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2024-08-12

承插式柔性接口钢管密封型式探讨

1.前言

目前,传统的低压流体输送管道主要包括钢管、球墨铸铁管、PCCP管、PVC管、波纹管以及PE管等多种类型。这些管道的连接方式主要可以归纳为三种:①以钢管为代表的对头环焊方式;②以球墨铸铁管、PCCP管、PVC管、波纹管为代表的承插口方式;③以PE管为代表的热熔方式。其中,钢管采用现场焊接的方式进行连接,这种方式施工复杂、周期长,且对施工队伍的技术要求较高,因此诸多因素限制了其在低压流体管道工程中的应用。相比之下,承插方式因其施工方便快捷、无需现场焊接、具有防腐性能以及对施工队伍要求较低等特点,而广受低压流体输送管道用户的青睐和认可。基于对当前市场形势的分析,我们发现市场上尚缺乏成熟的承插式焊接钢管产品,承插式接口钢管仍处于市场起步阶段,因此其市场前景十分广阔。

2. 球墨铸铁管的承插密封型式

2.1滑入式(T型)柔性接口

目前,滑入式(T型)柔性接口已被广泛应用于直径小于1000毫米的球墨铸铁管中。其结构简洁,安装便捷,并且在承口设计上充分考虑了橡胶圈的定位以及偏转角度问题。此类接口能够适应一定程度的基础变形,具备一定的抗震能力,同时,利用其偏转角度的特性,可以实现管线在长距离传输中的转向需求。然而,由于滑入式(T型)柔性接口无法承受轴向力,其对管道滑脱的防护能力相对较弱。因此,在管线的拐弯处,需要设置基墩以增强对轴向力的支撑。

2.2机械式(K型)柔性接口

机械式(K型)柔性接口与滑入式(T型)柔性接口之间存在显著差异。前者主要依赖压环的作用,使胶圈产生接触压力,从而实现密封;而后者则依靠承口与插口的尺寸设计,使胶圈在压缩后产生接触压力,达到密封效果。机械式(K型)柔性接口因采用压环和螺栓压紧装置,故密封性能优越,且便于维修检查。当管道接口处出现渗漏时,可通过紧固螺栓并拆下压环来更换胶圈,从而有效消除渗漏问题。然而,该接口的缺点是螺栓易受腐蚀,导致受力不均,进而影响密封效果。

2.3法兰型接口

法兰型接口是传统的刚性接口, 不具备柔性结构的特点, 通常只在一些特殊的场所使用, 比如与泵、阀门、消防栓以及穿过基础、墙体过程中避免管道影响时才可以使用。

3.钢管焊接式接口

焊接式接口的优点是结构强度高、牢固、承压大, 油气输送管道都采用焊接方式连接。缺点是成本高、施工时间长、操作难度大、对焊工的技术要求高、容易出现焊接缺陷。

4. 柔插式柔性接口的特点

承插式柔性接口的特点: ①释放伸缩应力。当环境温度变化, 材料就相应会伸缩, 伸缩量的大小决定材料的伸缩特性和温度变化程度, 对于脆性材料很重要。②释放弯曲应力。当遇到地基不均匀沉降, 均匀支持状态破坏, 在某些局部就会出现非常大的弯曲应力。③施工简单迅速。使用的工具简单, 比现场对接方便。④防止电化学腐蚀。接口胶圈使用的每根钢管绝缘, 降低了电化学的影响。⑤必须重视接口脱离和接口允许转角。由于其结构特点, 不可能有大的脱离摩擦力, 在有较大地基沉降时, 有可能脱落, 变形超过接口允许转角时会造成泄漏。