,防止管子受以上因素影響而產生變形進而發生破壞性變形。補償器的種類、用途很多,常用的有:
1.2.1Ⅱ型:工作可靠,制造簡單,與管道系統渾然一體,嚴密性好,維護簡單,但安裝占地大。
1.2.2套管式:占地小,安裝簡單,阻力小。但造價較高,容易漏水、漏氣,需要平時維護。熱水管道盡量不用。
1.2.3波紋式:占地小,安裝簡單,但造價較高,給支架的推力大,對支架設置要求較高。
其中波紋補償器,習慣上也叫膨脹節,或伸縮節,和本文的其他兩種伸縮接頭比較相似。它由構成其工作主體的波紋管(一種彈性元件)和端管、支架、法蘭、導管等附件組成。屬于一種補償元件。利用其工作主體波紋管的有效伸縮變形,以吸收管線、導管、容器等由熱脹冷縮等原因而產生的尺寸變化,或補償管線、導管、容器等的軸向、橫向和角向位移,波紋補償器以它的軸向伸縮或角度變化來補償長管路系統或設備因溫差(或機械運動)造成的位置移動:消除設備開車、停車或正常運行條件下的振動,也可用于降噪減振。作為一種管道補償構件,在電力、石化、供熱、鋼鐵、城建、煉油工業、化工、船舶、航空航天等領域被廣泛地應用。
1.3可曲撓橡膠接頭(也叫橡膠接頭/橡膠減震接頭/軟接頭/橡膠減震器/避震喉)。可曲撓橡膠接頭系內膠層,增強層,外膠層粘合模壓硫化成型的橡膠球體和嵌套金屬法蘭組成的,具有以下特點:
1.3.1大大降低管道系統的震動和噪聲,可根本上解決各類管路的接口位移,軸向伸縮及不同心度等問題。
1.3.2根據材料不同可制成耐酸、耐堿、耐腐蝕、耐油、耐熱等各個品種,可曲撓橡膠接頭適應多種介質和環境。
1.3.3可曲撓橡膠接頭材料屬極性橡膠,密封性好,重量輕,安裝維修方便,橡膠接頭使用壽命長,但避免與鋒利金屬器械接觸,以免刺破球體。
1.3.4橡膠接頭如架空使用可配彈性支架,安裝橡膠接頭時螺栓要用對角法上緊。
1.3.5使用橡膠接頭如管路壓力過高時,應用限位螺栓將兩端法蘭連一起。
1.3.6法蘭連接標準采GB4216.3-4216.5標準。可曲撓橡膠接頭工作壓力等級分0.6Mpa、1Mpa、1.6Mpa、2.5Mpa。可曲撓橡膠接頭可廣泛用于給水排水,暖通空調、消防、造紙、制藥、船舶、水泵、風機等管道系統。適用于輸送海水、淡水、冷熱水、飲用水、生活污水、原油、燃油、潤滑油、成品油、空氣、煤氣、壓縮空氣等介質,通常的適用溫度在-15°~115°C,特殊要求可達-30°~250°C,一般樣式如圖。
2應用介紹,實際安裝、調整方法,注意事項
在實際工程中,幾種伸縮接頭在不同場合有不同的作用。
2.1補償器(伸縮節)多應用于熱力管道中,其中金屬波紋補償器應用范圍較廣,包括部分壓力較高的給水、消防管道的彈性連接,這種場合也有用不銹鋼金屬軟管的。具體的補償量根據規格、壓力、波數來確定。它的優點是耐壓高、壽命長、以補償軸向變形為主補償徑向變形為輔;缺點是造價高。
2.2伸縮接頭。如前所述,主要用于泵、閥門、流量儀等管道設備與管道連接,以便于安裝維修時有伸縮余地,同時有一定量的軸向變形補償。限位伸縮接頭是在松套伸縮接頭原有性能的基礎上,增設限位裝置,在最大伸縮量處用雙螺母鎖定,管道在允許的伸縮量范圍內可以自由伸縮,一旦超過其最大伸縮量,就起到限位作用,有效地確保了管道的安全運行,特別適用于有震動或有一定斜度及在拐彎的管路中。可以看到目前在彈性節和可曲撓橡膠接頭中也有應用限位裝置,其作用是相同的。
伸縮接頭在安裝使用中最常見的問題有:伸縮部位密封不嚴造成滲漏;壓蓋螺栓行程不一致使壓蓋歪斜,受力不均;限位螺栓螺母位置不正確,達不到伸縮或限位的作用。伸縮接頭伸縮變形部分靠填料和壓蓋密封,由于這個結構特性,如果不注意在安裝、調試、使用過程中的規范化操作,極易產生滲漏;同時伸縮部位也是最薄弱的環節,會造成拉脫損壞。
根據工程中的實際經驗,安裝使用中要著重注意以下幾點:首先要保證密封圈的質量,用過的、已沒有變形余量的和已損壞的不要用,否則發生滲漏后再怎么調整螺栓都無濟于事。對BF型法蘭式限位伸縮接頭,一端將本體與連接法蘭連接,另一端與連接管進行焊接,在焊接過程中要防止密封圈受熱損壞。在擰緊壓蓋的過程中為使密封圈受力均勻,必須對角均勻地擰緊壓蓋螺母,少量擰一遍后再均勻加量。其次管道安裝完成后伸縮接頭初始的狀態要符合產品技術要求,注意保持兩壓蓋間(或壓蓋與本體間)的間距尺寸L相同,并且在產品技術參數要求的尺寸范圍內,保證伸縮量滿足工藝的要求,不能因為施工需要占用伸縮量,以致在使用時超限位。例如B2F型規格DN1000mm的規定伸縮量為130mm,尺寸L為200~210mm。另外不能忽略支架的設置,固定的、滑動的、支撐的支架都必須根據位置、需要正確設置。在管路拐彎處或與閥門、泵等設備連接處應有固定架,在架空管路中,接頭兩邊應架設固定架,以保證管道系統的安全運行。伸縮接頭可隨同管路一起進行壓力試驗,但要注意固定好兩邊管道,試壓完畢卸載后要將壓蓋螺母再擰緊半圈或一圈。
在給排水規范中沒有關于伸縮器安裝的有關規定,但在給排水工程設計中,考慮閥門的施工、檢修和維護方便,一般情況下,對DN≥200mm的閥門均配套安裝伸縮器。
2.3可曲撓橡膠接頭的使用范圍很廣泛,作用跟伸縮接頭有點相似,但也有區別。可曲撓橡膠接頭既可以像伸縮接頭一樣起到便于閥門、設備的安裝、維修,補償軸向伸縮變形的作用,另外可降低管道系統的震動和噪聲,補償接口位移、兩端不同心、徑向變形等,有時這是它的主要作用。它的法蘭是活套法蘭,安裝也比較方便。工程實施中,因為現場條件限制,兩者偶爾也會互相代替使用。
橡膠接頭在安裝時要注意以下幾點:①嚴禁超位移極限安裝,避免用其拉伸來就兩端固定法蘭。例如規格DN1000mm的橡膠接頭允許變形量分別為:橫向位移35mm,軸向伸長45mm,軸向壓縮60mm。②安裝螺栓要對稱,逐步加壓扭緊,以防密封不均局部泄漏。③1.6MPa以上的工作壓力,安裝螺栓要有彈性壓墊,以防工作時螺栓松動。④垂直安裝時接頭管道兩端應有垂向受力支承,可采取防拉脫裝置,以防止工作受壓拉脫。⑤橡膠接頭安裝部位應遠離熱源.臭氧區域.嚴禁強輻射光線暴曬和使用不符合本產品要求的介質。
在我參與的大型市政工程中,工藝鋼管進出建(構)筑物既有大量應用橡膠接頭的,也有根本不用的,似乎兩者都有一定的道理。對于采用橡膠接頭的特別要注意室外工藝鋼管的規范施工,其基礎的穩定性一定要保證,不能有太大的沉降,混凝土支墩要起到效果,否則橡膠接頭的徑向變形很容易超標,埋在地下就會成為一個個隱患,威脅正常生產。
3經驗總結
以上三種伸縮接頭功能、作用各有特色,實際應用中不難區別。但仍然要注意根據使用的場合、起到的主要作用、介質、壓力及產品的性能正確選用。比如可曲撓橡膠接頭不衛生、易老化、耐壓不穩定、易脫層撕裂、爆破,那就避免用在飲用水系統、室外陽光下、高壓管路中。在建筑的伸縮縫和沉降縫處要避免使用波紋補償器或伸縮接頭,小口徑管道還可以用金屬軟接頭(金屬軟管)來代替,大口徑管道用可曲撓橡膠接頭,接頭處要用砂回填,并且注意支墩的作用。
在單純的管道軸向變形補償方面,可曲撓橡膠接頭相比較限位伸縮接頭具有安裝調整方便、容易做到密封不滲漏的優點。
1分類、型號、作用介紹
在管道系統中常作為補償接頭用途的有松套伸縮接頭、伸縮節、可曲撓橡膠接頭等,從工作原理來看它們既具有相同之處,也有各自不同的作用。在工程設計、實際使用中有許多不同的做法,很值得我們探究。下面先簡單介紹一下各種接頭。
1.1伸縮接頭是泵、閥門,流量儀等管道設備與管道連接的新產品,通過全螺栓把它們連接起來,使其成為一個整體,并有一定的位移量。這樣就可以在安裝維修時,根據現場安裝尺寸進行調整,在工作時,可以把軸向推力傳至整個管道系統。不僅提高工作效率,而且對泵、閥門等管道設備起到一定保護作用。
伸縮接頭產品的分類:AY型壓蓋式伸縮接頭,AF型法蘭式松套伸縮接頭,BF型單法蘭限位伸縮接頭,B2F型雙法蘭限位伸縮接頭,BY型壓蓋松套限位伸縮接頭,CF單法蘭傳力接頭,C2F雙法蘭傳力接頭等。
伸縮接頭主要材質分為:QT-400(球墨鑄鐵),Q235A(碳鋼),HT20(灰鐵),1Cr18Ni9Ti(不銹鋼)。
1.2補償器(伸縮節、伸縮器)主要使用在管道中用來補償因為系統受熱脹冷縮、不均勻沉降、地基變形及外力等引起的管道的軸向、徑向及角位移,防止管子受以上因素影響而產生變形進而發生破壞性變形。補償器的種類、用途很多,常用的有:
1.2.1Ⅱ型:工作可靠,制造簡單,與管道系統渾然一體,嚴密性好,維護簡單,但安裝占地大。
1.2.2套管式:占地小,安裝簡單,阻力小。但造價較高,容易漏水、漏氣,需要平時維護。熱水管道盡量不用。
1.2.3波紋式:占地小,安裝簡單,但造價較高,給支架的推力大,對支架設置要求較高。
其中波紋補償器,習慣上也叫膨脹節,或伸縮節,和本文的其他兩種伸縮接頭比較相似。它由構成其工作主體的波紋管(一種彈性元件)和端管、支架、法蘭、導管等附件組成。屬于一種補償元件。利用其工作主體波紋管的有效伸縮變形,以吸收管線、導管、容器等由熱脹冷縮等原因而產生的尺寸變化,或補償管線、導管、容器等的軸向、橫向和角向位移,波紋補償器以它的軸向伸縮或角度變化來補償長管路系統或設備因溫差(或機械運動)造成的位置移動:消除設備開車、停車或正常運行條件下的振動,也可用于降噪減振。作為一種管道補償構件,在電力、石化、供熱、鋼鐵、城建、煉油工業、化工、船舶、航空航天等領域被廣泛地應用。
1.3可曲撓橡膠接頭(也叫橡膠接頭/橡膠減震接頭/軟接頭/橡膠減震器/避震喉)。可曲撓橡膠接頭系內膠層,增強層,外膠層粘合模壓硫化成型的橡膠球體和嵌套金屬法蘭組成的,具有以下特點:
1.3.1大大降低管道系統的震動和噪聲,可根本上解決各類管路的接口位移,軸向伸縮及不同心度等問題。
1.3.2根據材料不同可制成耐酸、耐堿、耐腐蝕、耐油、耐熱等各個品種,可曲撓橡膠接頭適應多種介質和環境。
1.3.3可曲撓橡膠接頭材料屬極性橡膠,密封性好,重量輕,安裝維修方便,橡膠接頭使用壽命長,但避免與鋒利金屬器械接觸,以免刺破球體。
1.3.4橡膠接頭如架空使用可配彈性支架,安裝橡膠接頭時螺栓要用對角法上緊。
1.3.5使用橡膠接頭如管路壓力過高時,應用限位螺栓將兩端法蘭連一起。
1.3.6法蘭連接標準采GB4216.3-4216.5標準。可曲撓橡膠接頭工作壓力等級分0.6Mpa、1Mpa、1.6Mpa、2.5Mpa。可曲撓橡膠接頭可廣泛用于給水排水,暖通空調、消防、造紙、制藥、船舶、水泵、風機等管道系統。適用于輸送海水、淡水、冷熱水、飲用水、生活污水、原油、燃油、潤滑油、成品油、空氣、煤氣、壓縮空氣等介質,通常的適用溫度在-15°~115°C,特殊要求可達-30°~250°C,一般樣式如圖。
2應用介紹,實際安裝、調整方法,注意事項
在實際工程中,幾種伸縮接頭在不同場合有不同的作用。
2.1補償器(伸縮節)多應用于熱力管道中,其中金屬波紋補償器應用范圍較廣,包括部分壓力較高的給水、消防管道的彈性連接,這種場合也有用不銹鋼金屬軟管的。具體的補償量根據規格、壓力、波數來確定。它的優點是耐壓高、壽命長、以補償軸向變形為主補償徑向變形為輔;缺點是造價高。
2.2伸縮接頭。如前所述,主要用于泵、閥門、流量儀等管道設備與管道連接,以便于安裝維修時有伸縮余地,同時有一定量的軸向變形補償。限位伸縮接頭是在松套伸縮接頭原有性能的基礎上,增設限位裝置,在最大伸縮量處用雙螺母鎖定,管道在允許的伸縮量范圍內可以自由伸縮,一旦超過其最大伸縮量,就起到限位作用,有效地確保了管道的安全運行,特別適用于有震動或有一定斜度及在拐彎的管路中。可以看到目前在彈性節和可曲撓橡膠接頭中也有應用限位裝置,其作用是相同的。
伸縮接頭在安裝使用中最常見的問題有:伸縮部位密封不嚴造成滲漏;壓蓋螺栓行程不一致使壓蓋歪斜,受力不均;限位螺栓螺母位置不正確,達不到伸縮或限位的作用。伸縮接頭伸縮變形部分靠填料和壓蓋密封,由于這個結構特性,如果不注意在安裝、調試、使用過程中的規范化操作,極易產生滲漏;同時伸縮部位也是最薄弱的環節,會造成拉脫損壞。
根據工程中的實際經驗,安裝使用中要著重注意以下幾點:首先要保證密封圈的質量,用過的、已沒有變形余量的和已損壞的不要用,否則發生滲漏后再怎么調整螺栓都無濟于事。對BF型法蘭式限位伸縮接頭,一端將本體與連接法蘭連接,另一端與連接管進行焊接,在焊接過程中要防止密封圈受熱損壞。在擰緊壓蓋的過程中為使密封圈受力均勻,必須對角均勻地擰緊壓蓋螺母,少量擰一遍后再均勻加量。其次管道安裝完成后伸縮接頭初始的狀態要符合產品技術要求,注意保持兩壓蓋間(或壓蓋與本體間)的間距尺寸L相同,并且在產品技術參數要求的尺寸范圍內,保證伸縮量滿足工藝的要求,不能因為施工需要占用伸縮量,以致在使用時超限位。例如B2F型規格DN1000mm的規定伸縮量為130mm,尺寸L為200~210mm。另外不能忽略支架的設置,固定的、滑動的、支撐的支架都必須根據位置、需要正確設置。在管路拐彎處或與閥門、泵等設備連接處應有固定架,在架空管路中,接頭兩邊應架設固定架,以保證管道系統的安全運行。伸縮接頭可隨同管路一起進行壓力試驗,但要注意固定好兩邊管道,試壓完畢卸載后要將壓蓋螺母再擰緊半圈或一圈。
在給排水規范中沒有關于伸縮器安裝的有關規定,但在給排水工程設計中,考慮閥門的施工、檢修和維護方便,一般情況下,對DN≥200mm的閥門均配套安裝伸縮器。
2.3可曲撓橡膠接頭的使用范圍很廣泛,作用跟伸縮接頭有點相似,但也有區別。可曲撓橡膠接頭既可以像伸縮接頭一樣起到便于閥門、設備的安裝、維修,補償軸向伸縮變形的作用,另外可降低管道系統的震動和噪聲,補償接口位移、兩端不同心、徑向變形等,有時這是它的主要作用。它的法蘭是活套法蘭,安裝也比較方便。工程實施中,因為現場條件限制,兩者偶爾也會互相代替使用。
橡膠接頭在安裝時要注意以下幾點:①嚴禁超位移極限安裝,避免用其拉伸來就兩端固定法蘭。例如規格DN1000mm的橡膠接頭允許變形量分別為:橫向位移35mm,軸向伸長45mm,軸向壓縮60mm。②安裝螺栓要對稱,逐步加壓扭緊,以防密封不均局部泄漏。③1.6MPa以上的工作壓力,安裝螺栓要有彈性壓墊,以防工作時螺栓松動。④垂直安裝時接頭管道兩端應有垂向受力支承,可采取防拉脫裝置,以防止工作受壓拉脫。⑤橡膠接頭安裝部位應遠離熱源.臭氧區域.嚴禁強輻射光線暴曬和使用不符合本產品要求的介質。
在我參與的大型市政工程中,工藝鋼管進出建(構)筑物既有大量應用橡膠接頭的,也有根本不用的,似乎兩者都有一定的道理。對于采用橡膠接頭的特別要注意室外工藝鋼管的規范施工,其基礎的穩定性一定要保證,不能有太大的沉降,混凝土支墩要起到效果,否則橡膠接頭的徑向變形很容易超標,埋在地下就會成為一個個隱患,威脅正常生產。
3經驗總結
以上三種伸縮接頭功能、作用各有特色,實際應用中不難區別。但仍然要注意根據使用的場合、起到的主要作用、介質、壓力及產品的性能正確選用。比如可曲撓橡膠接頭不衛生、易老化、耐壓不穩定、易脫層撕裂、爆破,那就避免用在飲用水系統、室外陽光下、高壓管路中。在建筑的伸縮縫和沉降縫處要避免使用波紋補償器或伸縮接頭,小口徑管道還可以用金屬軟接頭(金屬軟管)來代替,大口徑管道用可曲撓橡膠接頭,接頭處要用砂回填,并且注意支墩的作用。
在單純的管道軸向變形補償方面,可曲撓橡膠接頭相比較限位伸縮接頭具有安裝調整方便、容易做到密封不滲漏的優點。
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