消防給水中承插壓不銹鋼管的運用

消防給水中承插壓不銹鋼管的運用消防給水中承插壓不銹鋼管的運用 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，具有安裝簡便高效、施工成本低、使用壽命長等特點。為及時跟蹤國內(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)性能及在使用過程中存在的主要問題，并在試驗研究和工程應(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；耐火試驗1概述現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50084-2017自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，自動噴水滅火系統(tǒng)報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、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)壓式和承插壓合式連接。其中，承插壓合式連接是我國研制發(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，已廣泛應(yīng)用于生活、燃?xì)狻㈦娏Φ阮I(lǐng)域。2國外應(yīng)用現(xiàn)狀美國消防協(xié)會NFPA13-2016自動噴水滅火系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，自動噴水滅火系統(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)定對于一些特殊認(rèn)證的鋼管，NFPA13規(guī)定其壓力等級、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自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計還規(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50mm的Schedule40S和Schedule80S管道。3我國應(yīng)用研究情況3.1連接要求目前在我國消防給水系統(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，使用過程中漏水問題常有發(fā)生。同時，因腐蝕、結(jié)垢、泄漏等原因，火災(zāi)時消防給水系統(tǒng)不能有效發(fā)揮作用，經(jīng)常出現(xiàn)消火栓無水或有水無壓，自動噴水滅火系統(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，自動噴水滅火系統(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接、異徑對接、彎頭、三通、四通以及機(jī)械三通、機(jī)械四通等承插壓合式管件；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。在連接時應(yīng)注意以下幾點。（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)，對連接處施加壓力進(jìn)行壓合連接。完成后擦去多余密封膠，待固化后即完成連接。3.2試驗研究情況在承插壓合式管道連接的試驗研究方面，我國目前還沒有針對該連接件的專門標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB5135.11-2006自動噴水滅火系統(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、無密封圈泄漏性能、耐水沖擊性能、抗振動性能和耐火性能等。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?zāi)突鹪囼灨鶕?jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB5135.11-2006自動噴水滅火系統(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，試樣無泄漏和變形損壞，如圖1所示。3.2.2水壓強(qiáng)度試驗根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB5135.11-2006自動噴水滅火系統(tǒng)第11部分溝槽式管件第6.9條的規(guī)定，水壓強(qiáng)度試驗壓力應(yīng)為公稱壓力的4倍。試驗結(jié)果顯示，在實測結(jié)果高于試驗結(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)夤艿馈⑸?、生產(chǎn)等采用不銹鋼管供水/供氣的場所中。GB50015-2003（2009版）建筑給水排水設(shè)計規(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、塑料和金屬復(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自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范和CECS229:2008自動水滅火系統(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的應(yīng)用場所較少。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性能更強(qiáng)，管道連接更安全可靠，表2為不銹鋼管采用不同連接方式的性能對比。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，其衛(wèi)生性能符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17219生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評價標(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，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，具有安裝簡便高效、施工成本低、使用壽命長等特點，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?？捎糜谧詣訃娝疁缁鹣到y(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，自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范S.4GB/T17219，生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評價標(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)驗收中的細(xì)節(jié)問題J.消防科學(xué)與技術(shù)，2011，30（10）：934-937.