消防給水中承插壓不銹鋼管的運(yùn)用

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1、消防給水中承插壓不銹鋼管的運(yùn)用消防給水中承插壓不銹鋼管的運(yùn)用 2018/12/19 摘要：承插壓合式連接是在卡壓式及環(huán)壓式連接的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)革新的一種全新連接方式，具有安裝簡(jiǎn)便高效、施工成本低、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。為及時(shí)跟蹤國(guó)內(nèi)外最新研究成果，吸收新型技術(shù)在消防領(lǐng)域中的應(yīng)用，系統(tǒng)調(diào)研了國(guó)內(nèi)外消防給水系統(tǒng)用不銹鋼管的應(yīng)用現(xiàn)狀，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于不銹鋼管連接方式的相關(guān)要求，分析了承插壓合式連接方式的技術(shù)性能及在使用過(guò)程中存在的主要問(wèn)題，并在試驗(yàn)研究和工程應(yīng)用示范的基礎(chǔ)上，提出了消防給水系統(tǒng)采用承插壓合式不銹鋼管的技術(shù)要求。關(guān)鍵詞：消防給水系統(tǒng)；管件連接；承插壓合；不銹鋼管；水壓試驗(yàn)；耐火試驗(yàn)

2、1概述現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50084-2017自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)報(bào)警閥后的配水管道可采用內(nèi)外壁熱鍍鋅鋼管、涂覆鋼管、銅管、不銹鋼管和氯化聚氯乙烯（PVC-C）管。在連接方式方面，GB50084-2017僅規(guī)定不銹鋼管可采用溝槽式連接件（卡箍）、法蘭、卡壓等連接方式，不宜采用焊接，尚未規(guī)定其他類型的連接方式。GB50974-2014消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范規(guī)定，架空管道的連接宜采用溝槽式連接件（卡箍）、螺紋、發(fā)來(lái)、卡壓等方式，不宜采用焊接。根據(jù)目前消防給水管網(wǎng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，除上述連接方式外，不銹鋼管還可采用氬弧焊式連接和擠壓式連接等，擠壓式連接又可分為卡壓式、環(huán)壓式和承

3、插壓合式連接。其中，承插壓合式連接是我國(guó)研制發(fā)明的一種新型連接方式，為雙層承插口結(jié)構(gòu)的新型管件，通過(guò)采用機(jī)械擠壓和注膠粘接相結(jié)合的方式進(jìn)行連接，具有連接可靠性高、承壓能力強(qiáng)和耐火性能好等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于生活、燃?xì)狻㈦娏Φ阮I(lǐng)域。2國(guó)外應(yīng)用現(xiàn)狀美國(guó)消防協(xié)會(huì)NFPA13-2016自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)地上管道采用的不銹鋼管應(yīng)符合ASTMA312/312M的有關(guān)規(guī)定，并且應(yīng)采用Schedule10S或Schedule40S的管道。在連接方式上，NFPA13未專門規(guī)定不銹鋼管的連接，僅規(guī)定鋼管可采用焊接、溝槽和螺紋連接。但規(guī)定對(duì)于一些特殊認(rèn)證的鋼管，NFPA13規(guī)定其壓力等級(jí)、

4、壁厚以及連接方式應(yīng)符合其認(rèn)證要求。新西蘭標(biāo)準(zhǔn)NZS4541:2013自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)還規(guī)定系統(tǒng)可采用Schedule80S的不銹鋼管，管道可采用焊接、螺紋、滾槽和切槽連接，螺紋連接僅用于管徑不超過(guò)50mm的Schedule40S和Schedule80S管道。3我國(guó)應(yīng)用研究情況3.1連接要求目前在我國(guó)消防給水系統(tǒng)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的鍍鋅鋼管及其配套管件的應(yīng)用已有近百年的歷史。但鍍鋅鋼管存在不耐腐蝕、管道結(jié)垢、細(xì)菌滋生等問(wèn)題。而且由于銹蝕的影響，鍍鋅鋼管一般使用年限為812a，使用過(guò)程中漏水問(wèn)題常有發(fā)生。同時(shí)，因腐蝕、結(jié)垢、泄漏等原因，火災(zāi)時(shí)消防給水系統(tǒng)不能有效發(fā)揮作用，經(jīng)常出現(xiàn)消火栓無(wú)水或有水無(wú)壓，

5、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)噴頭堵塞、流量小等現(xiàn)象，在撲救火災(zāi)時(shí)不能發(fā)揮功效。不銹鋼管在消防給水系統(tǒng)中的應(yīng)用較少，其規(guī)格為DN15DN200，額定工作壓力有1.6、2.5、4.0MPa等，連接方式有多種形式，管徑不超過(guò)DN100的管道可采用螺紋、卡壓、環(huán)壓等方式，管徑大于DN100的管道可以采用溝槽和法蘭方式連接。而承插壓合式連接可適用于DN20DN200的管道，管件型式有對(duì)接、彎頭、三通、四通、管帽等，以及機(jī)械三通、機(jī)械四通、法蘭轉(zhuǎn)接頭、螺紋轉(zhuǎn)接頭、溝槽轉(zhuǎn)接頭等。連接時(shí)，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的配水干管和配水管可采用DN80DN200的薄壁不銹鋼管及等徑對(duì)接、異徑對(duì)接、彎頭、三通、四通以及機(jī)械三通、機(jī)械四通等

6、承插壓合式管件；配水支管可采用DN25DN65的薄壁不銹鋼管道，管件則根據(jù)配水管規(guī)格大小采用承插壓合式機(jī)械三通、機(jī)械四通、異徑三通和彎頭等連接。需要注意的是，不銹鋼管與承插壓合式管件的連接所采用的密封膠應(yīng)為專用密封膠，不能使用其他膠水替代。在壓合連接完成后不能立即通水試壓，應(yīng)靜置24h后再進(jìn)行壓力試驗(yàn)。在連接時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。（1）用清洗劑或酒精清潔管材和管件壓合處并晾干，不應(yīng)有油污和水漬存在。（2）將連接管的壓合處涂抹專用密封膠，同時(shí)在管件承插口夾層中也注入專用密封膠，將連接管插入管件承插口底部并左右旋轉(zhuǎn)，確保密封膠發(fā)布均勻。（3）將連接件放入專用工具的壓合鉗模內(nèi)，對(duì)連接處施加壓力進(jìn)行壓合連

7、接。完成后擦去多余密封膠，待固化后即完成連接。3.2試驗(yàn)研究情況在承插壓合式管道連接的試驗(yàn)研究方面，我國(guó)目前還沒有針對(duì)該連接件的專門標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5135.11-2006自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)第11部分溝槽式管件的相關(guān)規(guī)定，考核的指標(biāo)主要有：密封圈材料性能、氣密封性能、密封性能、耐壓強(qiáng)度、耐低溫性能、抗高溫老化性能、無(wú)密封圈泄漏性能、耐水沖擊性能、抗振動(dòng)性能和耐火性能等。承插壓合式連接由于采用專用密封膠代替了橡膠密封圈，其耐壓性能、密封性能、抗拉拔性能、抗振動(dòng)性能、彎曲性能、壓力沖擊性能等連接性能和耐火性能更好，密封性能受環(huán)境溫度的變化影響小。3.2.1耐火性能試驗(yàn)?zāi)突鹪囼?yàn)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

8、GB5135.11-2006自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)第11部分溝槽式管件第6.18條的規(guī)定進(jìn)行，試樣組件充水排氣并升壓至2.5MPa，在油盤火中燃燒15min，試樣表面溫度達(dá)到約740，試樣無(wú)泄漏和變形損壞，如圖1所示。3.2.2水壓強(qiáng)度試驗(yàn)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5135.11-2006自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)第11部分溝槽式管件第6.9條的規(guī)定，水壓強(qiáng)度試驗(yàn)壓力應(yīng)為公稱壓力的4倍。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在實(shí)測(cè)結(jié)果高于試驗(yàn)結(jié)果至少2MPa的情況下，管道均未出現(xiàn)泄漏和損壞現(xiàn)象。水壓試驗(yàn)結(jié)果見表1所示。3.3工程應(yīng)用情況不銹鋼管采用承插壓合式連接現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于中低壓燃?xì)夤艿?、生活、生產(chǎn)等采用不銹鋼管供水/供氣的場(chǎng)所中。GB50

9、015-2003（2009版）建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，室內(nèi)的給水管道，應(yīng)選用耐腐蝕和安裝連接方便可靠的管材，可采用塑料給水管、塑料和金屬?gòu)?fù)合管、銅管、不銹鋼管及經(jīng)可靠防腐處理的鋼管。由于GB50084-2017自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范和CECS229:2008自動(dòng)水滅火系統(tǒng)薄壁不銹鋼管管道工程技術(shù)規(guī)程中，尚未明確規(guī)定不銹鋼管采用承插壓合式連接，使得目前該管道連接方式在我國(guó)的應(yīng)用場(chǎng)所較少。4應(yīng)用分析4.1承插壓合式連接與其他連接方式對(duì)比承插壓合式連接由于承口采用雙層管件雙密封的結(jié)構(gòu)，與管材環(huán)形壓接后，在壓接部位使管材與管件內(nèi)外壁相互嵌入貼合為一體，抗拉拔性能和抗振動(dòng)性能更強(qiáng)，管道連接更安全可靠

10、，表2為不銹鋼管采用不同連接方式的性能對(duì)比。4.2密封膠性能分析專用密封膠是在傳統(tǒng)厭氧膠基礎(chǔ)上研發(fā)的專用于薄壁不銹鋼管道承插壓合式連接的新型厭氧膠，其主要成分為聚四氟乙烯，工作溫度為-55150。具有粘接強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高低溫、耐空氣老化、密封性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，其衛(wèi)生性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17219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)的規(guī)定。目前，在冷熱水、直飲水、氣體、燃?xì)庀到y(tǒng)及醫(yī)藥、飲料、食品、釀造、電力及化工等行業(yè)流體輸送用管道系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。使用時(shí)，在薄壁不銹鋼管材端頭的內(nèi)外壁上涂上一層厭氧密封膠后插入管件雙層承插口中，采用專用的卡壓工具將管材與管件承插口的內(nèi)外層壓合連接在一

11、起，并使管材與管件三層間被密閉填充的密封膠在缺氧狀態(tài)下進(jìn)行固化密封。5結(jié)語(yǔ)承插壓合式連接是在卡壓式及環(huán)壓式連接的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)革新的一種全新連接方式，具有安裝簡(jiǎn)便高效、施工成本低、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，其抗壓、抗拉、密封等連接性能以及耐火性能都優(yōu)于傳統(tǒng)的卡壓式和環(huán)壓式連接?？捎糜谧詣?dòng)噴水滅火系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)及其他消防給水系統(tǒng)中，尤其適用于食品、醫(yī)藥、電子以及航空航天等行業(yè)潔凈車間的消防水滅火系統(tǒng)。因此，在消防給水系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)：1GB50084-2017，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范S.4GB/T17219，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)S.5GB50974-2014，消防給水及消火栓系統(tǒng)規(guī)范S.6GB5135.11-2006，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)第11部分溝槽式管件S.7CJ/T463-2014，承插壓合式連接S.8杜紅晉.消防給水系統(tǒng)驗(yàn)收中的細(xì)節(jié)問(wèn)題J.消防科學(xué)與技術(shù)，2011，30（10）：934-937.