环压连接式薄壁不锈钢管在燃气工程中的应用浅析_王落飚.pdf

1城市燃气 2022/10 总第 572 期王落飚，童 德，曹奇立浙江浙能燃气股份有限公司环压连接式薄壁不锈钢管在燃气工程中的应用浅析摘要：阐述了薄壁不锈钢管、不同连接方式的基本特点，根据应用试点，对环压式薄壁不锈钢管的连接方式、现场施工质量管理要点、标准完善等方面，提出了相应的应对措施和建议。关键词：城镇燃气工程；薄壁不锈钢管；环压式；设计；施工；应用试点doi:10.3969/j.issn.1671-5152.2022.10.0011 概述随着国民经济的快速发展，城镇住宅、公共建筑用户对燃气管道的质量、美观度的要求在提高，输送天然气的中低压管道产品、技术也在不断发展。相对于传统的镀锌钢管等管材，薄壁不锈钢管作为一种相对新型的管材，主要应用于燃气用户外管（立管）、入户及户内管，具有抗拉强度高、摩阻小、外观美观、重量轻、施工方便高效、维护工作量小、使用年限长等特点，在国内一些燃气企业进行了应用，但由于受一些因素影响，行业内大范围推广运用尚未展开。为满足燃气用户对管道多元化需求，在比较了薄壁不锈钢管不同连接方式的基础上，近期通过环压连接式应用试点工作，增进了相关技术规范标准的理解、对设计-施工要点、人员-机具-材料、防腐蚀等方面进行分析总结，对应用中存在的问题提出了应对措施和建议。2 薄壁不锈钢管不同连接方式比较根据城镇燃气设计规范（GB 50028-2006）、城镇燃气室内工程施工与验收规范（CJJ 94-2009），薄壁不锈钢管连接方式主要有卡压式、卡套式、承插氩弧焊式、环压式等，这些连接方式各有优缺点。见表1。环压式连接，由卡压式连接方式发展而来，是一种通过冷挤压手段实现管子与管件连接密封的机械连接方式，环压式连接件端有前后相继的稳定段和密封段，连接时采用专业液压工具对管件圆周上均匀地施加径向压力，使管件、管材发生形变而将管件与管材牢固地连接在一起，同时压缩封闭段尺寸，使橡胶密封圈充分填充密封腔体。由于连接强度高、密封性能好、抗外力能力强、现场施工操作方便等优点，在上述几种连接方式中，环压式连接方式现场操作相对更为成熟可靠，本次薄壁不锈钢管应用试点，采用环压式连接方式。3 试点项目基本情况 本次试点项目为一个新建房产配套工程及一个公建食堂配套工程。新建房产项目配套工程共11幢楼，试点项目为11层，楼高33m，共计256户。公建食堂项目配套工程，设计小时流量为24m3，调压后管道设燃气技术Gas Technology2城市燃气 2022/10 总第 572 期燃气技术Gas Technology计压力5kPa，工作压力2kPa3kPa。以上两个项目设计压力均不大于10kPa，环境温度为2050，管道公称尺寸为DN15DN100。3.1管材、管件等材料选用针对上述试点项目具体情况，管材、管件材料选用S30403不锈钢，根据YB/T 4370-2014城镇燃气输送用不锈钢焊接钢管，考虑到室内安全性、薄壁不锈钢管管材规格选用系列，壁厚不小于0.8mm（详见表2）。房产项目薄壁不锈钢材料设计分界面为登高管补偿器以后至户内燃气表前，燃气主管采用型普通薄壁不锈钢管，居民表表前 DN15支管及管件采用型镀膜薄壁不锈钢管。公建食堂项目薄壁不锈钢材料设计分界面为燃气表后至厨房灶具前，燃气用管采用型镀膜薄壁不锈钢管。根据不锈钢环压式管件（GB/T 33926-2017），薄壁不锈钢管件的规格选用系列产品（详见表2）。橡胶密封圈采用氟橡胶，其物理性能应满足GB/T 23658-2009中硬度等级为70或80的要求。3.2连接方式薄壁不锈钢管之间的连接：公称直径小于DN100时，采用环压式管件连接；公称直径大于等于DN100时采用法兰连接。薄壁不锈钢管与其它管材管件连接：公称直径为DN15DN50的薄壁不锈钢管与其它管材连接时采用螺纹转换接头连接。公称直径为DN60DN100的薄壁不锈钢管与其它管材连接时采用法兰连接。4 实施过程中的难点及解决措施在试点项目实施过程中，反映出设计、施工、监理等单位，对薄壁不锈钢管、环压式连接方式相对陌生，质量管理容易出现盲区，因此必须对人员、机具、材料、现场管理等环节予以充分关注。4.1人员管理要求为避免施工人员操作不熟练或操作不当造成工程质量问题，施工前建设单位应组织对施工人员进行上岗培训、考核，合格后持证上岗。每一个施工人员应做到熟练掌握技术要领和安装注意事项，确保工卡压式卡套式承插氩弧焊式环压式连接方式将“”型密封圈，用专用卡压工具压入连接处，钳压后断面呈六边形的一种挤压式连接方式用锁紧螺帽和螺纹管件将管道压紧于管件上的连接方式在现场氩气保护条件下焊接施工通过冷挤压手段实现管子与管件连接密封的机械连接方式优缺点比较优点是操作方便，易于安装；缺点是连接强度不够高，抗外力能力相对较差优点是操作方便，易于安装；缺点是连接强度不够高，抗外力能力相对较差现场施工，很难做到管内壁的氩气保护，导致不锈钢抗腐蚀性能大幅下降，质量较难保证优点是操作方便，连接强度高、密封性能好、抗外力能力强表1不同连接方式比较表环压成品坡面图环压成品图片3城市燃气 2022/10 总第 572 期燃气技术Gas Technology程质量。培训内容应包括环压式薄壁不锈钢管产品特点、施工规范、环压技术的原理、环压连接专用工具使用、环压连接操作步骤（断管、去毛刺、飞边、元件安装、环压）、应重点讲解环压式薄壁不锈钢产品特点和施工规范，发放安装指导手册，技术人员进行现场操作演示后，每位施工人员应进行实操，对于发现问题的及时纠正，并就施工难点进行讲解，直到每位施工人员都能规范操作工具，掌握安装要领。4.2专用设备管理薄壁不锈钢管环压式连接须采用专用的、带有限压功能、与连接管道规格相匹配的机具，宜为与管材、管件同一品牌的厂家生产，且经过专业机构定期检定，并配有检定合格证。应指定专人负责专用工具的领用、维护和存放。每日开工前对工具进行检查，如配件遗失、损坏必须停止使用，向厂家维修人员报修。每日工作完成后对工具进行日常保养，保持工具及设备的干燥，避免对工具金属表面和电子线路造成腐蚀。如果工具被打湿，应拔下电源插头，等待工具完全晾干后重新插上电源插头使用。工具长时间搁置不用时，须将活塞复位到底，将工具表面擦拭干净并将压接模具及工具金属表面均匀涂抹防锈油脂，放入工具箱存储。工具每三个月和厂家联系到现场保养调试一次，工具每年更换一次液压油。4.3复杂环境材料选用一般环境下可采用S30403不锈钢材料做为燃气用管，为提高防腐蚀性能，在厨房等可能存在氯离子超标或酸碱腐蚀环境，宜采用镀膜不锈钢管，镀膜不锈钢管是以304不锈钢为基材，采用电泳漆膜技术在表面镀上一层致密的丙烯酸树脂高分子保护膜，提高不锈钢的防腐性能。在酸雨、重污染工业区、沿海地区等复杂环境区域，应采用S31603的不锈钢材料。4.4质量管理重点薄壁不锈钢燃气管穿过建筑物基础、墙时，均应设置在套管中，套管与不锈钢燃气管道之间间隙应采用密封性良好、不含氯离子的柔性防腐、防水材料填实，推荐使用不含氯离子的泡沫填缝剂。常规套管一般为碳钢管，因不同金属材质接触存在电位差，在一定条件下会产生电化学腐蚀，为避免腐蚀，穿越楼板（墙）的不锈钢燃气管道应使用PE热缩套或不含氯离子的防腐胶带进行保护，燃气套管的两端应与墙面齐平，穿楼板套管的上端高于最终形成的地面5cm，下端应于楼板底齐平。管道支架宜采用与管道材质相同的不锈钢支架、管卡；当不锈钢管材管件与碳钢支架或管卡接触部位必须采用不含卤族的非金属材料进行隔离（橡胶垫，冷却木垫、缠防腐胶带等）。居民户内管件应选用专用的、与连接管道规格相匹配的管件，尽可能采用燃气用不锈钢集成管道技术规程（T/CGAS 008-2020）所列成品管件，减少现场管件连接点。DN15-DN50两个管件端口间距应不小于1.5cm，DN65-DN100不小于2cm以免在环压时造成相邻的管件口被挤压变形，导致漏气，需选用带直管管件。薄壁不锈钢管及管件材料容易受草酸、水泥、水泥砂浆等物质腐蚀，应与其它材质的管材及管件分开存放，避免污染故不得与碳钢、水泥、水泥砂浆等腐蚀性物质混放或直接接触，避免污染。燃气管道安装施工，应选择在草酸清洗墙面10天后进行，安装完成后需草酸清洗墙面的，管道应采取保护措施。5 问题及建议5.1相关专用标准规范待进一步完善目前，国内关于环压式薄壁不锈钢管的设计、公称直径DN152025324050606580100外径16.020.025.4324050.863.576.188.9101.6管材壁厚0.81.01.01.21.21.21.52.02.02.0管件壁厚0.720.90.91.081.081.081.351.81.81.8表2不锈钢管材、管件规格尺寸（mm）王落飚等环压连接式薄壁不锈钢管在燃气工程中的应用浅析4城市燃气 2022/10 总第 572 期燃气技术Gas Technology施工、验收等标准，尚需细化完善配套，除管件有不锈钢环压式管件（GB/T 33926-2017）专用标准外，管材、施工机具等尚无燃气用薄壁不锈钢管材的专用国家标准，本次试点工作只能参照执行其他相关标准。比如城镇燃气输送用不锈钢焊接钢管（YB/T 4370-2014）只是黑色冶金行业推荐性标准；管材制造标准流体输送用不锈钢焊接钢管（GB/T 12771-2008）无相应薄壁管材规格，也没有明确是否适用于室内燃气工程；薄壁不锈钢管道技术规范（GB/T 29038-2012）也是为给水行业制定，环压式连接方式的专用施工机具，也无专用国家标准，目前由各个厂家自行生产。因此，需要有关部门尽快出台燃气用薄壁不锈钢管材和环压式连接方式的相关专用标准，以利于发挥薄壁不锈钢管的优势及行业的推广利用。5.2概算、预算定额需确定目前还没有燃气用薄壁不锈钢管、环压施工的相关计算定额，只能参照其他行业的类似安装定额来测算相关费用，需要技术经济部门进一步完善，以利于招投标、成本控制、经济分析、工程结算等工作。6 结语在城镇燃气低压工程中，薄壁不锈钢管与传统的碳钢管相比较，具有更好的美观性、安全性、耐腐蚀性、环压式连接通过专业工具进行连接，安装简便，施工工效高，可提升燃气公司服务效率、满足燃气用户多元化需求。建议完善薄壁不锈钢管管材、环压式专用施工机具等相关标准以及概算、预算定额，环压式连接薄壁不锈钢管可以在新建、改建民用建筑以及公建用户配套工程中进一步推广使用。参考文献1 池爱君.薄壁不锈钢管在室内燃气工程的应用 J.煤气与热力，2009，29（8）：B25-B27.2 赵庭敏.燃气薄壁不锈钢管在高层表出户中的应用探讨J.科技创新，2013（15）：63.3 耿震.薄壁不锈钢管在室内燃气工程的应用J.中国化工贸易，2014，（20）：62.2022年8月8日，广西管道公司粤西支线茂名输气站开始向广东省管网连续平稳输气300万m3，标志着粤西支线全面投入运营，实现商业输气，为推动“全国一张网”打通又一“经脉”，充分保障湛江市管道沿线的天然气供应。广西管道粤西支线是联通“两广”、促进粤港澳大湾区和横琴粤澳深度合作区建设的重要天然气能源通道，全长约204km，设计压力10MPa，年设计输气能力33亿m3，横穿湛江市境内110.4km，设置输气站1座、阀室5座，在廉江市新民镇、遂溪县设置分输口，为湛江市管道沿线提供稳定天然气供应。粤西支线全面实现商业运营，打通了“桂气入粤”的南部通道，为粤西地区民生、工业用气提供了稳定气源供应，保障了湛江市迎峰度夏用气供工程信息广西管道公司粤西支线全面实现商业运营应，同时有效保证粤港澳大湾区供气的稳定性，进一步提升了国家管网油气能源保供及应急调峰能力，“全国一张网”运营优势有效凸显。（本刊通讯员供稿）