伸縮接頭在給排水管道工程中的應(yīng)用
伸縮接頭在民用及工業(yè)建筑給排水安裝工程中應(yīng)用很普遍,各類型的作用有許多相似之處,在設(shè)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(tǒng)中常作為補(bǔ)償接頭用途的有松套伸縮接頭、伸縮節(jié)、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(shè)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(shè)備與管道連接的新產(chǎn)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(jù)現(xiàn)場安裝尺寸進(jìn)行調(diào)整,在工作時,可以把軸向推力傳至整個管道系統(tǒng)。不僅提高工作效率,而且對泵、閥門等管道設(shè)備起到一定保護(hù)作用。
伸縮接頭產(chǎn)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(zhì)分為:QT-400(球墨鑄鐵),Q235A(碳鋼),HT20(灰鐵),1Cr18Ni9Ti(不銹鋼)。
1.2補(bǔ)償器(伸縮節(jié)、伸縮器)主要使用在管道中用來補(bǔ)償因為系統(tǒng)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(chǎn)生變形進(jìn)而發(fā)生破壞性變形。補(bǔ)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(tǒng)渾然一體,嚴(yán)密性好,維護(hù)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(hù)。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(shè)置要求較高。
其中波紋補(bǔ)償器,習(xí)慣上也叫膨脹節(jié),或伸縮節(jié),和本文的其他兩種伸縮接頭比較相似。它由構(gòu)成其工作主體的波紋管(一種彈性元件)和端管、支架、法蘭、導(dǎo)管等附件組成。屬于一種補(bǔ)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(dǎo)管、容器等由熱脹冷縮等原因而產(chǎn)生的尺寸變化,或補(bǔ)償管線、導(dǎo)管、容器等的軸向、橫向和角向位移,波紋補(bǔ)償器以它的軸向伸縮或角度變化來補(bǔ)償長管路系統(tǒng)或設(shè)備因溫差(或機(jī)械運動)造成的位置移動:消除設(shè)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(bǔ)償構(gòu)件,在電力、石化、供熱、鋼鐵、城建、煉油工業(yè)、化工、船舶、航空航天等領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)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(nèi)膠層,增強(qiáng)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(tǒng)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(jù)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(yīng)多種介質(zhì)和環(huán)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(yīng)用限位螺栓將兩端法蘭連一起。
1.3.6法蘭連接標(biāo)準(zhǔn)采GB4216.3-4216.5標(biāo)準(zhǔn)。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(diào)、消防、造紙、制藥、船舶、水泵、風(fēng)機(jī)等管道系統(tǒng)。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(zhì),通常的適用溫度在-15°~115°C,特殊要求可達(dá)-30°~250°C,一般樣式如圖。
2應(yīng)用介紹,實際安裝、調(diào)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(bǔ)償器(伸縮節(jié))多應(yīng)用于熱力管道中,其中金屬波紋補(bǔ)償器應(yīng)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(bǔ)償量根據(jù)規(guī)格、壓力、波數(shù)來確定。它的優(yōu)點是耐壓高、壽命長、以補(bǔ)償軸向變形為主補(bǔ)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(shè)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(bǔ)償。限位伸縮接頭是在松套伸縮接頭原有性能的基礎(chǔ)上,增設(shè)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(nèi)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(jié)和可曲撓橡膠接頭中也有應(yīng)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(yán)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(dá)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(jié)構(gòu)特性,如果不注意在安裝、調(diào)試、使用過程中的規(guī)范化操作,極易產(chǎn)生滲漏;同時伸縮部位也是最薄弱的環(huán)節(jié),會造成拉脫損壞。
根據(jù)工程中的實際經(jīng)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(zhì)量,用過的、已沒有變形余量的和已損壞的不要用,否則發(fā)生滲漏后再怎么調(diào)整螺栓都無濟(jì)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(jìn)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(tài)要符合產(chǎn)品技術(shù)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(chǎn)品技術(shù)參數(shù)要求的尺寸范圍內(nèi),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(guī)格DN1000mm的規(guī)定伸縮量為130mm,尺寸L為200~210mm。另外不能忽略支架的設(shè)置,固定的、滑動的、支撐的支架都必須根據(jù)位置、需要正確設(shè)置。在管路拐彎處或與閥門、泵等設(shè)備連接處應(yīng)有固定架,在架空管路中,接頭兩邊應(yīng)架設(shè)固定架,以保證管道系統(tǒng)的安全運行。伸縮接頭可隨同管路一起進(jìn)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(guī)范中沒有關(guān)于伸縮器安裝的有關(guān)規(guī)定,但在給排水工程設(shè)計中,考慮閥門的施工、檢修和維護(hù)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(qū)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(shè)備的安裝、維修,補(bǔ)償軸向伸縮變形的作用,另外可降低管道系統(tǒng)的震動和噪聲,補(bǔ)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(xiàn)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(yán)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(guī)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(yīng)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(yīng)遠(yuǎn)離熱源.臭氧區(qū)域.嚴(yán)禁強(qiáng)輻射光線暴曬和使用不符合本產(chǎn)品要求的介質(zhì)。
在我參與的大型市政工程中,工藝鋼管進(jìn)出建(構(gòu))筑物既有大量應(yīng)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(guī)范施工,其基礎(chǔ)的穩(wěn)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(biāo),埋在地下就會成為一個個隱患,威脅正常生產(chǎn)。
3經(jīng)驗總結(jié)
以上三種伸縮接頭功能、作用各有特色,實際應(yīng)用中不難區(qū)別。但仍然要注意根據(jù)使用的場合、起到的主要作用、介質(zhì)、壓力及產(chǎn)品的性能正確選用。比如可曲撓橡膠接頭不衛(wèi)生、易老化、耐壓不穩(wěn)定、易脫層撕裂、爆破,那就避免用在飲用水系統(tǒng)、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(bǔ)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(bǔ)償方面,可曲撓橡膠接頭相比較限位伸縮接頭具有安裝調(diào)整方便、容易做到密封不滲漏的優(yōu)點。
1分類、型號、作用介紹
在管道系統(tǒng)中常作為補(bǔ)償接頭用途的有松套伸縮接頭、伸縮節(jié)、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(shè)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(shè)備與管道連接的新產(chǎn)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(jù)現(xiàn)場安裝尺寸進(jìn)行調(diào)整,在工作時,可以把軸向推力傳至整個管道系統(tǒng)。不僅提高工作效率,而且對泵、閥門等管道設(shè)備起到一定保護(hù)作用。
伸縮接頭產(chǎn)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(zhì)分為:QT-400(球墨鑄鐵),Q235A(碳鋼),HT20(灰鐵),1Cr18Ni9Ti(不銹鋼)。
1.2補(bǔ)償器(伸縮節(jié)、伸縮器)主要使用在管道中用來補(bǔ)償因為系統(tǒng)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(chǎn)生變形進(jìn)而發(fā)生破壞性變形。補(bǔ)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(tǒng)渾然一體,嚴(yán)密性好,維護(hù)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(hù)。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(shè)置要求較高。
其中波紋補(bǔ)償器,習(xí)慣上也叫膨脹節(jié),或伸縮節(jié),和本文的其他兩種伸縮接頭比較相似。它由構(gòu)成其工作主體的波紋管(一種彈性元件)和端管、支架、法蘭、導(dǎo)管等附件組成。屬于一種補(bǔ)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(dǎo)管、容器等由熱脹冷縮等原因而產(chǎn)生的尺寸變化,或補(bǔ)償管線、導(dǎo)管、容器等的軸向、橫向和角向位移,波紋補(bǔ)償器以它的軸向伸縮或角度變化來補(bǔ)償長管路系統(tǒng)或設(shè)備因溫差(或機(jī)械運動)造成的位置移動:消除設(shè)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(bǔ)償構(gòu)件,在電力、石化、供熱、鋼鐵、城建、煉油工業(yè)、化工、船舶、航空航天等領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)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(nèi)膠層,增強(qiáng)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(tǒng)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(jù)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(yīng)多種介質(zhì)和環(huán)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(yīng)用限位螺栓將兩端法蘭連一起。
1.3.6法蘭連接標(biāo)準(zhǔn)采GB4216.3-4216.5標(biāo)準(zhǔn)。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(diào)、消防、造紙、制藥、船舶、水泵、風(fēng)機(jī)等管道系統(tǒng)。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(zhì),通常的適用溫度在-15°~115°C,特殊要求可達(dá)-30°~250°C,一般樣式如圖。
2應(yīng)用介紹,實際安裝、調(diào)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(bǔ)償器(伸縮節(jié))多應(yīng)用于熱力管道中,其中金屬波紋補(bǔ)償器應(yīng)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(bǔ)償量根據(jù)規(guī)格、壓力、波數(shù)來確定。它的優(yōu)點是耐壓高、壽命長、以補(bǔ)償軸向變形為主補(bǔ)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(shè)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(bǔ)償。限位伸縮接頭是在松套伸縮接頭原有性能的基礎(chǔ)上,增設(shè)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(nèi)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(jié)和可曲撓橡膠接頭中也有應(yīng)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(yán)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(dá)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(jié)構(gòu)特性,如果不注意在安裝、調(diào)試、使用過程中的規(guī)范化操作,極易產(chǎn)生滲漏;同時伸縮部位也是最薄弱的環(huán)節(jié),會造成拉脫損壞。
根據(jù)工程中的實際經(jīng)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(zhì)量,用過的、已沒有變形余量的和已損壞的不要用,否則發(fā)生滲漏后再怎么調(diào)整螺栓都無濟(jì)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(jìn)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(tài)要符合產(chǎn)品技術(shù)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(chǎn)品技術(shù)參數(shù)要求的尺寸范圍內(nèi),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(guī)格DN1000mm的規(guī)定伸縮量為130mm,尺寸L為200~210mm。另外不能忽略支架的設(shè)置,固定的、滑動的、支撐的支架都必須根據(jù)位置、需要正確設(shè)置。在管路拐彎處或與閥門、泵等設(shè)備連接處應(yīng)有固定架,在架空管路中,接頭兩邊應(yīng)架設(shè)固定架,以保證管道系統(tǒng)的安全運行。伸縮接頭可隨同管路一起進(jìn)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(guī)范中沒有關(guān)于伸縮器安裝的有關(guān)規(guī)定,但在給排水工程設(shè)計中,考慮閥門的施工、檢修和維護(hù)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(qū)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(shè)備的安裝、維修,補(bǔ)償軸向伸縮變形的作用,另外可降低管道系統(tǒng)的震動和噪聲,補(bǔ)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(xiàn)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(yán)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(guī)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(yīng)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(yīng)遠(yuǎn)離熱源.臭氧區(qū)域.嚴(yán)禁強(qiáng)輻射光線暴曬和使用不符合本產(chǎn)品要求的介質(zhì)。
在我參與的大型市政工程中,工藝鋼管進(jìn)出建(構(gòu))筑物既有大量應(yīng)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(guī)范施工,其基礎(chǔ)的穩(wěn)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(biāo),埋在地下就會成為一個個隱患,威脅正常生產(chǎn)。
3經(jīng)驗總結(jié)
以上三種伸縮接頭功能、作用各有特色,實際應(yīng)用中不難區(qū)別。但仍然要注意根據(jù)使用的場合、起到的主要作用、介質(zhì)、壓力及產(chǎn)品的性能正確選用。比如可曲撓橡膠接頭不衛(wèi)生、易老化、耐壓不穩(wěn)定、易脫層撕裂、爆破,那就避免用在飲用水系統(tǒng)、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(bǔ)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(bǔ)償方面,可曲撓橡膠接頭相比較限位伸縮接頭具有安裝調(diào)整方便、容易做到密封不滲漏的優(yōu)點。
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