一、燃?xì)夤艿廊霚?/STRONG>
管道入溝就是將管子準(zhǔn)確地放置于平面位置和高程均符合設(shè)計(jì)要求的溝槽中，簡(jiǎn)稱(chēng)下管。下管時(shí)必須保證不破壞管道接口，不損傷管子的防腐絕緣層，溝壁不產(chǎn)生塌方，以及不發(fā)生人身安全事故。
(一)下管前的準(zhǔn)備工作
1．清理溝槽底至設(shè)計(jì)標(biāo)高；
2．準(zhǔn)備下管工具和設(shè)備，并檢查其完好程度；
3．檢查現(xiàn)場(chǎng)所采取的安全措施，例如溝槽內(nèi)是否有人，起重機(jī)械是否穩(wěn)固，起重臂下嚴(yán)禁站人等等；
4．做好防腐層的保護(hù)，尤其是繩索與管子的接觸處更要加強(qiáng)保護(hù)。對(duì)于小管徑，人工下管時(shí)可在接觸處用玻璃布或膠皮等軟物保住，若是大管徑并采用機(jī)械下管時(shí)，可采用特制的吊管軟帶，如圖5—5—1所示。
圖5-5-1 吊管軟帶
(a)吊管軟帶使用時(shí)；(b)吊管軟帶構(gòu)造
1-元鋼；2-薄鋼板；3-帶鋼夾板；4-螺栓；5-橡膠板；6-燃?xì)夤?BR>
圖5-5-2 豎管(地錨)下管法
1-堅(jiān)管；2-大繩；3-管子 (二)下管方法
下管方法可根據(jù)管子種類(lèi)，直徑，下管長(zhǎng)度，溝槽土質(zhì)及支撐情況，以及施工機(jī)具裝備情況來(lái)確定。
1．壓繩下管法 可采用人工壓繩和豎管壓繩(圖5—5—2)。操作時(shí)在管子(段)兩端各繞一根粗麻繩，以人力或工具滾動(dòng)管子，當(dāng)滾至溝邊時(shí)，根據(jù)統(tǒng)一指揮，慢慢放松繩子將管子平箏放入溝中。由于管子重量被繩子之間或繩子與豎管的摩擦力所承受，故人承擔(dān)的力量較小。
2．搭架下管法 如圖5—5—3所示，先將管子滾至橫搭在溝槽的方木(不少于兩根)或圓木上，然后用掛在搭架上的手拉葫蘆將管子吊起，抽走方木，將管子緩緩放入溝槽中。
3．起重機(jī)下管法 下管時(shí)起重機(jī)沿溝槽移動(dòng)，將管子吊起，轉(zhuǎn)動(dòng)起重臂把管子移至溝槽上方，然后徐徐放入溝槽。起重機(jī)的位置應(yīng)與溝邊保持一定距離，以免溝邊土壤受壓過(guò)大而塌方。為了防止起吊時(shí)管子擺動(dòng)，可用繩子系住管子一端，由人拉住，隨時(shí)調(diào)整其方向。
采用多臺(tái)起重機(jī)同時(shí)起吊較長(zhǎng)管段時(shí)，起重機(jī)之間的距離須保持起吊管段的實(shí)際彎矩小于管段的允許彎矩。起吊操作必須保持同步。最大起吊長(zhǎng)度可按下式計(jì)算確定
式中 L——允許最大起吊長(zhǎng)度(m)；
N——起重機(jī)臺(tái)數(shù)；
D
W，D
n——起吊鋼管的外徑和內(nèi)徑(m)；
q——管于重力(N／m)；
[σ]——管材的允許彎曲應(yīng)力(N／m
2)。
圖5-5-3 搭架下管法
圖5-5-4 坡度板與中心線(xiàn)對(duì)中
1-坡度板；2-高程板；3-高程釘；4-中心釘；5-中心線(xiàn)；6-垂線(xiàn)；7-坡度線(xiàn)；8-高程尺；9-管子 (三)管線(xiàn)位置控制
1. 中線(xiàn)控制
(1)中心線(xiàn)法 如圖5—5—4所示，坡度板的中心鍆表示管線(xiàn)的中心位置，在中心釘?shù)倪B線(xiàn)上掛一個(gè)線(xiàn)墜，當(dāng)線(xiàn)墜通過(guò)管道中心時(shí)，表示管道已經(jīng)對(duì)中。
(2)邊線(xiàn)法 如圖5—5—5所示，邊線(xiàn)一端系在槽底邊線(xiàn)樁或槽壁的邊樁上。穩(wěn)管時(shí)，控制管子水平直徑處外表面與邊線(xiàn)間的距離為—常數(shù)C，則管道處于中心位置。
邊線(xiàn)法對(duì)中比中心線(xiàn)法速度快，但準(zhǔn)確度不及中心線(xiàn)法。若無(wú)準(zhǔn)確要求，用目估法確定管道中心位置即可。
2．高程控制
為了控制管道高程，在坡度板上標(biāo)出高度釘(圖5—5—4)。坡度板的間距一般為20～25m，高程釘至管底的垂直距離應(yīng)相等，高程釘之間連線(xiàn)的坡度即為管底坡度，該連線(xiàn)稱(chēng)為坡度線(xiàn)。坡度線(xiàn)上任何一點(diǎn)到管底的垂直距離均相等。高程控制時(shí)，使用丁字形高程尺，尺上刻有管底與坡度線(xiàn)之間的距離標(biāo)記，將高程尺垂直放在管底，當(dāng)標(biāo)記和坡度線(xiàn)重合時(shí)，表明高程正確。當(dāng)不能安裝坡度板時(shí)，也可以采用圖5—5—5所示的邊樁上的高程釘，拉高程線(xiàn)控制管子高程?？刂浦行木€(xiàn)與高程應(yīng)該同時(shí)進(jìn)行。
下管時(shí)，還應(yīng)嚴(yán)格控制燃?xì)夤艿篮推渌艿阑驑?gòu)筑物的平行和垂直安全距離。
二、鋼管焊接管件的制作 鋼管焊接管件往往在施工現(xiàn)場(chǎng)制作。制作時(shí)利用計(jì)算的尺寸或展開(kāi)樣板在鋼管上畫(huà)出切割線(xiàn)，切割成需要的形狀后，再拼裝成各種類(lèi)型的管件。
(一)彎頭的制作
彎頭用于管道的轉(zhuǎn)彎處。轉(zhuǎn)變的角度稱(chēng)作彎曲角。為了工作上的便利，習(xí)慣上常把彎曲弧度對(duì)應(yīng)的圓心角稱(chēng)作彎曲角，彎曲弧線(xiàn)的半徑稱(chēng)作彎曲半徑，如圖5—5—6所示。
圖5-5-5 邊線(xiàn)法
1-中心樁；2-邊線(xiàn)樁(圓鋼)；3-邊樁；4-高程釘；5-高程線(xiàn) 不同彎曲角的焊接彎頭常常由一節(jié)或數(shù)節(jié)帶有斜截面的直管段組合而成，俗稱(chēng)蝦米腰彎頭。節(jié)數(shù)中有兩段端節(jié)和若干段中間節(jié)；端節(jié)經(jīng)常是中間節(jié)的一半，不包括在稱(chēng)呼的節(jié)數(shù)內(nèi)。對(duì)于燃?xì)夤艿拦こ?，各?jié)的斜截面夾角一般規(guī)定為15°，22．5°和30°。
彎頭的幾何尺寸受安裝地點(diǎn)和燃?xì)庠趶濐^內(nèi)流動(dòng)的阻力所限，因此，一般焊接彎頭的彎曲半徑不小于管徑的．1．5倍。對(duì)于低壓燃?xì)夤艿郎系暮附訌濐^，其彎曲半徑不易過(guò)小。
今以90°兩節(jié)蝦米腰彎頭為例，說(shuō)明其制作過(guò)程
1．繪制彎頭的立面投影圖。兩個(gè)端節(jié)夾角
各為15°，兩個(gè)中間節(jié)夾角a各為30°彎曲半徑R=1．5Dw，如圖5—5—7所示。圖中中間節(jié)的節(jié)背，節(jié)中和節(jié)里所示的尺寸分別為
圖5-5-6 彎曲角與彎曲半徑
a-彎曲角；R-彎曲半徑
圖5-5-7 彎頭立面投影及端節(jié)展開(kāi)
2．繪制展開(kāi)圖 可任選中間節(jié)或端節(jié)展開(kāi)。圖5—5—7所示為端節(jié)展開(kāi)圖。二個(gè)端節(jié)的樣板拼合就是中間節(jié)展開(kāi)樣板。
3．將樣板緊包在管子上，畫(huà)出切割線(xiàn)(氧氣切割時(shí)，切割線(xiàn)寬約5mm)，切割后，以節(jié)背基準(zhǔn)線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)焊接，即成90°兩節(jié)蝦米腰彎頭。
(二)三通制作
鋼管焊接三通接其形狀有正交、斜交和Y形之分；按其管徑分等徑和異徑。各種三通制作方法基本相同。下面以斜交異徑三通為例說(shuō)明其制作過(guò)程。
1．求接合線(xiàn) 繪制三通正面圖和側(cè)面圖。正面圖中的支管與主管的接合線(xiàn)按下述方法求出。將側(cè)面圖中的支管端面分若干等分，自等分點(diǎn)作支管端面的垂直線(xiàn)，在側(cè)面圖上得到垂直線(xiàn)與主管的各交點(diǎn)，從各交點(diǎn)向右引水平線(xiàn)，與正面圖支管端面的對(duì)應(yīng)垂直線(xiàn)相交，把對(duì)應(yīng)交點(diǎn)連成曲線(xiàn)即為正面圖中支管與主管的接合線(xiàn)。如圖5—5—8中的Ⅰ和Ⅱ所示。
2．支管展開(kāi)圖，在正面圖中作支管端面延長(zhǎng)線(xiàn)，其長(zhǎng)為支管圓周長(zhǎng)，并作相同的等分，自等分點(diǎn)作垂線(xiàn)，與接合線(xiàn)上所引的對(duì)應(yīng)水平線(xiàn)相交，將對(duì)應(yīng)交點(diǎn)連成曲線(xiàn)即得到支管展開(kāi)圖，如圖5—5—8中的Ⅲ所示。
圖5-5-8 斜交異徑三通展開(kāi)圖 3．主管展開(kāi)圖 由C和D引下垂線(xiàn)，其長(zhǎng)為主管圓周長(zhǎng)之半，并從中點(diǎn)7上下照錄側(cè)面圖中對(duì)應(yīng)弧段的各點(diǎn)，自各點(diǎn)引DC平行線(xiàn)與接合線(xiàn)各點(diǎn)的對(duì)應(yīng)下垂線(xiàn)相交，將對(duì)應(yīng)交點(diǎn)連成曲線(xiàn)，得出主管開(kāi)孔實(shí)形展開(kāi)圖Ⅳ。
工地往往只畫(huà)支管展開(kāi)圖，將按樣板切割的支管扣到主管上，畫(huà)出主管切割線(xiàn)。
(三)大小頭制作
大小頭又稱(chēng)作漸縮管，大小頭的圓心均在管子中心線(xiàn)上稱(chēng)為同心大小頭，否則稱(chēng)為偏心大小頭。一般偏心大小頭均為一側(cè)平直，另一
側(cè)以不超過(guò)30°角向中心線(xiàn)偏斜。在具有冷凝水的鋼燃?xì)夤艿郎?，水平安裝時(shí)一般采用偏心大小頭，垂直安裝時(shí)一般采用同心大小頭。
大小頭一般均采用抽條法制作。
1．同心大小頭
同心大小頭的形狀及展開(kāi)圖如圖5—5—9所示。將管子圓周分為n等分，管徑變化越大，等分越多，每等分抽掉(切割)部分的寬度S為
抽掉部分的長(zhǎng)度L為
L=(3-4)(Dw-dW) 按照樣板畫(huà)線(xiàn)切割后，用焊矩加熱根部，用小錘敲打小端使之收攏至直徑為d
w，最后焊接成形。
圖5-5-9 同心大小頭 2. 偏心大小頭
偏心大小頭的切割面線(xiàn)如圖5—5—10。圖中A、B、C、D、E的尺寸可按下列各式確定。
上述式中各符號(hào)意義如圖所示。
圖5-5-10 偏心大小頭 (四)彎頭三通
在無(wú)縫彎頭上接出支管稱(chēng)為彎頭三通。彎頭三通有正交與斜交，等徑與異徑之分。圖5—5—11為異徑正交彎頭三通及展開(kāi)圖。
圖5-5-11 異徑正交彎頭三通展開(kāi)圖 1．求接合線(xiàn) 先將兩個(gè)斷面T
1和T
26等分，由T
1圓周等分點(diǎn)引下垂線(xiàn)與彎頭圓周相交，過(guò)各交點(diǎn)向左引水平線(xiàn)與彎頭斷面1′-0相交，以0為圓心，0點(diǎn)至各交點(diǎn)之距離為半徑畫(huà)弧，與由T2圓周對(duì)應(yīng)等分點(diǎn)向下引垂線(xiàn)相交，對(duì)應(yīng)各交點(diǎn)連成曲線(xiàn)即為接合線(xiàn)。
2．支管Ⅰ展開(kāi)圖 圖中在7—1延長(zhǎng)線(xiàn)上截取7—7等于支管Ⅰ斷面圓周長(zhǎng)度，并照錄各等分點(diǎn)，由各點(diǎn)向下引7—7的垂線(xiàn)與接合線(xiàn)各點(diǎn)引對(duì)應(yīng)平行線(xiàn)相交，各對(duì)應(yīng)交點(diǎn)連成曲線(xiàn)即為支管Ⅰ展開(kāi)圖。
3．主管Ⅱ展開(kāi)圖 在T2圓周的垂線(xiàn)上截取1—7等于圓弧
的展開(kāi)長(zhǎng)度，并照錄各等分點(diǎn)，由各等分點(diǎn)引水平線(xiàn)垂直于1—7，在水平線(xiàn)左右兩邊對(duì)應(yīng)分別截取等于
的展開(kāi)長(zhǎng)度，把截取點(diǎn)連成曲線(xiàn)，即為主管Ⅱ開(kāi)孔展開(kāi)圖。
(五)壁厚對(duì)展開(kāi)下料的影響
鋼管具有一定的壁厚，其直徑分內(nèi)徑、外徑和平均直徑。不同管件及不同要求的展開(kāi)圖應(yīng)采用不同直徑，使管件下料及制作所產(chǎn)生的誤差維持在最小范圍。
1．鋼管下料展開(kāi)長(zhǎng)度 在鋼管上下料的樣板不可能緊貼管外壁，且樣板也有一定厚度，因此，鋼管的計(jì)算展開(kāi)長(zhǎng)度L為
L=π(Dw+1．5) 式中 D
w——鋼管外徑(mm)。
2. 彎頭各節(jié)端面V型坡口 因?yàn)楦鞴?jié)均鏟V型坡口，故對(duì)接時(shí)均為內(nèi)壁先接觸，因此需按內(nèi)徑制作樣板(計(jì)算放樣也按內(nèi)徑)，但展開(kāi)長(zhǎng)度仍按鋼管外徑計(jì)算。
3．異徑三通 不鏟坡口的異徑三通，支管按內(nèi)徑放樣，主管按外徑放樣。支管及主管的展開(kāi)長(zhǎng)度均按外徑確定。
4．等徑三通 等徑三通的接合線(xiàn)，無(wú)論是正交還是斜交，其投影線(xiàn)都是直線(xiàn)，因此都按外徑放樣。
三、鋼燃?xì)夤艿赖陌惭b
(一)埋地鋼燃?xì)夤艿赖氖┕ち鞒?BR> 埋地鋼燃?xì)夤艿赖幕臼┕ち鞒淌菧y(cè)量放線(xiàn)、開(kāi)挖溝槽、排管對(duì)口、焊接、試壓(強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn))、防腐和回填等。但這些工序是多次重復(fù)交叉進(jìn)行的，安裝過(guò)程中又交叉進(jìn)行附屬構(gòu)筑物的施工，而且重復(fù)交叉的規(guī)律因施工具體條件而異。因此，其施工安裝流程應(yīng)根據(jù)具體施工條件而定。但就某一施工段(嚴(yán)密性試驗(yàn)段)而言，從施工準(zhǔn)備至竣工收尾存在一個(gè)基本流程，如圖5—5—12所示。
圖5-5-12 埋地鋼燃?xì)夤艿赖氖┕ち鞒?/STRONG> (二)架空鋼燃?xì)夤艿赖氖┕?BR> 1．施工流程
與埋地鋼然氣管道的施工流程相比，架空鋼燃?xì)夤艿赖氖┕げ恍枰_(kāi)挖溝槽和回填，以油漆防腐代替了瀝青防腐涂層施工，增加了支架和支座安裝，包敷絕熱層，以及拆除腳手架。一個(gè)施工段(嚴(yán)密性試驗(yàn)段)的基本施工安裝流程如圖5—5—13所示。
圖5-5-13 架空鋼燃?xì)夤艿赖氖┕ち鞒?/STRONG> 2．支架的安裝
架空敷設(shè)的燃?xì)夤艿乐Ъ芸煞譃榈椭Ъ堋⒅兄Ъ芎透咧Ъ堋?BR> 低支架一般為鋼筋混凝土或磚石結(jié)構(gòu)，高度為0．5～1．Om。用于不妨礙通行的地段。
中支架和高支架架空敷設(shè)不影響車(chē)輛通行，支架為鋼筋混凝土或焊接鋼結(jié)構(gòu)。一般行人交通段用中支架，高度為2．5～4．Om，重要公路及鐵路交叉處采用高支架，高度一般為4．0～6．Om。
支架的加工與安裝直接影響管道安裝質(zhì)量。燃?xì)夤艿腊惭b前，必須對(duì)支架的穩(wěn)固性，中心線(xiàn)和標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確定是否符合設(shè)計(jì)圖紙要求。為方便施工和確保安全，中、高支架上的管道安裝，必須在支架兩側(cè)搭設(shè)腳手架，腳手架的平臺(tái)高度以距管道中心線(xiàn)1．0m為宜，平臺(tái)寬度1．0m左右。腳手架一般是一側(cè)搭設(shè)，必要時(shí)也可兩側(cè)搭設(shè)，如圖5—5—14所示。
圖5-5-14 支架與腳手架 (三)支座安裝
燃?xì)夤艿琅c支架之間要設(shè)支座，根據(jù)支座的作用分為活動(dòng)支座和固定支座。
活動(dòng)支座直接承受管道的重力，并能使管道因溫度變化而自由伸縮移動(dòng)，煙氣管道常用的活動(dòng)支座有滑動(dòng)支座和滾動(dòng)支座兩種，如圖5—5—15所示。滑動(dòng)支座焊在管道上，其底面可在支架的滑面板上前后滑動(dòng)。滾動(dòng)支座架在底座的圓軸上，因其滾動(dòng)使軸向推力大大減小。
固定支座(圖5—5—16)在橫向與軸向均為固定，支座承受管道橫向和軸向推力，用于分配補(bǔ)償器之間管道的伸縮量，因此，通常安裝在補(bǔ)償器兩端的管道上。
圖5-5-15 活動(dòng)支座
(a)滑動(dòng)支座(b)滾動(dòng)支座
圖5-5-16 固定支座 安裝管道支座時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格掌握管道中心線(xiàn)及標(biāo)高，使管道重力均勻地分配在各個(gè)支座上，而且橫向焊縫應(yīng)位于跨距的1／5處(圖5—5—17)，以減少?gòu)澢鷳?yīng)力，避免焊縫受力不均或應(yīng)力集中而出現(xiàn)裂紋。
圖5-5-17 橫向焊縫的最佳位置 四、鑄鐵燃?xì)夤艿赖陌惭b 由于鑄鐵管管壁較厚，管子較重，管材較脆，管子接口多為承插式，因此，安裝時(shí)要掌握其特點(diǎn)。
(一)排管與下管
沿溝槽排管時(shí)，要按管子的有效長(zhǎng)度排列，即每根管子應(yīng)讓出一個(gè)承口的長(zhǎng)度出來(lái)。多數(shù)地區(qū)均將承口朝向來(lái)氣方向。
排管后進(jìn)行燒口，即將插入段的承口內(nèi)表面和插口外表面的瀝青涂層燒去，將表面上的飛刺打磨干凈，以利于接口填料和管壁更嚴(yán)密地接合。
下管前，溝槽底放置承口的位置要挖一小坑，以便放下承口，使整根管子能平穩(wěn)地放在溝底地基上。最好是預(yù)選在接口位置挖出接口操作工作坑。
(二)接口與填料
1．承插接口與填料
離心連續(xù)澆注的鑄鐵管，其承口和插口端的形狀如圖5—5—18所示。承插口之間的間隙填以各種填料，常用的填料有麻—膨脹水泥(或石膏水泥)；橡膠圈—膨脹水泥(或石膏水泥)；橡膠圈—麻—膨脹水泥(或石膏水泥)和橡膠圈—麻—青鉛，等等。凡是不用水泥作填料的接口稱(chēng)作柔性接口，反之稱(chēng)作剛性接口。接口與填料按如下順序操作。
圖5-5-18 承插接口與填料
(a)水泥承插式接口；(b)精鉛承插式接口
1-橡膠圈；2-鑄鐵接口；3-油繩環(huán)圈；4-水泥；5-鑄鐵插管；6-精鉛
(1)撞口 撞口前將橡膠圈套在插口一端，用粉筆標(biāo)記撞入承口的深度，把膠圈套在深度標(biāo)記外，然后將插口撞入承口內(nèi)，靠碰撞的反彈力使末端留出一定的對(duì)口間隙。最后用鐵楔使承口與插口之間的縫隙保持均勻。接口間隙批準(zhǔn)后，應(yīng)將接口包嚴(yán)，防止泥土雜物進(jìn)入，而且不得承受重大碰撞或扭轉(zhuǎn)。
(2)填膠圈 應(yīng)盡量采用膠圈推入器，使膠圈以翻滾方式進(jìn)入接口內(nèi)。若采用填捻或錘擊的方法，應(yīng)由下(貼插口壁)而上逐漸移動(dòng)楔鉆均勻施力于膠圈，使膠圈沿一個(gè)方向依次均勻滾至插口凸緣，上到凸緣寬度的1／3。膠圈填縫的承插接口，既使外層填料部分開(kāi)裂或外移，也不致大量漏氣。在地震烈度6度～8度的防震地區(qū)，一定要用膠圈填縫。
(3)填麻 焦?fàn)t煤氣管道用浸過(guò)瀝青底漆的油麻，天然氣或液化石油氣管道則直接用白麻。把多股麻絲按右旋擰成麻辮，麻辮直徑為環(huán)形間隙的1．5倍。然后按擰麻方向用打麻鉆貼著插口向里打，打入深度約占承口深度的 
，沿環(huán)向深度要均勻。
(4)填石膏水泥、膨脹水泥或青鉛，鑄鐵燃?xì)夤艿莱胁褰涌诘牡谝?、二層填料一般都采用膠圈和麻辮，最后一層可使用的材料有石膏水泥、膨脹水泥或青鉛。據(jù)此，有石膏水泥接口、膨脹水泥接口或青鉛接口之稱(chēng)。
?、偈嗨嘟涌?將標(biāo)號(hào)不低于425的硅酸鹽水泥、石膏粉、氯化鈣和水按一定比例(表5—5—1配制成接口填料，分三層用打灰鋼鉆捻緊打嚴(yán)。石膏水泥凝固速度快，為了在初凝前使用完畢，一個(gè)接口的用量可分三次拌合，三次分配量依次為 
和 
。接口填料拌合要快而充分。
?、谂蛎浰嘟涌?用膨脹水泥、細(xì)河砂和水按一定比例拌合均勻使用，分三層用灰鉆捻緊打嚴(yán)，養(yǎng)護(hù)兩星期后再試壓。
?、矍嚆U接口 青鉛接口一般都用溶化的鉛，其打口操作工序依次為安裝封口模具，用粘土將承口和卡具之間的縫隙抹嚴(yán)(灌沿口旁應(yīng)留一出氣口)，化鉛(327℃以上)，把鉛灌人接口(圖5—5—19)，拆下封口模具，用鉛鉆捻緊打?qū)崱?BR>
圖5-5-19 灌鉛操作示意圖
1-鑄鐵插管；2-粘土封口層；3-石棉繩；4-接口橡膠圈；5-鑄鐵承管；6-熱熔精鉛；7-熔鉛鋼；8-后吊環(huán)；9-前吊環(huán)
表5-5-1 石膏水泥填料的配合比(重量比)
|
材料名稱(chēng) |
水泥(525℃) |
二水石膏粉 |
無(wú)水氯化鈣 |
水 |
|
配合比(％) |
100 |
7～10 |
3～5 |
30～35 |
青鉛接口能較好地承受震動(dòng)和彎曲，損壞時(shí)易于修理。但青鉛價(jià)昂，且系稀有金屬，故一般均不使用，只有在特殊要求時(shí)方予采用。
2. 柔性機(jī)械接頭
承插接頭主要采用水泥作填料，屬剛性接頭，即使增加一層橡膠圈仍屬半剛性接頭，機(jī)械性能差，在外加荷載和較高燃?xì)鈮毫Φ淖饔孟?，接口?yán)密性很容易被破壞，因此，逐漸被柔性機(jī)械接頭取而代之。
柔性機(jī)械接頭是指接頭間隙采用特制的密封橡膠圈作填料，用螺栓和壓輪實(shí)現(xiàn)承插口的連接，并通過(guò)壓輪將密封膠圈緊緊塞在承插間隙中的一種接頭形式。例如，圖5—5—20所示的SMJ型接頭和圖5—5—21所示的N型接頭均屬于柔性機(jī)械接頭。
柔性機(jī)械接頭施工簡(jiǎn)便，因?yàn)樗恍枰M(jìn)行繁鎖而復(fù)雜的接口填料操作。機(jī)械柔性接頭的嚴(yán)密性，尤其是接頭處于動(dòng)態(tài)狀態(tài)下的嚴(yán)密性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)承插式接頭。即使接頭在外荷載作用下出現(xiàn)彎曲或反復(fù)的振動(dòng)，只要不超過(guò)允許最大彎曲角仍可保持嚴(yán)密性，因此，能適應(yīng)抗震和管道地基沉降的要求。
圖5-5-20 SMJ型接頭
1-承口；2-插口；3-鎖環(huán)；4-隔離圈；5-密封膠圈；6-壓輪
圖5-5-21 N型接頭
1-承口；2-插口；3-密封膠圈；4-壓輪 3．套接式管接頭
用套管把兩根直徑相同的鑄鐵管連接起來(lái)，通過(guò)套管和管子之間的橡膠圈實(shí)現(xiàn)接口的嚴(yán)密性的接頭稱(chēng)作套接式管接頭。這種接頭所使用的鑄鐵管僅僅是直管，不需要鑄造承口，因此，可大大簡(jiǎn)化鑄鐵管的鑄造工藝。套接式管接頭具有如下三種結(jié)構(gòu)型式。
(1)錐套式管接頭 如圖5—5—22所示，套管的密封面加工成內(nèi)錐狀，利用壓輪和雙頭螺栓把密封圈和隔離圈緊密地壓在內(nèi)錐間隙中，使接頭可獲得較大的可撓度。
圖5-5-22 錐套式管接頭
1-鑄鐵直管；2-壓輪；3-密封圈(合成橡膠)；4-隔離圈(合成橡膠)；5-連接套；6-隔環(huán)；7-雙頭螺栓 安裝前，首先把鑄鐵連接套、壓輪、密封圈和隔離圈分別套人鑄鐵直管，然后利用隔環(huán)把鑄鐵直管接口對(duì)正找齊，再將連接套、隔離圈、密封圈移到管壁的標(biāo)定位置，最后擰緊雙頭螺栓，讓壓輪將連接套兩端的隔離圈和密封圈均勻地壓入內(nèi)錐中。隔離圈可使燃?xì)庵械哪承└g介質(zhì)不接觸密封圈，延長(zhǎng)接頭的密封耐久性。
(2)滑套式管接頭 如圖5—5—23所示，連接套管的密封面為凹槽形，密封橡膠圈套在管端，當(dāng)用外力將鑄鐵直管推入邊接套管時(shí)，密封圈滑入凹槽內(nèi)。這種接頭施工簡(jiǎn)單，但密封橡膠圈應(yīng)具有良好的彈性，并能抵抗燃?xì)饨橘|(zhì)的腐蝕。這種接頭省去了易銹蝕的螺栓。
(3)柔性套管接頭 如圖5—5—24所示。這是用一個(gè)的特制的橡膠套和兩個(gè)夾環(huán)把兩根鑄鐵直管連接起來(lái)的接頭。這種接頭允許管子有較大幅度的擺動(dòng)、錯(cuò)動(dòng)、軸向移動(dòng)以及彎曲，適用于地基松軟，多地震的地區(qū)使用。
圖5-5-23 滑套式管接頭
1-鑄鐵直管；2-連接套；3-密封圈
圖5-5-24 柔性套管接頭
1-鑄鐵直管；2-柔性套；3-支撐環(huán)；4-夾環(huán)；5-螺栓 (三)橡膠密封圈的選配
1．密封機(jī)理
鑄鐵燃?xì)夤艿澜涌诘南鹉z圈以一定的壓縮比裝在環(huán)形間隙內(nèi)，處于受壓狀態(tài)，管壁對(duì)膠圈壓縮使膠圈產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)應(yīng)力，稱(chēng)為壓縮應(yīng)力。該內(nèi)應(yīng)力同時(shí)反作用于接口管壁的密封面，產(chǎn)生反彈力。壓縮應(yīng)力與反彈力大小相等，方向相反，使縫隙處于密封狀態(tài)。因此，管內(nèi)燃?xì)鈮毫υ礁?，密封時(shí)所需的壓縮應(yīng)力越大。當(dāng)燃?xì)鈮毫槎ㄖ禃r(shí)，則橡膠圈的壓縮應(yīng)力越大，密封性能越好。隨著時(shí)間的推移，橡膠圈會(huì)隨著老化過(guò)程而應(yīng)力松弛，當(dāng)松馳到一定程度，就不能密封住管內(nèi)的燃?xì)鈮毫Χl(fā)生漏氣。此時(shí)，橡膠圈喪失使用功能，其內(nèi)應(yīng)力值稱(chēng)為臨界壓縮壓力。
橡膠的壓縮應(yīng)力取決于壓縮比η，因此，測(cè)定橡膠密封圈在燃?xì)夤ぷ鲏毫ο碌呐R界泄漏壓縮比η
c，即可確定其密封狀態(tài)。由熱老化試驗(yàn)得知，在50年壽命的約束條件下，當(dāng)燃?xì)夤ぷ鲏毫镺. 02～0．15MPa時(shí)，對(duì)于丁腈橡膠，20％≤η≤40％
2．橡膠密封圈的選配
鑄鐵燃?xì)夤艿澜涌谑褂枚‰嫦鹉z圈或氯丁橡膠圈作密封圈。若使用橡膠條制作橡膠圈，可采用粘接方法。在橡膠條的斜形切口上先用丙酮擦洗，然后涂以502型膠粘劑粘接，壓合四分鐘后即可套入插口端。
膠圈或膠條的截面尺寸取決于接口的環(huán)形間隙和橡膠的壓縮比，可按下式計(jì)算確定。
對(duì)于圓膠圈的截面直徑d
對(duì)于方截面的膠圈，其截面高度為h為
膠圈環(huán)的內(nèi)徑 D
1=KD
上列式中 E——接口環(huán)形間隙高度；
η——膠圈的壓縮比；
K——膠圈的環(huán)徑系數(shù)，K=0．85～0．9；
D——管子插口外徑(接口環(huán)形間隙內(nèi)徑)。
因?yàn)镈
1<D，膠圈套入插口時(shí)周長(zhǎng)均勻受拉，裝入環(huán)形間隙后，設(shè)間隙表面為絕對(duì)光滑面，則膠圈的標(biāo)準(zhǔn)壓縮比η
s為
但環(huán)形間隙中，鑄鐵管的直徑公差(設(shè)承口內(nèi)徑為e
l，插口外徑為e
2)、表面粗糙度(設(shè)承口為△
1、插口為△
2)、以及安裝過(guò)程中的偏心度ε都會(huì)影響環(huán)形間隙高度E，若將上述影響因素疊加，則環(huán)形間隙內(nèi)最大高度為
Emax=E+(e1+e2+△1+△2+ε) 環(huán)形間隙內(nèi)最小高度為
Emin=E-(e1+e2+△1+△2+ε) 因此，膠圈的最大壓縮比為
最小壓縮比為
即接口安裝過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格控制直徑公差，表面粗糙度和環(huán)形間隙的均勻度。
(四)柔性機(jī)械接口的曲線(xiàn)敷設(shè)
由于現(xiàn)場(chǎng)地形條件限制，管道必須微量偏轉(zhuǎn)或曲線(xiàn)敷設(shè)，但又不能使用彎頭。為此，只有靠每根管子在接口偏轉(zhuǎn)一個(gè)小角度，利用多根管子的接口連續(xù)偏轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)管道的曲線(xiàn)敷設(shè)。下面以柔性機(jī)械接口為例來(lái)討論鑄鐵燃?xì)夤艿狼€(xiàn)敷設(shè)是應(yīng)遵循的原則。
如圖5—5—25所示，管子最大偏轉(zhuǎn)角度為a時(shí)，設(shè)接口AB處的密封圈最大壓縮比為η
max=40％，DF處的密封圈最小壓縮比為η
min=20％，即
由前兩式可得
AB=0. 75DF
因?yàn)?AB+DF=2E
式中 E——間隙標(biāo)準(zhǔn)高度
由上兩式可求出
AB=O．857E
DF=1.143E
由圖5—5—25可知
式中 p——承口深度
每根管子偏轉(zhuǎn)的有效距離a為
a=L·sina 式中 L——每根管子的有效長(zhǎng)度
設(shè)每根管子偏轉(zhuǎn)角度均為a，則n根管子的總偏轉(zhuǎn)角度為na，偏轉(zhuǎn)有效總距離a總為
圖5-5-25 柔性機(jī)械接口允許偏角 (五)鑄鐵管的截?cái)?BR> 鑄鐵管的截?cái)嘀饕腥斯そ財(cái)?、液壓剪切和機(jī)械切削等方法。
人工截?cái)嗫刹捎娩撲?，也可采用帶手柄的扁鑿，沿?huà)定的截?cái)嗑€(xiàn)，用手錘擊鑿載斷。扁鑿截?cái)鄡H適用于D
g≤300的鑄鐵管。
液壓剪切系采用液壓割管機(jī)截?cái)?。液壓割管機(jī)由液壓千斤頂、活動(dòng)刀夾具和高壓油管組成，如圖5—5—26所示。反復(fù)按壓手柄，千斤頂輸出的油壓不斷增大，夾具刀刃逐漸切入管壁，直至截?cái)?。液壓剪切適于D
g=150～300。
機(jī)械切削割管一般采用旋轉(zhuǎn)式割管機(jī)或自爬式割管機(jī)，后者應(yīng)用廣泛。適用于D
g≥500。自爬式割管機(jī)由電動(dòng)機(jī)；齒輪箱、滾輪、機(jī)架、導(dǎo)向鏈輪和鋸齒形切削刀等組成。割管時(shí)，鏈軌沿管外壁纏繞，機(jī)架與鏈軌固定連接，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，滾輪與切削刀刃同時(shí)旋轉(zhuǎn)，滾輪帶動(dòng)機(jī)架繞管外壁作圓周運(yùn)動(dòng)，刀刃隨之沿管周切割管壁。
圖5-5-26 液壓割管示意圖
1-油缸筒；2-起壓手柄；3-高壓膠管；4-頂泵頭；5-被截鑄鐵管 五、塑料燃?xì)夤艿赖陌惭b 塑料管道施工環(huán)境溫度宜在-5～35℃之間。
(一)塑料管接頭
塑料燃?xì)夤艿澜宇^主要有承插，電熱熔式和螺紋式三種。
1．承插式接頭
承插式接頭如圖5—5—27所示，此種接頭主要適用于硬聚氯乙烯管。插口端可用打磨方法加工成30°坡口，也可采用加熱方法把端部加熱至軟化，然后用加熱的刀子切削出坡口。
圖5-5-27 塑料管承插接頭
1-承口；2-插口；3-粘合；4-焊接
圖5-5-28 塑料管加熱爐
1-爐口；2-爐條；3-耐火磚；4-加熱口；5-爐膛；6-出氣孔 承口制作可采用脹口方法，脹口時(shí)可利用金屬模芯，模芯尺寸按照不同管徑和插入深度而定，如表5—5—2所示。制作時(shí)將管子一端均勻加熱至塑料軟化立即插入模芯，再用水冷卻即成承口。
表5-5-2 硬聚氯乙烯管承插長(zhǎng)度
|
公稱(chēng)直徑Dg |
25 |
32 |
40 |
50 |
65 |
80 |
100 |
125 |
150 |
200 |
|
承插長(zhǎng)度t |
40 |
45 |
50 |
60 |
70 |
80 |
100 |
125 |
150 |
200 |
表5-5-3 小管徑塑料管在甘油浴(140℃)中的加熱時(shí)間
|
公稱(chēng)直徑Dg |
15 |
25 |
40 |
50 |
|
加熱時(shí)間(秒) |
20 |
30 |
40 |
60 |
塑料管加熱時(shí)，Dg65以下的塑料管可在溫度140℃的甘油浴中進(jìn)行，加熱時(shí)間如表5—5—3所示。大直徑的塑料管加熱往往利用加熱爐(圖5—5—28)，爐溫控制在170～180℃。從爐口放入液化石油氣燃燒器，火焰直接燒耐火磚，爐膛內(nèi)不允許有明火。塑料管從加熱口放入，加熱過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)管子，保持管端加熱均勻。加熱時(shí)要掌握好加熱時(shí)間，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使承插口之間應(yīng)保持0．15～0．30mm的負(fù)公差，使插入后達(dá)到緊密狀態(tài)。插入前，承插接觸面宜用丙酮或二氯乙烷擦洗干凈，然后涂一層薄而均勻的膠粘劑，膠粘劑可用過(guò)氯乙烯清漆，或按重量比進(jìn)行配制，即過(guò)氯乙烯∶二氯乙烷=20∶80。插入后施以角焊。
2．電熱熔式接頭
電熱熔式接頭主要用于聚乙烯塑料管，一般采用承口式連接管件進(jìn)行連接。承口或聚乙烯電熱熔管件的承口內(nèi)壁纏繞多圈電熱絲，通電后，可使承口內(nèi)壁和管外壁的聚乙烯被逐漸加熱，當(dāng)達(dá)到聚乙烯熔化溫度(約130℃)后，內(nèi)外壁聚乙烯熔為一體，冷卻后即成整體連接，如圖5—5—29所示。
圖5-5-29 電熱熔式接頭
1-承口式接頭；2-聚乙烯管；3-電熱絲；4-熔接體；5-定位栓；6-端子孔；7-指示孔 每個(gè)電熱熔接頭管件都應(yīng)注明管徑、熱熔接溫度、熔接時(shí)間和冷凝時(shí)間等數(shù)據(jù)。操作時(shí)，首先將插入端表面保護(hù)涂層刮去，再插入承口式管件內(nèi)，插入時(shí)直至與定位栓接觸。然后用夾子把管道位置固定，防止熔接過(guò)程中管道有任何移動(dòng)。最后將電熱熔接機(jī)的電線(xiàn)插頭接到連接管件兩端的端子孔內(nèi)，將電熱熔機(jī)上的定時(shí)器調(diào)至接頭所需熔接時(shí)間。到達(dá)熔接時(shí)間后，接頭的聚乙烯熔液會(huì)從指示孔涌出，表示電熱熔接完成。但固定夾子一定要待冷凝時(shí)間過(guò)去后才能松動(dòng)。
3．螺紋接頭
用帶有螺紋的塑料連接管件進(jìn)行連接，也可采用普通的可鍛鑄鐵管件或鋼螺紋管件。這種接頭僅適用于室內(nèi)的硬質(zhì)聚氯乙烯燃?xì)夤艿馈Ｓ操|(zhì)塑料管在套絲過(guò)程中需用力適度，防止管口扭裂。
(二)塑料管焊接工藝
塑料管的焊接設(shè)備主要由空氣壓縮機(jī)、空氣過(guò)濾22和焊槍等組成，如圖5—5—30所示。
圖5-5-30 塑料焊接設(shè)備
1-空氣壓縮機(jī)；2-空氣過(guò)濾器；3-壓縮空氣軟管；4-直柄式焊槍?zhuān)?-電源線(xiàn)；6-變壓器；7-電線(xiàn) 空氣壓縮機(jī)的排氣量一般為0．6m
3／min，供氣壓力不小于0．2MPa，一臺(tái)壓縮機(jī)可供多支焊槍使用。
空氣過(guò)濾器主要用于過(guò)濾壓縮空氣中的油污、灰塵、鐵銹和水分等雜質(zhì)，保證供給焊槍潔凈的壓縮空氣。空氣過(guò)濾器還可以緩沖壓縮空氣的壓力。
焊槍有直柄式和手槍式兩種，手槍式塑料焊槍的構(gòu)造如圖5—5—31所示。壓縮空氣自氣管進(jìn)入槍管后，被瓷管內(nèi)的電熱絲加熱，從槍嘴噴出。電熱絲的電壓一般為180～220V，電熱絲功率一般為400～500W，輸入的壓縮空氣壓力為0．1～0．2MPa。壓縮空氣中不允許含有水份和油脂。
圖5-5-31 塑料焊槍
1-接頭；2-瓷管；3-電熱絲；4-槍管；5-槍嘴；6-報(bào)管；7-電線(xiàn)；8-手柄；9-固定板 焊接時(shí)，熱空氣溫度在200～240℃為佳。溫度過(guò)高，焊件與焊條易焦化，過(guò)低則不能很好地熔接，使焊縫強(qiáng)度降低。焊條直徑應(yīng)根據(jù)管壁厚度與焊槍噴嘴孔徑來(lái)選擇，一般采用2～3mm。適用于管壁厚度3～15mm。焊條材質(zhì)應(yīng)與管壁相同，但摻少量增塑劑的焊條容易操作。
(三)安裝注意事項(xiàng)
1．用硬質(zhì)聚氯乙烯管制作彎管時(shí)，應(yīng)采用灌砂熱彎法，管子加熱溫度為130～140℃，彎曲半徑不應(yīng)小于三倍管徑；聚乙烯管冷彎時(shí)的彎曲半徑不小于15倍管徑，否則應(yīng)采用承口式彎頭代替彎管；
2．塑料管穿越暖氣溝時(shí)應(yīng)加套管，套管外應(yīng)作絕熱層處理。
3．塑料管與鋼管連接時(shí)，鋼管端作插口，在插入塑料管之前應(yīng)除銹見(jiàn)光澤，并涂上60l膠粘劑。插入后可用按重量配制的膠粘劑(環(huán)氧樹(shù)脂∶二丁脂∶乙二胺=100∶15∶10)和玻璃布將接口包纏5～6層，接口兩端各長(zhǎng)出300mm。一般管件接頭，及現(xiàn)場(chǎng)焊接的固定塑料焊口也可以用此方法加強(qiáng)處理。
4．地下敷設(shè)的塑料燃?xì)夤艿缆裆钜话悴恍∮?．Om?？赡艹惺苤睾奢d的地下或地上燃?xì)夤艿?，穿越河流、公路或鐵路的燃?xì)夤艿谰灰耸褂盟芰瞎堋?BR> 5．室內(nèi)燃?xì)夤芫W(wǎng)采用塑料管時(shí)，接口可采用螺紋連接或承插粘接，不需要焊接。灶前管接近火源，環(huán)境溫度較高，不宜使用塑料管。旋塞與塑料管的連接可采用特制塑料接頭(圖5—5—32)。
圖5-5-32 特制塑接頭 6．敷設(shè)塑料管的溝槽底部要平整，不允許有硬塊或局部凹坑，管壁周?chē)幕靥钔烈嗖坏糜杏矇K，回填土應(yīng)采用人工輕夯和多夯來(lái)達(dá)到密實(shí)度要求。
7．DNl50以下的聚乙烯塑料燃?xì)夤艿缹?duì)埋深沒(méi)有具體嚴(yán)格要求時(shí)，可采用“犁入法”進(jìn)行敷設(shè)。即像電纜一樣把盤(pán)卷管的大線(xiàn)輪架在一個(gè)開(kāi)溝犁后面，當(dāng)拖拉機(jī)拉著犁頭進(jìn)前時(shí)，塑料管隨著被埋入土中
