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      行業新聞

      2019-12-11

      給排水工程承插式柔性接口鋼管的口型及加工

      給排水工程承插式柔性接口鋼管的口型及加工

      周巍峰  李鴻勇

      (煙臺豪德博爾機械設備有限公司  264000

      摘  要:所謂的柔性接口是指在管道承插口的止封口。上放入橡膠密封圈,然后施力將管端插入,形成一個能適應一定范圍內的水壓和位移的封閉管道的連接接口。管與管的連接處采用密封圈進行密封,并且軸向可以實現一定角度的偏轉。在給排水工程中已有大量的應用案例并且有顯著的優勢,但該類管道的標準及加工是制約承插式柔性鋼管管道發展的問題之一。

      關鍵詞:柔性接口鋼管密封結構管口加工3PE防腐

      0 引言

      目前大口徑輸水管道多采用焊接的連接方式,管溝溝底空間狹小,鋼管的管徑大、徑厚比大,管口剛性低、橢圓度大,所以現場對口焊接施工比較困難,容易出現錯邊現象,并且焊接過程中會破壞防腐層。施工過程受現場條件及人為主觀因素的的影響,不可避免的會造成焊縫質量缺陷,進而導致管口連接處的強度降低。當地形、壓力、載荷、溫度等產生變化時,極易造成管道爆裂。因此,采用現場對口焊接工藝的傳統鋼管存在施工難度高,作業效率低,成本高,質量缺陷隱患大,抗震性差,管道使用安全和使用壽命得不到保障等缺點。

      1 鋼管承插連接的優勢

      承插式連接早期多采用預應力混凝土管和球墨鑄鐵管,這類管材安裝方便,應用成熟,但是存在壁厚大、耐壓強度低、韌性和塑性差等缺點,鋼管則具有強度高、韌性好、能承受較高的內、外壓等優點。鋼管承插式柔性接口連接是消除管道的溫度應力和地基不均勻沉降引起的縱向應力的先進管道連接技術,能有效提高鋼管結構安全可靠性。承插式柔性接口鋼管具有成型精度高、止水性好、防震性能優、安裝便捷、施工簡單、不破壞防腐涂層等特點,在給水排水工程中應用,其經濟效果好,對于輸水管網的運行質量和運行安全具有十分重要的作用。

      2 承插接口的型式

      目前我公司設備可以加工的承插接口的幾種型式:型單膠圈接口,D型雙膠圈接口,以及我們自主研發的自錨式雙膠圈接口,以上三種為柔性接口,橡膠密封圈的性能符合GB/T21873給排水管道及污水管道用接口密封圈的材料規范要求,其中T型單膠圈密封的型式試驗已經完成。另外,附帶介紹一-種球形承插式焊接密封的剛性接口。

      2.1 單膠圈密封結構

      其膠圈是通過承口定位進入密封區,當膠圈承受管道內壓時,越向外端位移,其壓縮比越大的膠圈軸向自緊、徑向緊密密封的結構裝置。我們參照的是GB/I13295-2008水及燃氣管道用球墨鑄鐵管的國家標準,密封圈與球墨鑄鐵管完全通用。

       

      根據國知局知識產權維權保護中心給出的定論,因球墨鑄鐵管的標準及相關數據在2008年就已經公布,該管口型式在公開之日起在知識產權領域就定義為現有技術并且不區分管材,所以該密封型式不存在專利的權屬問題。

      2.2 雙膠圈密封結構

      在鋼管插口套入兩條膠圈,其膠圈是采用滑進形式進入密封區,形成軸向自緊、徑向密封的柔性連接鋼管接口。我們以6B/1968200頁應力鋼筒混凝土管的相關標準和參數為依據進行開發,雙膠圈更加安全可靠,并且相對其它承插密封型式最大的優勢是現場施工過程中承插口連接起來就可以打壓進行密封測試,提高了施工效率。

       

       

       

      2.3 自錨式雙膠圈密封結構

      該結構是我們自主研發的一種管口密封型式,在雙密封的基礎上增加了具有防脫作用的鋼圈,有效解決了承口和插口脫離的風險,增加了承插口之間連接的可靠性和安全性。

       

      2.4 球形承插式焊接密封結構

      該結構為剛性接口,承口和插口與管體為圓弧過渡,插口的外徑比承口的內徑略小,且插口的圓弧端部可伸入承口的內壁形成搭接,并可沿承口內壁軸向擺動0~5度角。該結構增加了管口的剛性,同一口徑可以選擇壁厚低一級的鋼管,現場對口焊接簡便,實用性很強。

       

      3 加工設備概況

      目前現有的兩種加工方法是旋轉輥壓成型和液壓擴脹--次成型,我們設備采取的是第二種加工工藝,通過內模和外膜的擠壓成型,并且不需要中頻加熱,在一套主機設備上通過更換模具即可實現以上四種不同型式的鋼管接口加工。

      生產線由承口加工主機、插口加工主機、中位調整裝置、擴口輔助裝置、液壓系統、電控系統組成。

      3.1 藝流程

      1)經過檢驗合格的鋼管吊裝到上料臺架。

      2)檢查鋼管兩端,同時將兩端口的內外焊筋進行打磨磨平。

      3)打磨后的鋼管傳動到中位調整裝置,將鋼管調整到居中位置。

      4)調整好中位的鋼管傳動到承口主機,托輥將鋼管升起,后部夾緊裝置將鋼管推壓在擴口裝置上。

      5)承口壓制完成后,將鋼管返回到中間位置,然后傳動到插口位置。

      6)插口托輥將鋼管升起,夾緊裝置將鋼管推壓到插口裝置上,插口裝置對鋼管進行壓制,壓制完成后,將鋼管返回到中間位置。

      7)壓制完成后的鋼管傳動到成品區待檢。

      3.2 加工范圍

      滿足GB9711、API5L等制管標準的ERW管/螺旋縫埋弧焊管/直縫埋弧焊管,DN200-DN1600,壁厚4-16mm,長度12m,通過更換模具實現不同型式和規格的管口加工。

      3.3 性能特點

      1)液壓擴脹的加工形式,無需加熱,通過內外模具的擠壓一次性成型,每小時可加工10根管,生產效率很高并且管口的成型精度有保障。

      2)設備顛覆傳統的立式結構改用臥式,安裝無需做地面基礎,對廠房的高度無特殊要求。

      3)結構緊湊,移動方便,可根據項目需求隨時將設備轉運至工程施工地區,極大的降低了管道的運輸成本。

      4)自動化程度高,操作屏幕設定好管徑和壁厚,除擴口前的焊筋打磨和擴口后的檢驗,中間過程無需人為干預,降低了人工使用成本。

       


      4 3PE防腐

      目前鋼管防腐方式有,液態油漆、環氧粉末、PE粉末和3PE等多種方式。常規的3PE防腐僅能對外形規則,圓度較好的鋼管進行外部防腐,對于管口進行了承斯加工的鋼管不能進行傳動,也無法進行防腐。針對3PE生產線存在的這個問題,我們對鋼管傳動進行改進。保證生產線可以平穩的進行擴制后的承插鋼管傳動,從而可以完成承插鋼管在3PE生產線的內外防腐,解決了承插鋼管不能做3PE防腐的行業痛點,提高了承插鋼管的防腐效率,增加了承插鋼管的適用范圍。

      5 結語

      我國供水管網運行老化,管材使用落后,平均漏損率達17.66%,部分城市高達30%以上。隨著城市輸水的發展,輸水管道的管徑越來越大、輸水距離越來越長,輸水管線經過的地域地址條件愈加復雜。因此,我們必須科學合理的選擇輸水管材,大力改造供水官網系統,使用高性能的防腐和密封材料,提高供水管網運行質量和安全,降低管網漏損率。作為承插式管道加工設備的制造廠家,我們將致力于解決設備及管口加工存在的技術短板問題,為推動管材加工的規范和行業發展貢獻自己的力量。

      參考文獻:

      [1]《給排水工程承插式柔性接口鋼管管道技術規程》 T/CECS492-2017

      [2]《橡肢密封件給、排水管道及污水管道用接口密封圈材料規范》GB/T21873

      [3]《給水排水工程管道結構設計規范》GB50332

      [4]《給水排水管道工程施工及驗收規范》 GB 50268

      [5]《城鎮給水排水技術規范》 GB 50788

      [6]《給水排水工程埋地鋼管道結構設計規程 》CECS141:2002

      [7]《低壓流體輸送用焊接鋼管》GB/T 3091

      [8]《普通流體輸送管道用埋弧焊鋼管》SY/T5037

      [9] 《給水涂塑復合鋼管 》CJ/T120

       

       

       

       


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