雙球可撓伸縮管技術(shù)在供水管道施工中的應(yīng)用

張 峰

(太原供水集團(tuán)有限公司，山西 太原 030009)

雙球可撓伸縮管技術(shù)在供水管道施工中的應(yīng)用

張 峰

(太原供水集團(tuán)有限公司，山西 太原 030009)

分析了供水管道漏水的原因，介紹了雙球可撓伸縮管技術(shù)在給水管道施工中的應(yīng)用，闡述了其主要的工作原理及性能特點(diǎn)，分析了該技術(shù)的應(yīng)用效果，并針對(duì)其機(jī)械性能、工藝等提出了一些改進(jìn)建議。

雙球可撓伸縮管，橡膠密封，供水管道，法蘭連接

太原市西、北、東三面環(huán)山，中、南部為河谷平原，地質(zhì)情況復(fù)雜。截至2014年年底，我市供水服務(wù)面積已達(dá)219.84 km2，輸配水管道長(zhǎng)度1 627.48 km，鋪設(shè)方式采用直埋，管道多以球墨鑄鐵管和鋼管為主，球墨鑄鐵管以膠圈密封承插方式連接，能接受一定相對(duì)角變位，為柔性接口；鋼管以焊接或法蘭方式連接，為剛性接口。

近年來管道在運(yùn)行過程中，由于土質(zhì)差、地質(zhì)條件變化、穿越河道等原因，引發(fā)了管道基礎(chǔ)下沉，造成鋼管焊口被拉裂，柔性接口被拉脫，閥體開裂等漏水事故，給供水安全帶來了極大的隱患。

針對(duì)以上情況，我公司借鑒其他水司的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)相關(guān)技術(shù)人員研究，在供水管道施工中將雙球可撓伸縮管技術(shù)應(yīng)用于管道易發(fā)生沉降變形位置，以解決由此帶來的供水安全隱患。

1 構(gòu)成和主要技術(shù)指標(biāo)

1.1 構(gòu)成與材質(zhì)

雙球可撓伸縮管又名萬向球型伸縮接頭，主要由旋轉(zhuǎn)部分、滑動(dòng)伸縮部分、連接部分以及密封部分等構(gòu)成。主要部件有：1)旋轉(zhuǎn)球座(球墨鑄鐵)；2)球座蓋(球墨鑄鐵)；3)伸縮管(球形滑動(dòng)承管、球形滑動(dòng)插管)(球墨鑄鐵)；4)卡箍(防脫夾頭)(球墨鑄鐵)；5)喉箍(不銹鋼)；6)伸縮管密封(橡膠)；7)環(huán)形密封圈(橡膠)；8)防塵罩(橡膠)；9)螺栓、螺母(碳鋼/不銹鋼)。

1.2 材料及其技術(shù)指標(biāo)

適用管徑：DN80～DN1 000；撓曲性最大角度15°；伸長(zhǎng)量：70 mm～200 mm；收縮量:-30 mm～100 mm；偏位量：100 mm～300 mm。

雙球可撓伸縮管兩端均為凸面法蘭連接，法蘭符合GB/T 17241.6整體鑄鐵法蘭標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，最高使用壓力未達(dá)1.0 MPa者按1.0 MPa法蘭鉆孔；最高使用壓力為1.0 MPa以上者按1.6 MPa法蘭鉆孔。

管體材質(zhì)為球墨鑄鐵QT 450—10(表示抗拉強(qiáng)度σb≥450 MPa；伸長(zhǎng)率δ≥10%；硬度HBS160～HBS210)以上制造。

組合螺栓采用不銹鋼4.8級(jí)(4.8級(jí)的性能為：4代表4×100=400 MPa，指螺栓的抗拉強(qiáng)度為400 MPa，屈強(qiáng)比值為0.8，公稱屈服強(qiáng)度達(dá)400×0.8=320 MPa)或鉻鉬鋼8.8級(jí)(8.8級(jí)的性能為：抗拉強(qiáng)度800 MPa，屈服強(qiáng)度=800×0.8=640 MPa)及以上制造，其機(jī)械性能符合GB/T 3098。

橡膠：采用天然橡膠一體成型，不得以燒結(jié)方式焊接，依據(jù)GB/T 16589標(biāo)準(zhǔn)制造和檢驗(yàn)。可撓管必須設(shè)置厚度4.5 mm以上的橡膠防塵套，以防沙土進(jìn)入，保證旋轉(zhuǎn)部位不受磨損。

管內(nèi)防腐：采用無毒環(huán)氧涂料進(jìn)行防腐，符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 主要工作原理

雙球可撓伸縮管的旋轉(zhuǎn)球座一端為法蘭，另一端為圓形碗狀容槽，伸縮管為一端成型內(nèi)空碗狀的球形樞接座，另一端則成型為承、插平直管。通過將伸縮管球形端頭置于旋轉(zhuǎn)球座的圓形容槽內(nèi)，并在旋轉(zhuǎn)球座與球座蓋以及伸縮管的球形端頭空隙放置環(huán)形橡膠密封圈進(jìn)行防水密封，最后用螺栓連接球座蓋與旋轉(zhuǎn)球座，將置于球座蓋內(nèi)的伸縮管球形端頭鎖緊固定，實(shí)現(xiàn)撓曲。伸縮承、插管以兩者的平直管互相承插連接實(shí)現(xiàn)相對(duì)滑移，構(gòu)成一個(gè)連續(xù)管路。承管內(nèi)壁鑄有環(huán)向密封槽，橡膠密封圈嵌入其中，以防止承插連接管件漏水，密封槽同時(shí)兼作收縮限位擋恒使用，直管端頭鑄有環(huán)向凸起擋恒，設(shè)置卡箍，卡箍外周緣與承管端擋恒分別用螺栓鎖緊，起到伸長(zhǎng)限位作用，插管外壁鑄有環(huán)向限位擋恒固結(jié)座，在滑動(dòng)過程中，受承管外端卡箍和內(nèi)壁限位擋桓抵頂而限制伸縮位移。

3 性能特點(diǎn)分析

1)雙球可撓伸縮管具有超大伸縮量和超強(qiáng)撓曲性，在一定范圍內(nèi)藉由伸縮、可撓、扭轉(zhuǎn)和抗脫等性能，有效的改善了因地震、土質(zhì)松軟下沉造成對(duì)管道的損壞，防止因地層下陷或地面承受較大載荷而引起埋設(shè)管件產(chǎn)生斷裂或脫離現(xiàn)象。一定程度上有效的吸收了因環(huán)境變化引起的管體長(zhǎng)度伸縮、偏位、松脫，保證了管線的運(yùn)行安全，效果明顯。2)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。目前已涉及給水、中水、熱力、石油和化工管道等流體管路和電力、電信等線纜管道等多個(gè)行業(yè)，具有一定的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。3)該裝置安裝方法與球管安裝方法類似，與管路管體安裝連接簡(jiǎn)便，利于日常的維護(hù)和保養(yǎng)，易于更換。且適用多種安裝環(huán)境和復(fù)雜的施工部位，形式多樣，如垂直配管，架設(shè)管橋，過箱涵、擋墻外露部位施工；地層變化交界處施工；直埋管進(jìn)水池處施工；軟弱地層多級(jí)連用埋設(shè)施工等等。4)適用于我市多數(shù)地形和地層埋設(shè)管道施工中使用，耐腐蝕、壽命長(zhǎng)。

4 使用效果和建議

目前在我市給水管道施工中，雙球可撓伸縮管技術(shù)使用還處在起步階段，就已投入使用的情況來說基本運(yùn)行良好，但就其工藝、機(jī)械性能、使用功能上還存在一些不足有待改進(jìn)，歸納如下：

1)該管件體積大、質(zhì)量較重，局部做工粗糙，整體工藝還有待改進(jìn)提高。2)該管件變形量和伸縮量存在一定局限，超過最大變形量，伸縮管撓曲角度不平衡時(shí)，會(huì)使球座蓋受力不平均，導(dǎo)致球座蓋松馳漏水；伸縮承、插管的限位擋恒僅以一卡箍嵌接，受力較大時(shí)，變形量超出卡箍受力極限，將難以阻擋伸縮插管，造成滑脫事故。3)管件中橡膠密封環(huán)、墊較多，要求施工人員安裝精細(xì)，并且需經(jīng)試壓檢驗(yàn)，安裝不當(dāng)易造成漏水情況。4)雙球可撓伸縮管單純?yōu)闄C(jī)械裝置，當(dāng)發(fā)生開裂、拉脫造成漏水事故時(shí)難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，易造成經(jīng)濟(jì)損失和不良社會(huì)影響，建議今后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)電子傳輸技術(shù)的發(fā)展，改進(jìn)增加最大極限遠(yuǎn)傳預(yù)警裝置或損壞、泄露遠(yuǎn)傳報(bào)警裝置，以便值班人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行處置。

5 結(jié)語

隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和發(fā)展，雙球可撓伸縮管技術(shù)在我市的給水管道安裝和使用中還需不斷調(diào)整改進(jìn)，作為給水管道施工管理部門，今后我們還要借鑒吸收其他同類工程中更先進(jìn)、更科學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，不斷完善提高，更好的為給水管線建設(shè)提供先進(jìn)的技術(shù)服務(wù)。

[1] GB/T 1412—2005,球墨鑄鐵標(biāo)準(zhǔn).

[2] GB/T 17241.6，整體鑄鐵法蘭標(biāo)準(zhǔn).

Application of double-ball flexible expansion pipe technology in water-supply pipeline construction

Zhang Feng

(TaiyuanWaterSupplyGroupCo.,Ltd,Taiyuan030009,China)

The paper analyzes water-supply pipeline leakage causes, introduces the application of double-ball flexible expansion pipe technology in water-supply pipeline construction, describes its major working principles and properties, and analyzes its application effects. In light of its mechanical performance and techniques, it puts forward improving suggestions.

double-ball flexible expansion pipe, rubber sealing, water-supply pipeline, flanged connection

2015-09-15

張 峰(1974- )，男，工程師

1009-6825(2015)33-0143-02

TU991

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