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镀锌钢管卡箍式连接施工工艺
尽管建筑工程新材料不断出现, 但镀锌钢管在建筑安装工程中仍占主导地位, 丝接、 法兰连接都会破坏钢管的镀锌层, 减少钢管的使用寿命, 法兰连接又需要二次镀锌, 不容易实现。为克服这一缺点, 一种有效保护钢管镀锌层的管道连接方式正在被人们逐渐认识、 利用和推广, 这种连接方式就是卡箍式连接又称沟槽式连接。《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》( GB50242- ) 也对卡箍连接提出了相关的验收要求。

1、 镀锌钢管卡箍式连接的特点和使用范围
镀锌钢管连接前须用专用滚槽机或车槽机在钢管周圈上开出标准深度的凹槽。镀锌钢管可用滚槽方式在钢管上滚压出凹槽, 厚壁钢管可用车槽方式开槽。
1.1特点
1.1.1使用卡箍式连接能够有效地节省劳动时间, 提高工作效率, 特别是在大口径管道上体现得尤为明显; 安装速度比传统连接方式快2-3倍。
1.1.2节省电源, 降低环境污染。
1.1.3操作简单, 维修方便。沟槽式管接头重量轻, 只有两条紧固螺栓, 不用加装密封垫, 安装时无特殊要求。
1.1.4能够最大限度的保护镀锌层, 延长管道的使用寿命。沟槽式管接头安装时不需要焊接, 不会因焊渣使管路中的设备及阀门损坏,不会因焊渣四溅引起火灾。
1.1.5隔振: 沟槽式管接头中间橡胶圈可阻断噪音; 并可防止振动的传播。
1.1.6常见柔性管卡和刚性管卡: 柔性管卡连接方式使系统具有柔性, 允许钢管有一定的角度偏差、 相对错位。钢管连接后, 两管端之间留有间隙可适应管道的膨胀、 收缩。管卡在最大允许偏转错位情况下, 管道能保持正常工作压力。柔性管卡具有承受一定末端载荷的能力。刚性管卡连接方式使系统不具柔性, 管卡卡紧后可与钢管形成刚性一体, 在吊具跨度较大时,使管道依靠自身刚性连接支撑。
1.1.7使用广泛: 沟槽式管接头可与( 除非金属管道外) 任何管道连接, 特别对防腐管道能起到保护作用。
1.1.8投资小: 专用设备价格低廉, 当前大部分厂家免费提供安装设备供用户使 用, 不需设备投资, 并可到现场指导用户安装。不需要特殊工种, 一般工种即可安装操作。
1.2使用范围
可广泛应用在热交换及空调水系统、 消防系统、 给水管道工程及化工系统等, 可用于连接钢管、 铜管、 不锈钢管、 铝塑复合管、 内涂塑钢管、 球墨铸铁管、 无缝钢管、 厚壁塑料管, 及带有钢性接头的软管。
2、 卡箍连接的施工工艺
2.1工艺流程
施工准备       依设计图纸下料        沟槽的加工      接支管处开孔      安装机械三通及四通       管道安装        试压、 冲洗
2.2安装前准备:
2.2.1安装机械                                                 ( 表一)
名称
规格
单位
数量
备注
切割机
2.5kw
台
1
用于断管
压槽机
1.1kw
台
1
用于加工沟槽
开孔机
1.1 kw
台
1
用于钢管开孔
电焊机
250型
台
1
用于焊接支架
冲击钻
Φ38
台
1
用于固定膨胀螺栓
台钻
1.1 kw
台
1
用于支架开孔
2.2.2材料准备
现场材料验收, 镀锌钢管的管壁厚度、 椭圆度等允许偏差应符合国家标准。卡箍连接件规格数量符合要求, 无明显的损伤等缺陷并应附有质量证明材料。
2.2.3机具准备
扳手、 游标卡尺、 水平仪、 润滑剂( 无特殊要求时可用肥皂水或洗洁精替代) 、 木榔头、 砂纸、 锉刀、 砂轮机( 大口径管道) 、 梯子或脚手架等。
2.2.4劳动力组织
按一个生产班组组织人员:
( 表二)
工种
人数
备注
管道工
2

电工
1
设备用电管理, 视生产规模, 可几个班组共用
焊工
1
用于支架加工
辅助工
2

2.3施工工艺
2.3.1管材切割
用钢管切割机将钢管按所需长度切割, 切口应平整, 切口端面与钢管轴线应垂直。切口处若有毛刺, 应用砂纸、 锉刀或砂轮机打磨。建议使用套丝机的管刀进行断管, 其优势在于管道的端面垂直平整, 毛刺很少。常规的无齿锯进行断管时, 由于其锯片出厂时端面不平整、 用力过猛、 管道转动等因素易造成管道断面错位、 毛刺多。
2.3.2沟槽加工
2.3.2.1选取符合设计要求的管材, 管材的端口无毛刺, 光滑, 壁厚均匀, 镀锌层无剥落, 管材无明显缺陷。
2.3.2.2应保证三人为一组进行。一人控制滚槽机的开关及千斤顶的升降, 一人观察调整滚槽机处管道的转动, 一人在滚槽机尾架上观察调整管道的位置。
2.3.2.3将需要加工沟槽的钢管架设在滚槽机和滚槽机尾架上。
2.3.2.4用水平仪测量钢管水平度, 保证钢管处于水平位置。
2.32.5将钢管端面与滚槽机胎模定位面贴紧, 使钢槽轴线与滚槽机胎模定位面垂直。
2.3.2.6启动滚槽机电机。徐徐压下千斤顶, 使滚槽机压模均匀滚压钢管。用游标卡尺检查沟槽深度和宽度,使之符合厂家沟槽规定尺寸( 参照表三) , 然后停机。
2.3.2.7将千斤顶卸去荷载, 取出钢管。
沟槽的深度、 宽度可参照下表:
( 表三)
管道公称直径
沟槽宽度(mm)
沟槽深度( mm)
允许的最小壁厚(mm)

DN25
DN32
DN40
7.2
1．40
1.65

1.61

DN50
DN65
DN80
8.74

1.97
2.11

DN100
DN125
2.12

2.77

DN150
DN200
DN250
DN300
2.16

11.91
2.34
2.39
2.77

3.40
3.96

2.3.3钢管开孔及机械三通、 四通安装
安装机械三通, 机械四通的钢管应在接头支管部位用开孔机开孔。
2.3.3.1 用链条将开孔机固定于钢管预定开孔位置处( 开孔位置不得位于管道焊缝) 。
2.3.3.2选取合适的钻孔钻头安装在开孔机卡头上。
2.3.3.3启动电机转动钻头。
2.3.3.4操作设置在立柱顶部的手轮, 转动手轮缓慢向下, 在钻头与钢管接触处添加适量润滑剂( 以保护钻头) , 完成钻头在钢管上开孔。
2.3.3.5开孔时要均匀施力, 并加水冷却, 严禁戴手套操作, 开孔后将周围d( 孔径) +16mm范围内清理干净( 包括毛刺、 铁屑、 铁锈、 油污等) 。孔洞有毛刺, 需用砂纸、 锉刀或砂轮机打磨光滑。
2.3.3.6检查机械三通垫圈是否破损( 若破损一定要及时更换) 、 三通内的螺纹有无断丝、 缺丝等不合要求之处。将机械三通及配套卡箍置于钢管孔洞上下, 注意机械三通、 橡胶密封圈与孔洞中心位置对正。把螺栓插入孔内并用手上紧两边螺栓, 确认卡箍件的弧形完全嵌入外壳的凹槽, 均匀拧紧螺栓, 直到外壳表面和垫圈套接触严密。
2.3.4管道安装
安装必须遵循先装大口径、 总管、 立管, 后装小口径、 支管的原则。安装过程中不可跳装, 必须按顺序连续安装, 以免出现段与段之间连接困难和影响管路 整体性能。
2.3.4.1准备好符合要求的沟槽管段、 配件和附件, 并将管内杂物清除干净。
2.3.4.2检查橡胶密封圈是否完好; 将其套在一根钢管的端部。
2.3.4.3将另一根钢管靠近已卡上橡胶密封圈的钢管端部, 两端处应留有一定的间隙。我们施工中间隙一般保持在2mm左右。
2.3.4.4将橡胶密封圈套在另一根钢管顶端, 使橡胶密封圈位于接口中间部位, 并在其周边涂抹润滑剂( 无特殊要求时可用洗洁精或肥皂水) 。
2.3.4.5两根管道的轴线应对正。
2.3.4.6   在接口位置橡胶密封圈外侧安装上、 下卡箍, 并将卡箍凸边卡进沟槽内。
2.3.4.7用手力压紧上下卡箍的耳部, 并用木榔头槌紧卡箍凸缘处, 将上下卡箍靠紧。
2.3.4.8在卡箍螺栓位置穿上螺栓, 并均匀拧紧螺母, 防止橡胶密封圈起皱。
2.3.4.9检查确认卡箍凸边全圆周卡进沟槽内。
2.3.5管道试压冲洗
管道安装完毕需进行压力试验, 试验压力按设计要求和施工验收规范执行。试压前应全面检查各连接件、 固定支架等是否安装到位。
2.3.5.1管道试压可分段、 分层、 分片进行。
2.3.5.2当管道有压时, 不得转动卡箍, 螺母等部件。
2.3.5.3管道试压的压力值, 持压时间, 试压合格标准应按设计及有关标准规范执行。
2.3.5.4试压完毕要对管道系统进行冲洗, 冲洗要求同于其它管道系统。
3、 施工中应注意问题
3.1蝶阀与法兰连接处应采用短管法兰( 又称转换法兰) , 不能采用卡箍法兰( 也称法兰管卡) 。因卡箍法兰与蝶阀相连接时, 二者的密封橡胶接触, 不宜紧密固定连接, 易造成漏水、 渗水等现象。
3.2管道支架安装要求: 支架的设定不应按照常规的焊接或丝接管道设置, 因管道的挠性接头内部为橡胶。常规的支架设置易造成接头处的下沉, 使管道的接口渗漏及管道水平度允许偏差超出施工规范要求。同时卡箍不能用来承受管道的重量, 因此在卡箍式连接头处宜设置支、 吊架, 支吊架不可设在接头处和管件上, 管道的支吊架间距推荐用下表:
( 表四)
公称直径
DN25-40
DN50
DN65-80
DN100-125
DN150
DN200-250
DN300
最大间距( m)
2.4
3.0
3.6
4.25
5.3
5.9
7.1

3.3垫圈的选择
垫圈座( 管端到凹槽) 应平整、 光滑, 无高低不平现象。根据工艺要求和管
道输送流体的性质, 选用合适的垫圈。密封圈可根据不同的流体介质选用不同的材料, EPDM材料密封圈主要用于水系统, Buna-N材料密封圈主要用于石油产品、 碳氧化合物及含有碳氧化合物的空气。
4、 环境安全措施
4.1开孔机、 压槽机的放置要平稳, 并水平固定牢固, 其操作要有足够空间。
4.2电源安全可靠, 做到”一机一闸”, 施工机具不允许带病作业。
4.3严禁戴手套操作机械。
4.4拆卸卡箍件必须先泄压、 放水后, 再拆安, 以免伤人。
4.5管子对接时, 手要尽量远离接口, 不可将手放在对接部位。
5、 质量要求
5.1管子外径和凹槽尺寸在公差范围内, 而且接头螺栓采用垫片, 避免管道配件的尺寸过大或过小。
5.2沟槽的宽度和深度符合表三的要求, 开槽不允许偏心。
5.3管道的垂直度和水平度在设计允许范围内, 如无要求, 水平度可为0.5‰, 垂直度允许偏差3‰, 管道穿过楼板、 墙体时加设套管。
5.5管件不得设置在过楼板、 穿墙处。
5.5管道支、 吊架的最大间距符合表四的规定。
6、 应用实例及效益分析
在威海长途车站新站工程的消防系统管道安装, 刚开始由于操作不熟练, 分段试压时出现漏点较多, 经过开展QC活动, 找出渗漏的原因并采取措施, 在系统安装完毕进行系统试压时没有发生漏点, 一次性合格。
6.1   应用卡箍式连接, 能够有效地节省劳动时间, 提高劳动效率, 特别在大口 径管道上这一点体现得尤为明显, 如DN100的镀锌钢管丝接时一个接头处约40分钟, 而采用卡箍式连接仅需要十分钟。与法兰连接相比, 安装过程中不需要电焊机等大中型用电设备, 机械费用投资可节省百分之六十左右。当前卡箍的价格比相同规格丝接管件高许多, DN100以下管网从经济上来说, 采用丝扣连接比较适宜。卡箍连接适宜管径大于100的镀锌钢管连接, 与法兰连接相比, 不需要二次
镀锌和二次拆安, 节省一倍以上的人工费。
6.2节省电源, 降低环境污染
卡箍式连接与丝接、 焊接相比能够节省电源, 降低环境污染。对于环境的影响更是微乎其微, 钢管丝接时产生的废弃物有冷却用的油、 丝屑等, 焊接时会产生焊渣及有毒、 有害气体等, 而卡箍式连接就没有这些废弃物。
63维修方便, 操作简单
丝接的管网维修时往往是一个漏点要拆一大遍, 焊接的管网维修时常常需动用大量施工机具, 如电焊机、 气割机等, 卡箍式连接只需一把活络扳手可能就解决问题。
6.4卡箍式连接能够使镀锌层得到最大限度的保护, 延长管道的使用寿命,
更好地执行了国家标准规范。
7、 问题与思考
7.1对支架安装的要求较高, 而支架安装是安装过程中的不规范或薄弱环节, 投入使用后出现问题可能会产生在支架上。
7.2当前由于生产厂家较少, 卡箍连接件的价格较高。从投资控制角度考虑, 一定程度上影响了它的快速、 大面积推广。
7.3卡箍连接运用在机房或振动较大的场所是否可靠。由于较大的振动可能导致卡箍连接处的松动, 出于谨慎考虑, 我们在汽车站水泵房引如管的施工中仍旧采用焊接, 进行二次镀锌。
7.4橡胶密封圈的使用寿命问题。当前, 有些厂家的样本中明确标明自己的橡胶密封圈的寿命为 。有些厂家虽然声称橡胶圈寿命能够达50年, 并有保险公司承保, 但橡胶密封圈的寿命要达到50年, 恐怕不是件易事。
7.5产品检验证明。据我们了解, 当前卡箍件取得国家质量检验证明的厂家还很少, 产品选用范围比较窄。在选用产品时应注意检查质量证明资料。