1、工藝工法
管道溝槽連接技術(shù)興起于20世紀(jì)50年代的美國，90年代末引入中國。此后，以其安裝便捷、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等突出優(yōu)點(diǎn)，迅速被國內(nèi)市場所接受和推廣。在國家法規(guī)政策的積極引導(dǎo)下，目前該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于消防給水、生活給水、中央空調(diào)、污水處理、石油化工、熱電及軍工等多個(gè)領(lǐng)域，并逐步取代法蘭和焊接這兩種傳統(tǒng)的管道連接方式，成為氣、液管道連接的首推技術(shù)。雖然管道溝槽連接技術(shù)推廣應(yīng)用了較長時(shí)間，但由于相關(guān)人員的認(rèn)識(shí)不足、缺乏經(jīng)驗(yàn)、疏于管理等多方面原因，導(dǎo)致管件松脫、接頭滲水等質(zhì)量通病多有發(fā)生。本文將從材料選擇、安裝工藝、支(吊)架設(shè)置等角度，分析管道溝槽連接質(zhì)量問題的產(chǎn)生原因，并就確保管道溝槽連接質(zhì)量提出見解與體會(huì)。
2、材料選擇
2.1管材
2.1.1管道類型的選擇
管道類型是影響管道溝槽連接質(zhì)量的一項(xiàng)重要因素。溝槽連接方式適用的管道類型較為廣泛，《溝槽式連接管道工程技術(shù)規(guī)程》(CECS151∶2003)指出：“溝槽連接方式可用于鍍鋅焊接鋼管和焊接鋼管、鍍鋅無縫鋼管和無縫鋼管、不銹鋼管等，或內(nèi)壁涂塑或襯塑的上述各種管材。”但是，由于焊縫形式對(duì)鋼管溝槽連接質(zhì)量有一定影響，焊接鋼管的焊縫突出，不利于鋼管的壓槽。因此，在安裝施工時(shí)應(yīng)首選無縫鋼管，其次是直縫焊管，避免選用螺旋焊管。如確需使用螺旋焊管，也應(yīng)配套使用相應(yīng)的溝槽管件，如上海威遜就為螺旋鋼管設(shè)計(jì)配備了帶溝槽短管的超越式接頭和凸緣式接頭，以此解決了螺旋鋼管溝槽連接的接口密封難題。
2.1.2管道的質(zhì)量要求
由于溝槽管件與管道外壁接合，因此，管道外徑偏差過量將使管道與卡箍不匹配，會(huì)造成接頭滲水。此外，管材材質(zhì)不合格，鍍鋅層不牢固，管壁厚度不足，都將會(huì)在壓槽時(shí)可能造成管子斷裂、鍍鋅層大量脫落或高頻焊縫開裂，終導(dǎo)致接頭滲水或斷裂。因此，嚴(yán)格控制管材質(zhì)量至關(guān)重要。各類管材均應(yīng)符合相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，如鍍鋅焊接鋼管應(yīng)符合《低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管》(GB/T3091)的規(guī)定，無縫鋼管應(yīng)符合《輸送流體用無縫鋼管》(GB/T8163)的規(guī)定，涂塑鍍鋅焊接鋼管和涂塑無縫鋼管應(yīng)符合《給水涂塑復(fù)合鋼管》(CJ/T)的規(guī)定等。此外，鋼管壁厚還應(yīng)滿足小壁厚要求。
2.1.3管口的圓整度控制
管口的圓整度不足也是影響管道溝槽連接質(zhì)量的重要原因。施工前，應(yīng)對(duì)進(jìn)場管材的圓整度進(jìn)行檢查。檢查可按照下述方法進(jìn)行：將管道截面分為8等分，分別測量4條直徑尺寸，與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比。凡圓整度不達(dá)標(biāo)的管段應(yīng)整圓或切除。
管道的圓整度不達(dá)標(biāo)，往往是由于運(yùn)輸或裝卸過程中管道遭受碰撞或管材相互擠壓所造成。韓國在管材運(yùn)輸中有很好的經(jīng)驗(yàn)，該國的工程技術(shù)人員采用在管端頭裝設(shè)十字支撐架的辦法，較好地解決了管道受壓變形的問題，值得學(xué)習(xí)和推廣。
2.2溝槽管件
2.2.1殼體材質(zhì)的選擇
溝槽管件的殼體材質(zhì)有球墨鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼等幾種，不同材質(zhì)的溝槽管件耐壓性能不同，脆性、抗疲勞性能等也有所區(qū)別，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際需要合理選用。
2.2.2橡膠密封圈的選擇
橡膠密封圈分為天然橡膠、合成橡膠、硅橡膠等幾大類，應(yīng)根據(jù)管道傳輸介質(zhì)的性質(zhì)和溫度、使用場合等需求正確選用。輸送生活飲用水的管道可采用天然橡膠、合成橡膠或硅橡膠，并應(yīng)符合國家《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T17219)和國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定;輸送含油和化學(xué)品等介質(zhì)的管道應(yīng)采用合成橡膠;輸送空調(diào)冷卻水的管道，由于使用環(huán)境及系統(tǒng)季節(jié)性運(yùn)行的要求，需要橡膠密封圈具有一定的抗疲勞、抗老化性能，因此，應(yīng)優(yōu)先選用合成橡膠或硅橡膠。
2.2.3正確選擇溝槽管件類型
溝槽管件有多種類型，其中剛性接頭與撓性接頭，開孔式機(jī)械三通、四通與溝槽式三通、四通，單片法蘭與溝槽法蘭等，作用類似，但使用場合卻有所區(qū)別。在安裝前，應(yīng)對(duì)各種接頭及配件的性能、使用條件做深入的了解，做到正確選用。
(1)剛性接頭與撓性接頭。在工程施工中，由于技術(shù)交底及質(zhì)量監(jiān)控的不到位，工人對(duì)剛性接頭和撓性接頭常常不加區(qū)分，隨意使用，從而給整個(gè)管路系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和正常維護(hù)帶來隱患。如：生活熱水系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行溫度與管道安裝時(shí)的溫度差值可達(dá)到60℃，鋼管長6m，產(chǎn)生的熱膨脹應(yīng)力將達(dá)到1200kg/mm2。如果管道采用剛性連接，將會(huì)引起支架變形，并導(dǎo)致管道系統(tǒng)遭受破壞。因此，對(duì)接頭管件應(yīng)加以區(qū)分并合理選用。
?、偕顭崴艿馈⒖照{(diào)水管道、露天管道，為有效補(bǔ)償因熱脹冷縮所引起的管道位移，以上三類必須使用撓性接頭，如果伸縮段的位移超過了撓性接頭的總補(bǔ)償量，還應(yīng)考慮加裝金屬膨脹節(jié)。
?、跍夭钭兓淮蟮墓艿溃缡覂?nèi)消防管道，可以大量使用剛性接頭。但在長直管路的中段應(yīng)安裝一定數(shù)量的撓接頭，用以補(bǔ)償長直管段的少量熱膨脹量，確保整個(gè)管道系統(tǒng)處于安全運(yùn)行狀態(tài)。
?、塾袦囟妊a(bǔ)償功能的彎管、折線形管道，應(yīng)在其產(chǎn)生角變位的管段上安裝撓性接頭。
?、鼙梅抗艿绖t建議使用撓性接頭，以減少噪聲并削弱振動(dòng)傳導(dǎo)。
?、萋竦毓艿酪瞬捎脫闲越宇^，可有效應(yīng)對(duì)不均勻沉降導(dǎo)致的管道系統(tǒng)局部變形。
⑥小弧度弧形管道的連接，必須采用撓性管接頭。可先按直線管道裝配，再折轉(zhuǎn)管道，使其達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)角。但無論在何種情況下其轉(zhuǎn)角均不得超出溝槽管件說明書所限定的數(shù)值。
(2)開孔式機(jī)械的三通、四通，與溝槽式的三通、四通相比，每個(gè)連接部位少用了2個(gè)溝槽式接頭，從而降低了工程成本。但是由于開孔式機(jī)械三通、四通屬馬鞍形拼合式開孔套筒結(jié)構(gòu)，與溝槽式三通、四通相比強(qiáng)度較弱。因此，在接頭受力較大的部位應(yīng)避免使用開孔式機(jī)械三通、四通，如在立管上設(shè)置支管的部位等。在橫管上設(shè)置支管，可采用機(jī)械三通、四通，但支管的管徑不得過大，必須保證鉆孔后管道的強(qiáng)度不受到損害，否則容易發(fā)生管道滲漏。
(3)單片法蘭與溝槽法蘭在大多數(shù)情況下可以互用，但單片法蘭在與蝶閥相連接時(shí)，兩者的密封橡膠接觸，不易緊密固定連接，容易造成接口滲水。因此，在蝶閥與法蘭連接時(shí)應(yīng)采用溝槽法蘭，避免使用單片法蘭。
2.2.4溝槽管件的質(zhì)量要求工程中出現(xiàn)的卡箍斷裂、橡膠密封圈損壞、緊固件螺栓斷裂等質(zhì)量問題，很大程度上是由于不恰當(dāng)?shù)剡x用溝槽管件或使用質(zhì)量低劣的溝槽管件所造成。因此，應(yīng)從進(jìn)貨、檢驗(yàn)、技術(shù)等方面嚴(yán)格把關(guān)，避免不適用、不合格產(chǎn)品進(jìn)入施工環(huán)節(jié)。
3、安裝工藝
安裝工藝控制不嚴(yán)，也是造成溝槽連接質(zhì)量欠佳的重要原因，可著重從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)管理。
3.1管道切割過程中的質(zhì)量控制
管道切口端面與鋼管軸線不垂直或切口處有毛刺，則會(huì)直接影響橡膠圈的密封效果。因此，應(yīng)重視管道切割工序的質(zhì)量管理。鋼管切割應(yīng)使用砂輪切割機(jī)或管子切割機(jī)，嚴(yán)禁使用氧氣乙炔切割。切割時(shí)應(yīng)固定好管道，避免切割過程中因管道移動(dòng)而造成的斷面錯(cuò)位、毛刺增多的問題，進(jìn)而影響接口質(zhì)量。切割后應(yīng)用砂紙、銼刀或砂輪機(jī)打磨切口，清理毛刺。
3.2滾槽工序的質(zhì)量控制
滾槽是溝槽加工的重要工序。滾槽過快容易損傷管子鍍鋅層;滾槽太深或太淺，會(huì)對(duì)管道接口的質(zhì)量造成以下不利影響：
(1)壓槽過深。
①鋼管端部強(qiáng)度降低，管道溝槽的鍍鋅層受到破壞。
?、诳ü繌较驂嚎s量降低，容易造成滲漏，而且管道有一定壓力時(shí)，鋼管也容易從卡箍中脫出來，造成漏水事故。
?、蹠?huì)導(dǎo)致管端變形，出現(xiàn)喇叭口，影響接口安裝質(zhì)量。
(2)壓槽過淺。
?、贉喜圻^淺則降低了卡箍的壓緊裕量，當(dāng)介質(zhì)壓力增大時(shí)，膠圈外徑很容易鼓出來，造成漏水。
②卡箍中徑和鋼管外徑的配合間隙增大，則超過了允許范圍，膠圈唇邊外側(cè)在介質(zhì)壓力的作用下擠入間隙內(nèi)，使膠圈受到破壞，降低了膠圈的彈性，嚴(yán)重地影響密封性能。因此，在滾槽的過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行施工。加工溝槽應(yīng)由淺入深，留有余地，且速度不能過快。溝槽機(jī)要有限位裝置，避免溝槽深度超出允許偏差范圍。較長的鋼管在壓槽時(shí)，必須設(shè)支托架，在支托架上應(yīng)安裝滾珠軸承支撐點(diǎn)，以防止管道出現(xiàn)縱向位移和角位移。壓槽完畢的管道在搬運(yùn)、吊裝、裝卸時(shí)要注意保護(hù)管口，避免變形。
3.3橡膠圈安裝
橡膠圈是溝槽管件的重要密封部件。緊固溝槽管件時(shí)，應(yīng)交替擰緊兩邊的螺栓，并目測檢查橡膠密封圈是否起皺，若發(fā)現(xiàn)橡膠密封圈起皺應(yīng)更換新的橡膠圈。
4、支(吊)架的設(shè)置
溝槽連接方式與傳統(tǒng)的絲接、焊接或法蘭連接方式不同，由于管道溝槽與卡箍零件間存在間隙，在管道試壓或介質(zhì)壓力、溫度發(fā)生變化時(shí)，管道會(huì)產(chǎn)生軸向位移。如果按照常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置支(吊)架，易造成接頭處管道下沉，引起接口滲漏。在工程施工中，由于支(吊)架設(shè)置數(shù)量不足或位置不合理造成管道滲漏、變形的情況比較多見。因此，有必要對(duì)管道支(吊)架設(shè)置加強(qiáng)控制。
(1)嚴(yán)格控制支(吊)架的安裝間距。溝槽連接因其自身特點(diǎn)，對(duì)支(吊)架的安裝要求較高。以不保溫鍍鋅鋼管橫管段為例，其支(吊)架較絲接、焊接等傳統(tǒng)連接方式允許的大支撐間距更短。(見表2)
(2)除此之外，還應(yīng)對(duì)關(guān)鍵部位加強(qiáng)支撐。如進(jìn)水立管的底部、立管接出支管的配件部位、立管因自由長度較長而需要支撐重量的部位、橫管接出支管與支管接頭和配件連接的部位、需要控制管道伸縮的部位等均應(yīng)增設(shè)固定支架。
(3)溝槽管件不能用來承受管道的重量，因此在卡箍接頭附近宜設(shè)置支(吊)架，支吊架與接頭、管件的凈間距宜為150mm～300mm。
5、結(jié)語
溝槽式管道連接技術(shù)是一項(xiàng)簡便、可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的施工技術(shù)，施工人員如能在材料選用、工藝把關(guān)、支(吊)架設(shè)置等多方面多加注意，嚴(yán)格把控，應(yīng)能提高管道溝槽連接的施工質(zhì)量，更好地推進(jìn)該技術(shù)的推廣及應(yīng)用。
