薄壁不銹鋼管卡凸式連接施工工法

1、薄壁不銹鋼管卡凸式連接施工工法作者：劉武慰 黃龍 1 前言1.1薄壁不銹鋼管卡凸式連接的產(chǎn)生薄壁不銹鋼管道在連接安全性、減少資源浪費(fèi)、健康環(huán)保上優(yōu)勢(shì)非常明顯，也是國家主導(dǎo)推廣的給水用管，常見的連接類型有卡壓式、環(huán)壓式、翻邊式、粘結(jié)式、自帶螺紋式、承插式、凹環(huán)式、卡箍式、插銷式、焊接式等連接方式。在實(shí)際施工過程中均會(huì)有缺點(diǎn)出現(xiàn)，總結(jié)起來有以下幾個(gè)問題：現(xiàn)場施工困難、日常改動(dòng)維護(hù)局限性大、對(duì)施工人員技術(shù)要求高、迅速裝配連接困難、連接縫隙容易產(chǎn)生液體殘留、受環(huán)境影響安裝質(zhì)量、當(dāng)管內(nèi)流體壓力不穩(wěn)定或壓力增高時(shí)管道中存在很大的軸向分離力，極容易使脫離造成流體泄漏等技術(shù)瓶頸。而卡凸式連接且能很好地解決這些

2、問題。1.2本工法論述的目的由于不銹鋼給水管道相對(duì)于其它管道具有很大優(yōu)勢(shì)，在未來的工程領(lǐng)域中將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。因而，對(duì)不銹鋼管道如何更好更快地施工，對(duì)于施工單位來說，是一項(xiàng)應(yīng)該研究和總結(jié)的課題，本文將主要談?wù)効ㄍ故竭B接薄壁不銹鋼管道的施工。2 工法特點(diǎn)2.1省時(shí)：卡凸式管件的安裝時(shí)間僅為焊接式或套絲管件的1/4時(shí)間，不僅縮短了工期，而且降低了安裝成本。2.2無火源：施工現(xiàn)場不需要使用火源，提供施工安全性能。2.3凸環(huán)方便、鎖緊螺母簡單：凸環(huán)使用操作方便的專用凸環(huán)，螺母僅需業(yè)扳手就可完成操作。2.4連接牢固：卡凸式不銹鋼管及管件連接，與卡壓式、雙環(huán)壓對(duì)比，具有更高的抗拉強(qiáng)度。2.5材料環(huán)保：密封

3、圈采用聚四氟乙烯材料加工而成，聚四氟乙烯是唯一可植入人體的塑料制品；不銹鋼可回收利用。2.6可循環(huán)利用：卡壓式管件不論任何場合和使用年限，均可反復(fù)拆裝、循環(huán)使用管件和管材而不影響使用效果，達(dá)到經(jīng)濟(jì)又節(jié)約目的。2.7施工環(huán)境清潔：無需切削液及其他輔助材料。2.8減少管道重量：由于采用薄壁不銹鋼管，在相同輸送口徑下，大大減少了建筑配管所需的重量。2.9操作簡單：卡凸式連接法屬于活性連接方式，具有迅速裝配、方便日后的改動(dòng)或維護(hù)，對(duì)施工人員技術(shù)要求不高、連接穩(wěn)定，提高施工工作效率降低了安裝成本。圖2-1：不銹鋼管卡凸連接剖面圖3 適用范圍本工法主要適用于住宅、寫字樓、賓館、車站等公共建筑的室內(nèi)冷熱水、

4、飲用水管管道系統(tǒng)。4 工藝原理“卡凸式連接方式”屬于壓縮式連接技術(shù)的一種改良方式。以專用擴(kuò)管工具在薄壁不銹鋼管端的適當(dāng)位置，由內(nèi)壁向外(徑向)輥壓使不銹鋼管形成一道凸緣環(huán)，然后將不銹鋼管插進(jìn)帶有承插口錐臺(tái)形聚四氟乙烯密封圈和鎖緊螺母的管件中，擰緊鎖緊螺母時(shí)，靠凸緣環(huán)推進(jìn)壓縮錐臺(tái)形聚四氟乙烯密封圈而起密封作用。圖4-1：聚四氟乙烯密封圈5 工藝流程及操作要點(diǎn)5.1薄壁不銹鋼卡凸式連接工藝流程流程圖5.1-1：薄壁不銹鋼卡凸式連接工藝流程5.2操作要點(diǎn)5.2.1管材選擇1管材型號(hào)選取及相關(guān)指標(biāo)根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)管徑，選擇合適的管材，在安裝施工前應(yīng)對(duì)管材和管件的外觀進(jìn)行檢查，管材、管件內(nèi)外壁應(yīng)光滑無損傷，

5、管材相關(guān)質(zhì)量說明表5.2.1-1。公稱通徑DN管子外徑Dw外徑允許偏差壁厚T1516±0.10.620200.62525.40.83235±0.121.040401.05050.8±0.151.06567±0.181.28076.1±0.231.5100102±0.4%Dw1.5125133±0.4%Dw2.0150159±0.4%Dw2.0200219±0.4%Dw2.5表5.2.1-1：薄壁不銹鋼管質(zhì)量相關(guān)說明2管材運(yùn)輸及存儲(chǔ)1）搬運(yùn)管材和管件時(shí)，應(yīng)小心輕放，避免污染，禁止油污接觸，不得與易生銹鋼制物

6、品接觸。2）管材和管件應(yīng)存放在室內(nèi)，不得露天存放。3）管材應(yīng)水平堆放在平整的地面或水平支墊上。放在支墊上時(shí)，外懸端部不超過0.5m，堆放高度不超過1.5m；管件應(yīng)按箱逐層碼放，堆碼高應(yīng)應(yīng)小于5箱。4）在管材搬運(yùn)過程中應(yīng)避免重壓、敲擊、碰撞、拋擲、折彎等易造成管材變形、開裂損傷等行為發(fā)生。5）在施工操作過程中，避免粗魯操作，以免造成管材管件變形。 圖5.2.1-1:管材堆放示意圖 圖5.2.1-2:管件堆放示意圖5.2.2工具選擇及使用1.工具的種類：切管器(機(jī))、擴(kuò)凸環(huán)機(jī)、扳手。詳細(xì)工具種類見圖5.2.2-1。圖5.2.2-1：工具種類2.必備工具說明1）切管器(機(jī))：小口徑管材使用切管器，輕

7、便靈活；而在工程安裝上則推薦使用合金鋼鋸片切管機(jī)，可切割大、小口徑的管材，在提高施工效率的同時(shí)可獲得管材切口的垂直與平滑。2）擴(kuò)凸環(huán)機(jī)：擴(kuò)凸環(huán)機(jī)一般采用薄壁不銹鋼管生產(chǎn)廠家提供的專用擴(kuò)環(huán)工具。本工具使用非常簡單方便而省力，只需要稍加練習(xí)，就可完全掌握操作方法，輕而易舉地在薄壁不銹鋼管上輥壓出一道精美圓滑的凸緣環(huán)，用于卡凸式管件的連接。說明：一般DN15至DN50管材適合用手動(dòng)擴(kuò)凸環(huán)機(jī)，而DN65至DN200的管材則需要用電動(dòng)擴(kuò)凸環(huán)機(jī)。3）扳手：扳手可選用市面上通用的活動(dòng)扳手或開口扳手。3.手動(dòng)擴(kuò)環(huán)機(jī)使用方法1）手動(dòng)擴(kuò)環(huán)機(jī)：適合于DN15至DN50管材。2）手動(dòng)擴(kuò)環(huán)機(jī)附件配置見表5.2.2-1。

8、序號(hào)名稱名稱備注1DN15上壓輪軸DN15-20下壓輪一對(duì)共一組2DN20上壓輪軸4DN25上壓輪軸DN25-32下壓輪一對(duì)共一組5DN32上壓輪軸6DN40上壓輪軸DN40-50下壓輪一對(duì)共一組7DN50上壓輪軸表5.2.2-1：手動(dòng)擴(kuò)環(huán)機(jī)附件配置表3）手動(dòng)擴(kuò)環(huán)機(jī)使用根據(jù)管材管徑所需擴(kuò)環(huán)的附件配置，將對(duì)應(yīng)的上壓輪軸裝入滑塊套筒內(nèi)、裝上搖把并擰緊后面螺帽。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)壓緊螺桿手柄、把滑塊升高到適當(dāng)?shù)奈恢?、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤。把對(duì)應(yīng)的一組下壓輪對(duì)準(zhǔn)上壓輪軸、并反轉(zhuǎn)壓緊螺桿手柄、使上壓輪軸下行致輕壓對(duì)應(yīng)的一組下壓輪，并緊轉(zhuǎn)盤螺母以固定轉(zhuǎn)盤，此時(shí)擴(kuò)凸環(huán)機(jī)已調(diào)試就緒待用。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)凸環(huán)機(jī)上面的壓緊螺桿轉(zhuǎn)把，升高

9、上壓輪離開下壓輪至合適距離。將已套好管件鎖緊部件（螺母或者法蘭）的管子套入擴(kuò)凸環(huán)機(jī)的上壓輪，管端頂住上壓輪軸的限位階面。順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使上壓輪下降，直至上壓輪帶動(dòng)管子輕壓住下壓輪。開時(shí)順時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，每轉(zhuǎn)動(dòng)搖把五圈，壓緊螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)1/4圈。如此類推可使管子上軋出的凸環(huán)逐漸加高，直至所需的高度。當(dāng)凸環(huán)已軋壓到所需尺寸后，要讓轉(zhuǎn)把逆時(shí)針回轉(zhuǎn)小1/4圓周，上壓輪動(dòng)五圈以上，可以使管子圓度均勻，然后再繼續(xù)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)把升高上壓輪，取出管子。4電動(dòng)擴(kuò)凸環(huán)機(jī)使用方法1）電動(dòng)擴(kuò)環(huán)機(jī)：適合于DN65至DN200管材。2）電動(dòng)擴(kuò)環(huán)機(jī)附件配置見表5.2.2-2。序號(hào)名稱名稱備注1DN65上壓輪軸65下壓輪一對(duì)共一組2DN8

10、0-100上壓輪80-100下壓輪一對(duì)共一組3DN125上壓輪軸125-150下壓輪一對(duì)共一組4DN150上壓輪軸共一組5DN200上壓輪軸200下壓輪一對(duì)共一組表5.2.2-2：電動(dòng)擴(kuò)環(huán)機(jī)附件配置表3）手動(dòng)擴(kuò)環(huán)機(jī)使用根據(jù)管材管徑所需擴(kuò)環(huán)的附件配置，打開電動(dòng)擴(kuò)環(huán)機(jī)滑塊蓋扳，將對(duì)應(yīng)的一組上壓輪裝入滑塊軸內(nèi)、并蓋上蓋扳、裝緊螺釘、下壓輪裝入下主軸。轉(zhuǎn)動(dòng)壓緊螺桿手柄、把滑塊升高到適當(dāng)?shù)奈恢?、套上要擴(kuò)環(huán)的管子、轉(zhuǎn)動(dòng)壓緊螺稍用力壓緊、以防扎壓過程中后退。如管子長度在2米內(nèi)，可拉出機(jī)床附帶托架支撐（注意：調(diào)節(jié)托加高度、保證管子一定要和主軸平行。）；如超出2米要用外帶托架支撐，注意同樣要求和主軸平行。開動(dòng)順

11、轉(zhuǎn)電機(jī)，緩緩的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)把，可使管子上軋出的凸環(huán)逐漸加高，直至所需的高度。軋壓凸環(huán)時(shí)要注意下壓輪不能下降過快，必須使轉(zhuǎn)動(dòng)五圈以上，才能再對(duì)輥芯的高度作調(diào)整。當(dāng)凸環(huán)已軋壓到所需尺寸后，要讓轉(zhuǎn)把逆時(shí)針回轉(zhuǎn)小1/4圓周，下壓輪動(dòng)五圈以上，可以使管子圓度均勻，然后再繼續(xù)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)把升高上壓輪，取出管子。5.2.3切管1.根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)選擇相應(yīng)規(guī)格的管材，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況安裝位置計(jì)算切割所需管材的長度。2.使用切管工具將管材裁切至適合安裝的長度，切管工具根據(jù)需要可使用用切管器或切管機(jī)，裁切長度應(yīng)該是安裝長度加上兩頭管件羅紋長度或法蘭后端凸起處的長度。圖5.2.3-1：切管器切割管材示意圖5.2

12、.4輥壓凸環(huán)1.在管材的一頭輥壓凸環(huán)，在此過程中，必須時(shí)刻注意凸環(huán)是否已達(dá)到所需尺寸，及時(shí)停止輥芯下降，利用管件配套的凸環(huán)卡規(guī)檢查凸環(huán)高度是否已經(jīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。輥壓過度，會(huì)使管端脹開成喇叭形，則不銹鋼管不能插入管件，而凸環(huán)高度過低將直接影響管件的密封性能和連接強(qiáng)度。若管子在凸環(huán)時(shí)，出現(xiàn)裂縫或凸環(huán)前端橢圓偏差超過0.2mm，則不得安裝該管不銹鋼管。圖5.2.4-1：輥壓凸環(huán)示意圖2.凸環(huán)高度要求見表圖5.2.3-3：不銹鋼管凸環(huán)相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)注圖公稱直徑DN擴(kuò)環(huán)高度h（mm）擴(kuò)環(huán)寬度b(mm)承口長度L(mm)151.7411.5201.8411.5252.05.513.5322.05.513.5402

13、.0617502.5617652.5818802.512221002.512221252.814251502.814252002.81625表5.2.4-1:凸環(huán)相關(guān)長度要求表5.2.5不銹鋼管與管件連接1根據(jù)所選擇的不銹鋼鋼管管徑與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸選擇適當(dāng)型號(hào)規(guī)格的卡凸式管件，取下螺母，套入需與管件連接的管材，需從管承插口的另一端套進(jìn)螺母。2.將聚四氟乙烯密封圈按正確的方向套入接頭一端，密封圈厚的一端靠近不銹鋼管的凸環(huán)處，薄的一端靠近管件處，將套好密封圈的管子插入管件，把鎖緊螺母旋上管件。圖5.2.5-1：聚四氟乙烯密封圈鎖緊螺母正確放置示意圖圖5.2.5-2：管件連接示意圖3.用扳手?jǐn)Q緊鎖緊螺

14、母，使管材與管件連接牢固。圖5.2.5-3：擰緊鎖緊螺母示意圖5.2.6管道支架制作安裝1卡凸式不銹鋼管的立管和水平管的支撐間距應(yīng)符合表5.2.6-1規(guī)定。公稱直徑水平管（mm）立管(mm)1510001500201500200025180022003220002500402200280050250030006530003500表5.2.6-1：管卡最大支撐間距表說明：在距離各管件或閥門的100mm以內(nèi)必須采用管卡牢固固定，特別在干管支管處。2支架的固定方式管卡的材質(zhì)可使用塑料、陶瓷等非金屬材料。如使用金屬材質(zhì)的管碼，必須使用與管材相同的材質(zhì)（不銹鋼），由于不同的金屬長時(shí)間接觸，在潮濕的條件下

15、會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，使管材和管卡出現(xiàn)銹斑，輕則影響外觀，長時(shí)間腐蝕則有造成管材穿孔危險(xiǎn)。 圖5.2.6-1：管卡制作及材質(zhì)示意圖5.2.7試壓檢查1.管道系統(tǒng)的水壓應(yīng)符合下列規(guī)定試驗(yàn)壓力應(yīng)為管道系統(tǒng)工作壓力的1.5倍，給水一般大于0.6MPa。水壓試驗(yàn)之前，對(duì)試壓管道應(yīng)采取安全有效的固定和保護(hù)措施，但接頭部位必須明露。2管路試壓建議采取分步試壓，由系統(tǒng)支管到整個(gè)系統(tǒng)試壓。3水壓試驗(yàn)管道末端封堵，緩慢注水并將管道內(nèi)氣體排盡。灌滿水后，進(jìn)行嚴(yán)密性檢查。加壓宜采用手動(dòng)泵緩慢升壓，升壓時(shí)間不得小于10min。升至規(guī)定壓力后，停止加壓，穩(wěn)壓1h，觀察接頭部位是否有漏水現(xiàn)象。穩(wěn)壓1h后，補(bǔ)壓至規(guī)定壓力值

16、，15min內(nèi)的壓力降不超過0.05MPa為合格。管道系統(tǒng)加壓后發(fā)現(xiàn)有滲水或壓力超過規(guī)定值時(shí)，應(yīng)檢查管道，在排除滲水原因后再按上規(guī)定重新試壓，直至符合要求。4管道水壓試驗(yàn)設(shè)備的壓力表的量程應(yīng)是試驗(yàn)壓力的3倍，且應(yīng)經(jīng)校驗(yàn)合格并在有效期內(nèi)，壓力表刻度為0.05MPa。5給水管道在使用前應(yīng)采用每升水中含20mg30mg游離氯的清水灌滿管道進(jìn)行消毒。5.2.8管路保溫和防凍1.保溫：保溫材料可選用不含可溶性鹵離子材料，如發(fā)泡聚乙烯、橡塑、玻璃棉、珍珠巖等保溫材料。圖5.2.8-1：管道保溫示意圖2.防凍：為防止管道上凍，給用戶帶來麻煩，故須對(duì)管道進(jìn)行防凍處理，一般學(xué)做到一下幾點(diǎn)：明確施工地區(qū)冬季最冷溫

17、度，設(shè)定防凍溫度，以確定保溫層材料和厚度。保溫材料的對(duì)接面及保溫材料與管件之間不能留有間隙，認(rèn)真做好保溫施工作業(yè)。在風(fēng)處及較少陽光照射處，在配管時(shí)，要用加厚保溫材料。寒冷地區(qū)不宜選擇較小的管徑的管材，且需設(shè)置不凍栓、排水栓，或者卷上防凍電熱絲。6 材料與設(shè)備6.1主要材料不同型號(hào)薄壁不銹鋼管、角鋼、水平管、卡凸管件等。6.2主要設(shè)備扳手、切管器（機(jī)）、擴(kuò)凸機(jī)、環(huán)規(guī)、電焊機(jī)、切割機(jī)等。序號(hào)機(jī)具名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量1電焊機(jī)BX-300臺(tái)12手動(dòng)擴(kuò)凸機(jī)專用臺(tái)13電動(dòng)擴(kuò)凸機(jī)專用臺(tái)14活動(dòng)扳手專用把25六腳扳手專用套26環(huán)規(guī)專用套1表6.2-1：主要設(shè)備使用表（按一組計(jì)）7 勞動(dòng)力組織本工法在施工過程中

18、以組為施工，每個(gè)小組的施工人員安排如表7-1。編號(hào)工種人數(shù)1水工12電焊工13小工1表7-1：勞動(dòng)力使用表8 質(zhì)量控制8.1采用標(biāo)準(zhǔn)本工法施工依據(jù)建筑給水金屬管道安裝薄壁不銹鋼管（04S407-2）、建筑給水薄壁不銹鋼管道工程技術(shù)規(guī)程（CECS153：2003）；本工法質(zhì)量檢驗(yàn)依據(jù)建筑給排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50242-2002）。8.2施工質(zhì)量保證措施8.2.1.在軋壓凸環(huán)的過程中，一定要保證不銹鋼管與上下壓輪平行，如果不銹鋼管歪斜，會(huì)使輥出的凸環(huán)尺寸不精確，并且造成外觀有螺旋形劃傷線；不銹鋼管長度較長時(shí)，需要用平臺(tái)、腳架之類托住不銹鋼管,使不銹鋼管和機(jī)器主軸保持平衡（H1=H

19、2），且縱向軸線要在同一直線上，見下圖；如果不銹鋼管在扎壓時(shí)向外慢慢退出，則必需反轉(zhuǎn)手柄臺(tái)起上壓輪，重新把不銹鋼管送到合適的位置，再順時(shí)針轉(zhuǎn)到手柄，讓上壓輪重新壓緊不銹鋼管，一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊下扎，慢慢扎壓一至兩圈，讓凸環(huán)初步凸起。圖8.2.1-1：不銹鋼管與凸環(huán)機(jī)平行示意圖8.2.2軋壓凸環(huán)時(shí)要注意上壓輪不能過快下降，每下降少許，必須使搖把轉(zhuǎn)動(dòng)五圈以上，才能再對(duì)上壓輪作調(diào)整。當(dāng)凸環(huán)已軋壓到所需尺寸后，要讓轉(zhuǎn)把逆時(shí)針回轉(zhuǎn)小1/4圓周，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把五圈以上，可以使不銹鋼管圓度均勻，然后再繼續(xù)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)把升高上壓輪，取出不銹鋼管。8.2.3凸環(huán)機(jī)的上壓輪和下壓輪不能互換安裝，在軋壓不同規(guī)格的管材時(shí)，一定要使用相

20、應(yīng)的一組上下壓輪，才能軋壓出符合安裝尺寸的凸緣環(huán)，使用不合適的上下壓輪，會(huì)造成凸環(huán)尺寸有誤，甚至?xí)p壞上壓輪和下壓輪。8.2.4在使用切管器或切管機(jī)來裁切管材，一定要注意使切口與管材軸向垂直，超過合理限度的管端切斜，會(huì)直接影響安裝質(zhì)量；如果切口有切斜、毛邊、尖刺，必須用不銹鋼專用銼刀修平切口，去除毛刺和鋒口，以免損傷手及密封圈而影響安裝質(zhì)量。8.2.5在套螺母時(shí)必須注意方向正確，即螺母上有螺紋的一端朝向管口。9 安全措施9.1安全用電1 電源線絕緣良好，無破皮漏電現(xiàn)象。2用電設(shè)備必須加裝漏電保護(hù)器。3 夜間施工有要保證合理的光照強(qiáng)度。4 所有臨時(shí)性電源開關(guān)、配電箱等電氣設(shè)備等均設(shè)防雷設(shè)施，并有

21、可靠接地和絕緣保護(hù)。9.2其它1 特殊工種必須持證上崗。2 進(jìn)入施工現(xiàn)場的人員要戴好安全帽。3 使用凸環(huán)機(jī)械時(shí)，施工人員必須按照操作章程進(jìn)行操作。4 認(rèn)真貫徹落實(shí)安全第一、預(yù)防為主的方針，遵守國家和行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。5 進(jìn)場施工所有作業(yè)人員必須配備勞動(dòng)保護(hù)用品。6 施工場區(qū)內(nèi)有危險(xiǎn)區(qū)必須掛警示牌。7 施工中要做到“不傷害自己、不傷害他人、不被他人傷害”，安全員在施工要在現(xiàn)場督察。8 管道施工前對(duì)施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，以此提高施工人員安全意識(shí)。10 環(huán)保措施10.1生活方面生活上，將生活垃圾分類整理，能回收利用的整理一類，不能回收利用的按要求堆放到指定位置，由專門清潔人員進(jìn)行處理。10.2施工方面1 所有鋼管加工制作必須在指定地點(diǎn)進(jìn)行。2 鋼管切割須在白天進(jìn)行，避免夜間施工產(chǎn)生的噪音影響他人休息。3 下班時(shí)必須做到工完場清。11 效益分析11.1經(jīng)濟(jì)效益運(yùn)用薄壁不銹鋼管卡凸連接施工工藝，只需有