伸缩接头在给排水管道工程中的应用
伸缩接头在民用及工业建筑给排水安装工程中应用很普遍,各类型的作用有许多相似之处,在设计、施工中如何合理正确使用,本文做了粗略分析。
1分类、型号、作用介绍
在管道系统中常作为补偿接头用途的有松套伸缩接头、伸缩节、可曲挠橡胶接头等,从工作原理来看它们既具有相同之处,也有各自不同的作用。在工程设计、实际使用中有许多不同的做法,很值得我们探究。下面先简单介绍一下各种接头。
1.1伸缩接头是泵、阀门,流量仪等管道设备与管道连接的新产品,通过全螺栓把它们连接起来,使其成为一个整体,并有一定的位移量。这样就可以在安装维修时,根据现场安装尺寸进行调整,在工作时,可以把轴向推力传至整个管道系统。不仅提高工作效率,而且对泵、阀门等管道设备起到一定保护作用。
伸缩接头产品的分类:AY型压盖式伸缩接头,AF型法兰式松套伸缩接头,BF型单法兰限位伸缩接头,B2F型双法兰限位伸缩接头,BY型压盖松套限位伸缩接头,CF单法兰传力接头,C2F双法兰传力接头等。
伸缩接头主要材质分为:QT-400(球墨铸铁),Q235A(碳钢),HT20(灰铁),1Cr18Ni9Ti(不锈钢)。
1.2补偿器(伸缩节、伸缩器)主要使用在管道中用来补偿因为系统受热胀冷缩、不均匀沉降、地基变形及外力等引起的管道的轴向、径向及角位移,防止管子受以上因素影响而产生变形进而发生破坏性变形。补偿器的种类、用途很多,常用的有:
1.2.1Ⅱ型:工作可靠,制造简单,与管道系统浑然一体,严密性好,维护简单,但安装占地大。
1.2.2套管式:占地小,安装简单,阻力小。但造价较高,容易漏水、漏气,需要平时维护。热水管道尽量不用。
1.2.3波纹式:占地小,安装简单,但造价较高,给支架的推力大,对支架设置要求较高。
其中波纹补偿器,习惯上也叫膨胀节,或伸缩节,和本文的其他两种伸缩接头比较相似。它由构成其工作主体的波纹管(一种弹性元件)和端管、支架、法兰、导管等附件组成。属于一种补偿元件。利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形,以吸收管线、导管、容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化,或补偿管线、导管、容器等的轴向、横向和角向位移,波纹补偿器以它的轴向伸缩或角度变化来补偿长管路系统或设备因温差(或机械运动)造成的位置移动:消除设备开车、停车或正常运行条件下的振动,也可用于降噪减振。作为一种管道补偿构件,在电力、石化、供热、钢铁、城建、炼油工业、化工、船舶、航空航天等领域被广泛地应用。
1.3可曲挠橡胶接头(也叫橡胶接头/橡胶减震接头/软接头/橡胶减震器/避震喉)。可曲挠橡胶接头系内胶层,增强层,外胶层粘合模压硫化成型的橡胶球体和嵌套金属法兰组成的,具有以下特点:
1.3.1大大降低管道系统的震动和噪声,可根本上解决各类管路的接口位移,轴向伸缩及不同心度等问题。
1.3.2根据材料不同可制成耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐油、耐热等各个品种,可曲挠橡胶接头适应多种介质和环境。
1.3.3可曲挠橡胶接头材料属极性橡胶,密封性好,重量轻,安装维修方便,橡胶接头使用寿命长,但避免与锋利金属器械接触,以免刺破球体。
1.3.4橡胶接头如架空使用可配弹性支架,安装橡胶接头时螺栓要用对角法上紧。
1.3.5使用橡胶接头如管路压力过高时,应用限位螺栓将两端法兰连一起。
1.3.6法兰连接标准采GB4216.3-4216.5标准。可曲挠橡胶接头工作压力等级分0.6Mpa、1Mpa、1.6Mpa、2.5Mpa。可曲挠橡胶接头可广泛用于给水排水,暖通空调、消防、造纸、制药、船舶、水泵、风机等管道系统。适用于输送海水、淡水、冷热水、饮用水、生活污水、原油、燃油、润滑油、成品油、空气、煤气、压缩空气等介质,通常的适用温度在-15°~115°C,特殊要求可达-30°~250°C,一般样式如图。
2应用介绍,实际安装、调整方法,注意事项
在实际工程中,几种伸缩接头在不同场合有不同的作用。
2.1补偿器(伸缩节)多应用于热力管道中,其中金属波纹补偿器应用范围较广,包括部分压力较高的给水、消防管道的弹性连接,这种场合也有用不锈钢金属软管的。具体的补偿量根据规格、压力、波数来确定。它的优点是耐压高、寿命长、以补偿轴向变形为主补偿径向变形为辅;缺点是造价高。
2.2伸缩接头。如前所述,主要用于泵、阀门、流量仪等管道设备与管道连接,以便于安装维修时有伸缩余地,同时有一定量的轴向变形补偿。限位伸缩接头是在松套伸缩接头原有性能的基础上,增设限位装置,在最大伸缩量处用双螺母锁定,管道在允许的伸缩量范围内可以自由伸缩,一旦超过其最大伸缩量,就起到限位作用,有效地确保了管道的安全运行,特别适用于有震动或有一定斜度及在拐弯的管路中。可以看到目前在弹性节和可曲挠橡胶接头中也有应用限位装置,其作用是相同的。
伸缩接头在安装使用中最常见的问题有:伸缩部位密封不严造成渗漏;压盖螺栓行程不一致使压盖歪斜,受力不均;限位螺栓螺母位置不正确,达不到伸缩或限位的作用。伸缩接头伸缩变形部分靠填料和压盖密封,由于这个结构特性,如果不注意在安装、调试、使用过程中的规范化操作,极易产生渗漏;同时伸缩部位也是最薄弱的环节,会造成拉脱损坏。
根据工程中的实际经验,安装使用中要着重注意以下几点:首先要保证密封圈的质量,用过的、已没有变形余量的和已损坏的不要用,否则发生渗漏后再怎么调整螺栓都无济于事。对BF型法兰式限位伸缩接头,一端将本体与连接法兰连接,另一端与连接管进行焊接,在焊接过程中要防止密封圈受热损坏。在拧紧压盖的过程中为使密封圈受力均匀,必须对角均匀地拧紧压盖螺母,少量拧一遍后再均匀加量。其次管道安装完成后伸缩接头初始的状态要符合产品技术要求,注意保持两压盖间(或压盖与本体间)的间距尺寸L相同,并且在产品技术参数要求的尺寸范围内,保证伸缩量满足工艺的要求,不能因为施工需要占用伸缩量,以致在使用时超限位。例如B2F型规格DN1000mm的规定伸缩量为130mm,尺寸L为200~210mm。另外不能忽略支架的设置,固定的、滑动的、支撑的支架都必须根据位置、需要正确设置。在管路拐弯处或与阀门、泵等设备连接处应有固定架,在架空管路中,接头两边应架设固定架,以保证管道系统的安全运行。伸缩接头可随同管路一起进行压力试验,但要注意固定好两边管道,试压完毕卸载后要将压盖螺母再拧紧半圈或一圈。
在给排水规范中没有关于伸缩器安装的有关规定,但在给排水工程设计中,考虑阀门的施工、检修和维护方便,一般情况下,对DN≥200mm的阀门均配套安装伸缩器。
2.3可曲挠橡胶接头的使用范围很广泛,作用跟伸缩接头有点相似,但也有区别。可曲挠橡胶接头既可以像伸缩接头一样起到便于阀门、设备的安装、维修,补偿轴向伸缩变形的作用,另外可降低管道系统的震动和噪声,补偿接口位移、两端不同心、径向变形等,有时这是它的主要作用。它的法兰是活套法兰,安装也比较方便。工程实施中,因为现场条件限制,两者偶尔也会互相代替使用。
橡胶接头在安装时要注意以下几点:①严禁超位移极限安装,避免用其拉伸来就两端固定法兰。例如规格DN1000mm的橡胶接头允许变形量分别为:横向位移35mm,轴向伸长45mm,轴向压缩60mm。②安装螺栓要对称,逐步加压扭紧,以防密封不均局部泄漏。③1.6MPa以上的工作压力,安装螺栓要有弹性压垫,以防工作时螺栓松动。④垂直安装时接头管道两端应有垂向受力支承,可采取防拉脱装置,以防止工作受压拉脱。⑤橡胶接头安装部位应远离热源.臭氧区域.严禁强辐射光线暴晒和使用不符合本产品要求的介质。
在我参与的大型市政工程中,工艺钢管进出建(构)筑物既有大量应用橡胶接头的,也有根本不用的,似乎两者都有一定的道理。对于采用橡胶接头的特别要注意室外工艺钢管的规范施工,其基础的稳定性一定要保证,不能有太大的沉降,混凝土支墩要起到效果,否则橡胶接头的径向变形很容易超标,埋在地下就会成为一个个隐患,威胁正常生产。
3经验总结
以上三种伸缩接头功能、作用各有特色,实际应用中不难区别。但仍然要注意根据使用的场合、起到的主要作用、介质、压力及产品的性能正确选用。比如可曲挠橡胶接头不卫生、易老化、耐压不稳定、易脱层撕裂、爆破,那就避免用在饮用水系统、室外阳光下、高压管路中。在建筑的伸缩缝和沉降缝处要避免使用波纹补偿器或伸缩接头,小口径管道还可以用金属软接头(金属软管)来代替,大口径管道用可曲挠橡胶接头,接头处要用砂回填,并且注意支墩的作用。
在单纯的管道轴向变形补偿方面,可曲挠橡胶接头相比较限位伸缩接头具有安装调整方便、容易做到密封不渗漏的优点。
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