卡壓式管材應(yīng)用的有關(guān)問題

 

 

卡壓式管件以其安裝可靠、快捷、適合嵌入墻體安裝等優(yōu)點(diǎn)被廣大用戶接受。但是什么是卡壓式管件，卡壓式管件及其連接管最佳壁厚是多少，密封材料應(yīng)該達(dá)到什么樣的標(biāo)準(zhǔn)等問題，一直是影響卡壓式管件在國內(nèi)市場廣泛使用的技術(shù)壁壘。本文就卡壓式管件使用中經(jīng)常遇到的問題作一探討。

關(guān)于卡壓式的定義、稱呼、外觀和實質(zhì)

 

卡壓式的定義：以帶有特種密封圈封口管件連接管口，用專用工具壓緊管口而起密封和緊固作用的一種連接方式叫做卡壓式連接（利用金屬材料自身的有效剛性，用卡具（或稱模具、鉗口）進(jìn)行壓接（或稱封口）的管材連接方式叫做卡壓式。所有的具有以上性質(zhì)的管件連接都應(yīng)該表述為卡壓式）。

 

卡壓式的稱呼：卡壓式的名稱叫法很多，德國稱為“曼勒斯曼式管件”，日本叫做“鉚樂哥式管件”，美國稱呼它為“快接龍頭”，經(jīng)國內(nèi)有關(guān)專家研究決定，在“國標(biāo)”和“行標(biāo)”中均定義為“卡壓式管件”。所以，稱呼的不同不能表述為實質(zhì)性的不同。

 

卡壓式外觀形式有多種：按Ｒ口的數(shù)量不同區(qū)別，有“單Ｒ式”和“雙Ｒ式”；按密封圈擺放形式不同區(qū)別，有“外露式”和“內(nèi)嵌式”；按承接插口形式不同區(qū)別，有“延伸式”和“非延伸式”。所以，外觀形式的不同也不能表述為實質(zhì)性的不同。

 

無論名稱如何，外觀形式如何，卡壓式的實質(zhì)仍然是：利用金屬材料自身的有效剛性，用卡具（式稱模具、鉗口）進(jìn)行壓接（或稱封口）的管材連接方式。

 

關(guān)于卡壓式管道的壁厚、壁厚的演變、最佳壁厚及其變更規(guī)則

 

１、關(guān)于卡壓式管件用管壁厚的標(biāo)準(zhǔn)

 

卡壓式管件和管道在國際上有兩種壁厚的標(biāo)準(zhǔn)，一個是以德國以基礎(chǔ)的歐洲壁厚標(biāo)準(zhǔn)，一個是以日本為基礎(chǔ)的亞洲壁厚標(biāo)準(zhǔn)。

 

在中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)ＧＢ／Ｔ１９２２８．１－２００３不銹鋼卡壓式管件和ＧＢ／Ｔ１９２２８．２－２００３不銹鋼卡壓式管件連接用不銹鋼管中，管道壁厚等同采用了德國的ＤＩＮ?ＥＮＩ１０３１：１９９９和日本的ＪＩＳ?Ｇ３４４８－１９９７的標(biāo)準(zhǔn)，并定義為“Ⅰ?系列標(biāo)準(zhǔn)”和“Ⅱ系列標(biāo)準(zhǔn)”（見表１）。在中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ＣＪ／Ｔ?１５１－２００１薄壁不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)的表４中，也明確規(guī)定了用于不銹鋼卡壓式管件用的管道壁厚標(biāo)準(zhǔn)（“該表壁厚欄中厚壁管為不銹鋼卡壓式管件用”），與“國際”中“Ⅱ系列標(biāo)準(zhǔn)”完全一致。德國為了保證高可靠性，其壁厚標(biāo)準(zhǔn)高于日本標(biāo)準(zhǔn)一個等級。全球沒有低于日本標(biāo)準(zhǔn)的卡壓式管壁厚標(biāo)準(zhǔn)。

 

２、關(guān)于壁厚的演變過程

 

德國是最早生產(chǎn)和銷售卡壓式管件的國家，德國專家認(rèn)為管道的壁厚是卡壓式管材“高可靠性”的關(guān)鍵（保證管材的剛性，從而保證了管件的連接強(qiáng)度），所以在選擇管道和管件的壁厚上比較保守。日本是隨著德國生產(chǎn)和銷售卡壓式管件的第一個亞洲國家。日本專家經(jīng)過反復(fù)試驗和測算，認(rèn)為卡壓式管道的壁厚可以稍微小一點(diǎn)，同時增加了連接處（承口）的插入深度，并經(jīng)日本水道協(xié)會審核和批準(zhǔn)，定義了今天的日本不銹鋼管壁厚標(biāo)準(zhǔn)（Ⅱ系列標(biāo)準(zhǔn)），也廣泛的被亞洲國家所接受。經(jīng)過２０多年的使用證明這樣的壁厚也是可行的，符合當(dāng)時的測算和試驗結(jié)果。

 

３、卡壓式管件管道的最佳壁厚

 

卡壓式管件用的管道壁厚是管道連接強(qiáng)度的關(guān)鍵。壁厚減少到安全系數(shù)以下，可靠性必然下降幾個等級。實際上管道的壁厚是一個表面要求，其實質(zhì)性的要求不僅僅是保證管道連接的強(qiáng)度，還必須具有在各種環(huán)境下抗振的性能、管道耐各種外力沖撞的性能，以及隱蔽工程中的產(chǎn)品使用壽命和腐蝕余量等。國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的不銹鋼管件的壁厚是經(jīng)過大量的計算和試驗，在歐洲和日本等國家和地區(qū)２０多年使用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，參照國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)確定的，應(yīng)該認(rèn)為該壁厚是最佳壁厚。從這個意義上說管道的壁厚牽涉到多種安全因素，不能隨意減小。

 

４、卡壓式管道壁厚變更的規(guī)則

 

如果要在國家標(biāo)準(zhǔn)的Ⅱ系列基礎(chǔ)上再減少卡壓式管道的壁厚，應(yīng)該做大量的試驗和檢驗，并提供相應(yīng)的計算數(shù)據(jù)，經(jīng)專家委員會論證以后修訂國家標(biāo)準(zhǔn)，才可以在客戶工程項目上銷售產(chǎn)品，否則這是對客戶極不負(fù)責(zé)任的行為，也是對社會不負(fù)責(zé)任的行為，可能對社會資源造成極大的浪費(fèi)。

 

關(guān)于卡壓式管件壁厚的考量

 

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)ＧＢ／Ｔ?１９２２８．１－２００３中規(guī)定了兩個系列管件的承口尺寸（見表２）。

 

為什么以承口壁厚為基準(zhǔn)？管道插入管件的端口就是承口。因為承口經(jīng)過了加工擴(kuò)口，是管件壁厚最薄的部位，核定了最薄部位的壁厚，也就控制了整個管件的壁厚。

 

承口部位有沒有負(fù)公差？沒有。國標(biāo)中規(guī)定，承口部位的壁厚是最小壁厚，在標(biāo)準(zhǔn)已作標(biāo)明。

 

卡壓式管件加工材料壁厚怎樣選擇？管件加工原料必須高一個規(guī)格進(jìn)行選擇。例如，Ⅱ系列標(biāo)準(zhǔn)ＤＮ１５管件承口壁厚要求０．６ｍｍ。如果選擇０．６ｍｍ的板材，一定達(dá)不到國標(biāo)的壁厚標(biāo)準(zhǔn)。因為：首先，板材都有負(fù)公差問題，０．６ｍｍ的板材實際厚度在０．５４０．５８ｍｍ，已經(jīng)不能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。其次，承口經(jīng)過擴(kuò)口加工以后必須還要減薄，更不可能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)了。所以，ＤＮ１５規(guī)格的管件中壁厚應(yīng)該選擇０．８ｍｍ壁厚的板材才能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)中壁厚０．６ｍｍ的要求。其他管件壁厚選擇依此類推。

 

關(guān)于密封材料的使用壽命、標(biāo)準(zhǔn)改變的經(jīng)過以及兩種標(biāo)準(zhǔn)的差距

 

密封材料的使用壽命決定不銹鋼管系統(tǒng)的壽命。３０４不銹鋼材料正常使用超過１００年是沒有問題的，這時密封材料的使用壽命就是管道的使用壽命了。如果密封材料的壽命達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)，整個管道系統(tǒng)的使用壽命將大打折扣。

 

因為密封材料達(dá)不到國際標(biāo)準(zhǔn)，中國生產(chǎn)的卡壓式管件不能出口到日本或歐洲。正因為如此，２００３年國家制定了不銹鋼卡壓式管件用橡膠Ｏ型密封圈標(biāo)準(zhǔn)（ＧＢ／Ｔ?１９２２８．３－２００３）。這個標(biāo)準(zhǔn)等效采用了歐共體ＥＮ６８１－１：１９９８標(biāo)準(zhǔn)。國標(biāo)實施的同時廢止了ＣＪ／Ｔ?１５２－２００１行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

 

“國標(biāo)”對原“行標(biāo)”在密封材料標(biāo)準(zhǔn)上的改進(jìn)內(nèi)容：在標(biāo)準(zhǔn)的參照上，等效采用了歐共體ＥＮ６８１１：１９９８標(biāo)準(zhǔn)；在材料的選擇上，明確提出選擇氯化丁基和三元乙丙橡膠；在材料硬度要求上，“國標(biāo)”比“行標(biāo)”提高了１４％；在壓縮永久變形要求上，增加了２４ｈ、１２５℃檢測要求；增加了水中壓縮永久變形檢驗項目：７０ｄ、１１０℃、損失≤３０％；在熱空氣老化檢驗要求中，由７ｄ、１２５℃；在水中體積變化檢測中，由７ｄ、７０℃，增加到７ｄ、９５℃；增加了耐臭氧檢驗。從總體上看，“國際”中的檢驗和試驗要求在關(guān)鍵項目上增加了兩個項，幾個項目中的溫度指標(biāo)提高較多。

 

密封圈標(biāo)準(zhǔn)更新的意義。經(jīng)德國專家分析，達(dá)到以上標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，在７０℃的條件下，密封材料的壽命可以超過１００ａ。德國已經(jīng)經(jīng)過４０ａ的使用證明這樣的標(biāo)準(zhǔn)是可靠的。中國國家標(biāo)準(zhǔn)的實施使得中國不銹鋼的壽命與建筑物等壽命問題行以解決，節(jié)約了大量的社會財富，減少了客戶財產(chǎn)損失的風(fēng)險。如果還按照已經(jīng)廢止的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)密封材料，客戶在使用過程中管道系統(tǒng)的更新風(fēng)險和維護(hù)風(fēng)險明顯地加大了。