閱讀 3488 次 無(wú)縫鋁合金襯塑管滲漏原因及防治與改進(jìn)
無(wú)縫鋁合金襯塑管滲漏原因及其防治與改進(jìn)
張繼嵩
(陜西省設(shè)備安裝工程公司 710068 西安)
無(wú)縫鋁合金襯塑管是最近幾年涌現(xiàn)出來(lái)的新型管材之一,其食品級(jí)聚丙烯內(nèi)襯,使管道內(nèi)壁光滑,不結(jié)垢,避免了水源的二次污染。具有衛(wèi)生、耐壓、耐腐蝕、沿程與局部阻力小、外表美觀等特點(diǎn),正在生活給水、生產(chǎn)給水、熱水供應(yīng)系統(tǒng)和飲用凈水系統(tǒng)、空調(diào)冷凍水系統(tǒng)中逐步推廣使用。管道接頭安裝時(shí),無(wú)需套絲,只需依次將(碗形)密封件、卡環(huán)、密封圈穿在管子上,密封件與管件通過(guò)螺紋或法蘭連接。其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、密封性好、且安裝極其簡(jiǎn)易,無(wú)需專(zhuān)業(yè)人員,能節(jié)省部分安裝費(fèi)用并加快施工速度。但此材料面世以來(lái),用戶反映在使用過(guò)程中出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象,勢(shì)必造成其推廣速度的瓶頸。
在西安咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)某改造工程中,通過(guò)安裝和維修此類(lèi)管材,逐步查明并積累了一些滲漏的原因以及防治措施。
本工程所使用的管材連接方式分為兩種:Dn≤40采用絲扣螺紋連接;Dn≥50采用法蘭螺栓連接,現(xiàn)通過(guò)以下兩點(diǎn)分析影響密封效果的因素。
1、管道與配件連接方式對(duì)密封效果的影晌
1.1管徑不大于40的絲扣螺紋連接方式:絲扣螺紋連接方式原理為:管端壓槽,槽內(nèi)安裝卡環(huán),螺紋連接
1.1.1壓槽深度Dx對(duì)密封效果的影響(見(jiàn)圖l.1.1.) D=Dx+Dy
式中Dx為壓槽深度Dy為卡環(huán)外露高度 D為卡環(huán)端面直徑。
理想狀態(tài)為Dx=Dy=0.5D,則卡環(huán)受力均勻且力臂最大,在相同條件下受力最小,保持穩(wěn)定狀態(tài)。注意 A、B兩點(diǎn),A點(diǎn)為卡環(huán)與管材的接觸點(diǎn),用于阻止卡環(huán)從管材表面滑脫;B點(diǎn)為卡環(huán)與碗形密封件的接觸點(diǎn),用于阻止密封件從卡環(huán)滑脫。
實(shí)際狀態(tài):壓槽深度雖然已經(jīng)在壓槽機(jī)上預(yù)先設(shè)定,但是由于鋁材自身的柔性,壓槽深度不能完全保證在允許偏差內(nèi),或深或淺,使用一段時(shí)間后,在震動(dòng),熱膨脹或其他原因的影響下,Dx>Dy的槽子處密封件與管材就會(huì)從8點(diǎn)拔脫,Dx
1.1.2安裝傾角a對(duì)密封效果的影響
如圖l.1.2.管材與管件連接,當(dāng)兩者不處于軸向水平狀態(tài)時(shí),產(chǎn)生偏角a,在a達(dá)到一定的程度時(shí),管材與密封圈形成偏差La(La=d×tana),當(dāng)La過(guò)一定距離,密封圈的效果會(huì)減弱,產(chǎn)生漏點(diǎn)。
所以在安裝支架時(shí)要保證水平,以確保管材與管件盡量保持軸向平直;在下料時(shí),使用專(zhuān)用高精度切管工具,并檢查端口平整度。
1.2管徑不小于50的法蘭螺栓連接方式:
法蘭螺栓連接方式原理為:安裝鋼套環(huán),法蘭抱緊,螺栓連接(詳見(jiàn)圖1.2)
1.2.1抱緊力矩對(duì)密封效果的影響
如圖l.2.1.所示,兩個(gè)半圓形的抱箍將管子緊緊夾住,由兩個(gè)螺栓固定,為了有效防止滑脫,一般將兩個(gè)螺栓上緊,抱緊力矩?zé)o限制擴(kuò)大,直至圖1.2.1右側(cè)所示。抱箍產(chǎn)生永久性形變,時(shí)間一久,就會(huì)影響到密封圈甚至管材本身:其一、使管材產(chǎn)生形變;其二、易使管材與襯塑層產(chǎn)生剝離,在強(qiáng)腐蝕狀況下,極會(huì)使管材遭到腐蝕而穿孔。
1.2.2直接頭連接體(3)加工精度對(duì)密封效果的影響
直接頭連接體內(nèi)徑如果與管材外徑相差過(guò)大,則在水平安裝時(shí)會(huì)出現(xiàn)圖l.2.2的情況,即連接體下部于管材之間有縫隙,而在上部連接體與密封圈產(chǎn)生非正常的擠壓,密封圈所受的剪力增大,使其壽命降低,密封效果下降。
1.2.3法蘭連接板(9)平行度對(duì)密封效果的影響
此種情況與前面1.1.2所涉及到的問(wèn)題基本相同,唯一的區(qū)別是l.1.2產(chǎn)生的條件是管徑不大于40的壓槽卡環(huán)連接,而此問(wèn)題牽扯的是管徑不小于65的抱箍法蘭連接。其需解決的問(wèn)題仍然是由于連接軸向偏差導(dǎo)致密封圈的密封效果降低,在此不再贅述。
2、管道與配件、管道內(nèi)部的材料差異、制作工藝對(duì)密封效果的影響
2.1管道與配件的材料差異
管材為鋁合金,管件為不銹鋼。兩種不同膨脹率的材料連接在一起(鋁為:2.410x10-5m/℃鋼為:1.210x 10-6m/℃),勢(shì)必造成在熱脹冷縮過(guò)程中產(chǎn)生漏點(diǎn)。
2.2管道內(nèi)部的材料差異
此類(lèi)管材冷水管以聚丙烯(PP)為內(nèi)襯材料,熱水管以IIl型聚丙烯(無(wú)規(guī)共聚聚丙烯Pp—R)為內(nèi)襯材料,均以無(wú)縫鋁合金管為外管。由于鋁合金管壁有一定強(qiáng)度,內(nèi)襯材料徑向膨脹被扼制,軸向膨脹現(xiàn)象明顯發(fā)生,端口出現(xiàn)內(nèi)襯材料后縮現(xiàn)象,無(wú)法保護(hù)端口處鋁合金外管,造成腐蝕,產(chǎn)生漏點(diǎn)。
2.3管道的制作工藝
在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分管材內(nèi)襯剝離、鼓包、穿孔等現(xiàn)象產(chǎn)生,從而造成外管被腐蝕穿孔,遇到此類(lèi)漏點(diǎn),只有更換損壞的管材。另外,在對(duì)管徑不大于40的管段壓槽過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)加工后的成品內(nèi)部,壓槽區(qū)域的內(nèi)襯材料出現(xiàn)輕微裂紋,這極有可能對(duì)今后的使用造成影響。
再談?wù)剬?duì)發(fā)生滲漏的管段進(jìn)行維修的心得(不包括材料本身原因)。在維修過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn),與 讀者交流:
2.3.1管徑不大于40的絲扣螺紋連接管件材質(zhì)為鑄鋁,螺紋細(xì)密,在安裝過(guò)程中,由于鋁的自身物理性質(zhì)(導(dǎo)熱率低、膨脹率高),導(dǎo)致安裝時(shí)由于摩擦,鋁管件 溫度升高,螺紋膨脹,待溫度降至室溫時(shí),螺紋收縮,產(chǎn)生l—2扣螺紋的空間,從而導(dǎo)致滲漏。在螺紋上涂抹黃油,使生成的熱量盡快散發(fā),就可以很好地解決此類(lèi)問(wèn)題,如果有條件,可進(jìn)行二次加緊,就可以完全避免滲漏。
2.3.2管徑不小于50的法蘭螺栓連接時(shí),螺栓不宜過(guò)緊,如果過(guò)緊,管件內(nèi)的連接體就會(huì)將密封圈壓得過(guò)緊,使其恢復(fù)性能降低,導(dǎo)致滲漏。安裝時(shí)最好使用力矩扳手,對(duì)角緊螺栓。在處理法蘭處滲漏時(shí),切忌頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳,一定要仔細(xì)觀察,確定滲漏部位,因?yàn)榇朔N配件滲漏部位不同,滲漏原因也不同:
2.3.2.1法蘭與法蘭之滲漏,原因?yàn)榉ㄌm面之間徑向不平行,導(dǎo)致密封圈所受壓力不均勻,引發(fā)滲漏,解決方法是調(diào)節(jié)螺栓(或松、或緊),使法蘭趨于平行,以最終滲漏停止為準(zhǔn)。
2.3.2.2由法蘭同管段連接處滲漏時(shí),原因?yàn)榉ㄌm抱箍與管段軸向不平行,導(dǎo)致硬接觸面有縫隙,引發(fā)滲漏,解決方法是在漏點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)處敲擊管件,然后將抱箍螺絲上緊。
2.3.3由于管件材質(zhì)為不銹鋼,管道材質(zhì)為鋁合金,這樣,必須在每個(gè)管件,特別是Dn80以上的管件接口近端加裝支架,避免管件下墜,導(dǎo)致密封不良。這是試壓不漏而使用時(shí)滲漏的重要原因。
2.3.4用戶熱力工況一定要保持恒定,如果溫度忽高忽低,壓力忽大忽小,也是造成滲漏的原因之一。
2.3.5由于管材為鋁合金,膨脹率高,所以必須采取補(bǔ)償管道伸縮的措施,一般每隔20m設(shè)一個(gè)補(bǔ)償器。補(bǔ)償器宜采用柔性不銹鋼金屬波紋管,在有弧度的空間內(nèi)不宜采用剛性套筒式補(bǔ)償器。
最后談?wù)勧槍?duì)此類(lèi)管材的一點(diǎn)改進(jìn)建議,與讀者商榷:
通過(guò)以上分析發(fā)現(xiàn),筆者認(rèn)為造成滲漏的原因主要是由于管材與管件的連接方式,只有通過(guò)改進(jìn)連接方式,才有可能解決滲漏問(wèn)題。
(1)針對(duì)管件與管材連接,建議采用鉚接方式,即用鉚接環(huán)代替卡環(huán),不用壓槽,操作簡(jiǎn)便,定位精確,確保安裝到位,并且避免了對(duì)襯塑的損壞。但對(duì)管材的強(qiáng)度有了更高的要求。
(2)針對(duì)管材與管材連接,建議采用熔接方式,即將管材端口處的鋁層剝掉部分,然后熱熔內(nèi)襯連接,最后用保護(hù)管將剝掉鋁層的管段保護(hù)起來(lái)。這樣使流體只同襯塑層接觸,不與鋁合金外管接觸。但對(duì)保護(hù)管有了一定的要求,應(yīng)防止外界將內(nèi)襯破壞。
(3)針對(duì)密封環(huán)(5),如果采用槽狀結(jié)構(gòu),既可以將連接體定位準(zhǔn)確,解決1.2.1的問(wèn)題,也可以降低滲漏概率。槽狀密封圈能夠減輕連接體對(duì)密封圈的剪切力,延長(zhǎng)使用壽命,同時(shí)也能更有效地產(chǎn)生A、B、C三個(gè)密封面。但有一定的加工工藝要求,以及△h的具體數(shù)值還需進(jìn)一步計(jì)算驗(yàn)證。
(4)針對(duì)隔水墊(2),如果加工成內(nèi)長(zhǎng)外短的形狀,則增加了管內(nèi)流體滲入的距離,延緩流體對(duì)管口端面的侵蝕。
參考資料:
[1]《建筑室內(nèi)給排水無(wú)縫鋁合金襯塑管施工及驗(yàn)收規(guī)范>
(本文來(lái)源:陜西省土木建筑學(xué)會(huì) 文徑網(wǎng)絡(luò):文徑 尹維維 編輯 劉真 審核)
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