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薄壁不銹鋼管環(huán)壓連接施工工法 1 前 言 隨著人們生活水平的提高，人們對節(jié)能、環(huán)保和提高生活質量的要求越來越高。過去長期在建筑工程的給水管路系統(tǒng)中大量使用的鍍鋅鋼管，正逐步被塑料管、不銹鋼管所取代。由于不銹鋼管道耐腐蝕性、供水水質好、管路強度高、使用壽命可長達70年，比鍍鋅鋼管、塑料管材等更經濟、更環(huán)保，逐漸被廣泛應用。 目前薄壁不銹鋼管由于其強度高、韌性好的特點，環(huán)壓、卡壓等簡單方便的連接方式被廣泛使用。但在施工過程中，如果工序的操作要點控制不好，不但會出現滲漏等質量通病，還會造成材料浪費，出現不應有的經濟損失。本工法就是針對采用環(huán)壓連接方式的薄壁不銹鋼管管網系統(tǒng)施工工藝總結而成的。并獲得2008年度省級施工工法和本企業(yè)工法。 2 工法特點 2.1本工法采用的薄壁不銹鋼管材外觀有美觀柔和的金屬光澤，耐腐蝕性強，安裝后不必再進行刷防腐漆等工序，簡化了施工工序，且暗裝和明裝都適合。其強度和抗老化性能又優(yōu)于塑料管材。適用于高檔住宅、寫字樓、機場、火車站等建筑的飲用水、給水管道。 2.2連接方式簡便，施工速度快。本工法采用的電動液壓環(huán)壓連 接方式，是目前國內先進的管道連接方式。具有設備簡單、操作方便、施工速度快、接口質量易于保證等優(yōu)點。 2.3高大空間、狹窄空間、明敷、暗敷等不同環(huán)境作業(yè)條件下，薄壁不銹鋼管道的施工技術和施工工藝，具有普遍適用性。 2.4 接口方式先進，操作簡便，只要控制好管件和管材插入深度、水平度、預定壓力值，其連接工序一次完成，質量基本可以保證。操作要點經培訓很容易被操作工人掌握。管道接頭的強度較高不容易發(fā)生滲漏現象。 2.5 作業(yè)安全性高。薄壁不銹鋼管網施工時，無動火作業(yè)，無重量重、體積大的施工設備，作業(yè)安全性大大提高。 2.6 節(jié)能環(huán)保效益明顯。薄壁不銹鋼管施工，基本無邊角余料和建筑垃圾，電動液壓工具基本無噪聲，對環(huán)境影響小，節(jié)能減排方面效益明顯。 3 適用范圍 本工法主要適用于賓館、住宅、寫字樓或機場、火車站等公共建筑的室內冷熱水、飲用水薄壁不銹鋼管道系統(tǒng)施工。在應用本工法的同時，還應符合國家現行其它有關標準、規(guī)范的規(guī)定。 插圖一 安裝于賓館屋面的薄壁不銹鋼管 插圖二 安裝于住宅墻面的薄壁不銹鋼管 4 工藝原理 本工法是采用電動液壓環(huán)壓連接方式進行薄壁不銹鋼管綜合管網系統(tǒng)的施工工藝。施工過程中針對高大空間、狹窄空間、明敷、暗敷等不同作業(yè)條件，對薄壁不銹鋼管道連接、支吊架的制作安裝、管道安裝、管道補償、閥門安裝等施工過程進行控制，嚴格工序作業(yè)流程，確保薄壁不銹鋼管道的安全、有效、可靠輸送冷熱水介質的功能。 5 施工工藝流程及操作要點 5.1施工工藝流程 插圖三 薄壁不銹鋼管施工工藝流程 5.2 操作要點 5.2.1施工準備 1）在安裝施工前應對管材、管件的外觀進行檢查，管材、管件 插圖四 管材及成品管配件：管段、三通、90度彎頭、直接、密封圈 內外壁應光滑無明顯損傷。有產品合格證及檢測報告。運輸與放置應 避免磕碰，防止管材表面被劃傷或凹陷。橡膠密封圈應光滑無裂痕。 2） 安裝部位的墻面、鋼結構、樓板面應施工完畢且經驗收合格，預留孔洞應經驗收位置大小尺寸準確，誤差在允許范圍內。 3） 安裝前應計算好在地面連接的長度，確定三通、彎頭、閥門的部位，應錯開支吊架的位置。 5.2.2 支吊架制作安裝 1）薄壁不銹鋼管道支吊架結合現場實際可用栽埋法、膨脹螺栓法、射釘法、預埋焊接法、抱柱法安裝。 2）支吊架一般由角鋼、圓鋼、扁鋼等制作而成。針對不同的安裝部位，可制作三角形、門形或抱箍形。如下圖： 插圖五：吊架 插圖六：門型吊架 插圖七：三角型支架 3）由于薄壁不銹鋼管的管壁較薄，管卡采用扁鋼（明裝時采用不銹鋼材質）煨制而成，煨好后，在扁鋼管卡、管道托架與管道接觸面粘貼一層橡膠絕緣軟墊，起到避免發(fā)生電化反應和保護管道的作用。不能采用圓鋼做管卡，以防止用力過緊，使管道表面產生凹形變形。扁鋼管卡制作見插圖五～七所示。當管徑小于等于100mm時，采用扁鋼規(guī)格為－30*2.5，大于等于100mm時，采用扁鋼規(guī)格為－36*3。 4）立管支吊架間距小于等于3m。由于管道連接到一定長度后的管路較碳鋼管道剛性稍差，因此薄壁不銹鋼管橫管管道支架間距以下表為宜： 插表一 薄壁不銹鋼管管道支架的最大間距 公稱直徑（mm） 15 20 25 32 40 50 70 80 100 125 150 200 支架的最大間距（m） 保溫管 2 2 2 2.5 2.5 2.5 3 3.5 4 5 5 5 不保溫管 2.5 2.5 3 3 3.5 4 4 4 4 6 6 6 5）支吊架安裝前應在建筑結構面上彈線定位，確定支吊架的安裝位置，根據管徑大小畫好須鉆孔打眼位置。 6）暗裝在管井的管道支吊架應在管井口設置型鋼，上下統(tǒng)一吊線安裝卡件。 7）明裝的管道，管卡采用不銹鋼材料制作。 8）輸送介質為熱水時，管道的吊架、吊桿應有向熱膨脹的反方向偏移。 5.2.3 地面預制和拼接 1）地面預制和拼接的長度，以現場施工作業(yè)具體條件而定，把 各預制和拼接好的管段連成通長管路系統(tǒng)的接頭，盡量留在環(huán)壓操作方便之處為宜，但主干管不超過10米為宜；支管預制長度以立管甩口到支管末端而不受結構影響為宜。 2）按照施工圖和現場實測的長度確定管段長度，進行劃線、切管。由于環(huán)壓連接方式是一次成型過程，如拆卸后，管端和管件不可二次利用，因此要確定管段長度準確無誤。 3）管道整形。對切割好的管材進行整形，去除因切割而留下的毛刺，并校正管圓度。 4）裝上密封圈（密封圈要適當外露3mm左右），至劃線處，再將管子插入管件。管子和管件插入時應注意其軸線在同一條直線上。 5）電動液壓環(huán)壓連接操作。環(huán)壓操作前應根據管材規(guī)格選用合適的鉗口和環(huán)壓模具。拿出上模一側的連接插銷，揭開上模，放入安裝好密封圈的管材、管件，對準環(huán)壓位置后，合上上模，插上插銷（確定插銷插到位）。在壓力表上設定液壓的上限壓力值（此值不超過45MPa），打開電動機開關開始加壓，當液壓壓力值達到該值時，電動液壓機自動停止工作，卸壓閥自動卸壓。完成環(huán)壓過程。當管徑≥DN80的管道需進行二次環(huán)壓，將管子與鉗口相對旋轉≥15°后，進行第二次環(huán)壓。如圖所示。 插圖八 環(huán)壓操作過程示意圖 6）檢查成品環(huán)壓質量。環(huán)壓完成后，應檢查環(huán)壓部位的質量： 如環(huán)壓操作徹底，則外露的膠圈邊緣（約3mm）被完全環(huán)壓的管口切斷，使之與整個膠圈斷開，可以用手輕輕撕去；如果膠圈邊緣外露部分沒被切斷，無法用手輕輕撕掉，則說明環(huán)壓操作沒有壓到位，應重新進行再壓一遍。 7）檢查已連接好的管段的質量，確保平直美觀，管件方向正確。合格后做好安裝準備。 5.2.4管道安裝就位 1）將在地面上連接成一定長度的管段，整體水平安裝到預定位置。高大空間的管段起吊點應均勻布置，且同時同步起吊。吊起后輕放至安裝部位的支吊架上，用管卡卡住，管卡帶上螺母兩到三扣，以不擰緊為限。待整條管路排齊對正后，上緊螺母固定管道。見插圖九。 插圖九：均勻起吊 2）暗裝支管直接將管段在結構施工中預留管槽中固定牢固。 3）暗敷在加氣混凝土砌體墻內管道，墻面的開槽尺寸應在長寬深度三個方向擴大，擴大尺寸以能伸進相應管徑的模具為限。如DN30的管道，接口開槽部位尺寸應為100×30×150mm，這樣做的目地方便管道的檢修和更換：如某一接頭出現滲漏，需進行重新環(huán)壓，那只 需打開這個接頭部位的裝飾墻面，將模具伸入即可操作。而不需將整根管道的裝飾墻面全部打開，以足夠將管接頭拉出并將模具套上才能操作。見插圖十。 插圖十：暗敷開槽 5.2.5管段連接成管網 1）將兩管段連接施工，必須保證環(huán)壓操作時管道與模具的垂直。 2）作業(yè)受限制，特別難以操作之處，如高大空間緊貼板梁下方的水平干管施工，采用一個自制小型升降平臺，此升降平臺有制作簡單、體積小、重量輕、易于搬動和操作的特點，可以輕松搬到高空腳 手架平臺上，將電動液壓機和模具放在此升降平臺上，升到需要高度，控制好管道平直度后，進行環(huán)壓連接施工。見插圖十一。 插圖十一：高大空間升降平臺輔助安裝 5.2.6閥門、補償器等部件安裝要點 1）立管、主干管上的閥門應設置單獨的支吊架。插圖十二。 插圖十二：閥門處設支吊架 2）管道與閥門的連接采用成品管件（見插圖十三），進行法蘭連接和絲接。 插圖十三：成品管件 3）管道補償器設置和安裝要點 a 輸送熱水的薄壁不銹鋼管道應盡量利用自然彎補償，直線段過長則應設置補償器。 b 補償器的型式、規(guī)格、位置應符合設計要求。 c 管道伸縮補償器應設在兩個固定支撐件的中間部位。 插圖十四：伸縮節(jié) 5.2.7 分段試壓 鋪設、暗裝、保溫的給水管道在隱蔽前做好單項水壓試驗。管道系統(tǒng)安裝完后進行綜合水壓試驗。 6、材料與機具設備 6.1 材料 本工法涉及的管材與連接管件均為薄壁不銹鋼 (0Cr18Ni9或0Cr17Ni12Mo2)材料，管件是沖壓加工成型的成品管件、帶1~2道環(huán)形槽的承插式管件。O型密封圈材料為氯化丁基橡膠，公稱壓力為1.6MPa，工作溫度為-20OC~110OC。 管材與管件均應有產品合格證和質量證明書。搬運過程應嚴禁拋、摔、拖，使管材外觀明顯受損。進場后應堆放整齊，有覆蓋，堆放場地不得有積水，特別不得與污水、有腐蝕性物質混放，以免影響管材表面的光澤和美觀。 6.2機具和設備 主要機具有電動液壓環(huán)壓機、割管器、扳手、臺鉆、專用銼刀、壓力升降工作臺、砂輪切割機、電錘等。 7、質量控制 7.1 采用標準： 本工法質量檢驗依據《建筑給排水及采暖工程施工質量驗收規(guī)范》（GB50242-2002）。 7.1.1 主控項目 室內給水管道的水壓試驗必須符合設計要求。 給水系統(tǒng)交付使用前必須進行通水試驗并做好記錄。 生產給水系統(tǒng)管道在交付使用前必須沖洗和消毒，并經有關部門取樣檢驗。符合國家《生活飲用水標準》方可使用。 7.1.2一般項目 給水水平管道應有2‰～5‰的坡度坡向泄水裝置。 給水管道和閥門安裝允許偏差應符合下表規(guī)定： 插表二：管道及閥門安裝的允許偏差和檢驗方法 項次 項目 允許偏差（mm） 檢驗方法 1 水平管道縱橫方向彎曲 無縫鋼管銅管 每1m全長25m以上 1≯25 用水平尺、直尺、拉線和尺量檢查 塑料管復合管 每1m全長25m以上 1≯25 鑄鐵管 每1m全長25m以上 2≯25 2 立管垂直度 鍍鋅鋼管銅管 每1m全長5m以上 3≯8 吊線和尺量檢查 塑料管復合管 每1m全長5m以上 2≯8 鑄鐵管 每1m全長5m以上 3≯10 3 成排管段和成排閥門 在同一平面上間距 3 尺量檢查 7.2 施工時質量保證技術措施和管理方法 7.2.1應使用專用工具和專用密封圈。環(huán)壓連接使用的O型密封圈是一個的橡膠環(huán)，環(huán)的直徑隨管徑的不同而不同（配套出廠），其寬度（隨管徑的大小而不同）15mm~30mm，厚2~3mm，密封環(huán)與管段的接觸面是面而不是線。環(huán)壓連接對被連接鋼管有合理均勻的收縮變形量，因此環(huán)壓連接的管道強度較高。 7.2.2切管作業(yè)完成時，要即時除去管端部的毛刺，以免劃破O型密封圈，校正管口的圓度和直徑，以免影響管道連接完成后的密封質量。毛刺去除應用專用的銼刀。 7.2.3 預插管作業(yè)，在正式插管環(huán)壓前，應先將切割好的管段與管件預插一次，達到足夠長度（一般管件本身有環(huán)型突起，見插圖十四，管段到達此處則不能再深入）后，應在管段上劃線做好標記。 插圖十四 環(huán)壓示意圖 預插完，將管段拔出，將O型橡膠密封圈套入管段的劃線部位，再正式將管段插入管件，當管端部距劃線處時停止插管。不能用插入深度來調節(jié)管位和調整管道實際長度。 7.2.4環(huán)壓時緊固的環(huán)壓鉗口應與管道軸心方向垂直，不得有傾斜角度，否則將影響連接質量。 7.2.5管道在安裝時管卡和支吊架布置合理美觀，管卡和管道應接觸緊密，但不得損害管表面。明裝管道在支架上采用不銹鋼支架或塑鋼支架，暗裝管道可用鋼支架，要保證固定牢固。支架與管道間設橡膠墊，以便形成面接觸，使管道安裝質量得到保證。 7.2.6 成品保護。 連接完的管段應及時敷設到位，如不能及時敷設安裝，應放置到平整的地方，用墊木墊起來，防止踩踏、撞壓導致接口變形、松脫。安裝后的管道應用塑料薄膜包裹保護（防止其他施工工序的交叉污染，交工前除去保護薄膜，露出管道光亮美觀的外表），并有穩(wěn)定的固定方式。 插圖十五 （中間用塑料薄膜包裹的管道）已施工完畢的不銹鋼管道 插圖十六 管道在施工中用塑料薄膜包裹 7.2.7防止電位腐蝕 薄壁不銹鋼管與其他材質相連接時，防止因電位不同而產生的電化學接觸腐蝕?？刹扇±p生料帶、絕緣墊片等絕緣材料進行連接。 8 安全措施 8.1認真貫徹國家及公司有關安全施工規(guī)程和規(guī)章制度，落實各級責任制。 8.2 堅持連續(xù)開展百日安全無事故活動，堅持安全施工與經濟責任制掛鉤。 8.3凡參加現場施工人員，每年接受一次統(tǒng)一安全教育和安全基本知識考試，并堅持每年所招臨時工必須進行三級安全教育后才能允許上崗。 8.4進入施工現場的人員要戴好安全帽，管進作業(yè)或高處作業(yè)人員應系安全帶（不包括在爬升架平臺上工作人員），登高人員不準穿塑料底鞋和硬底鞋。 8.5 環(huán)壓操作時，應注意施工用電安全，應配備專用三級開關箱。 8.6 管道安裝時，每一配管小組應進行安全教育和技術交底。 9 環(huán)保措施 由于環(huán)壓連接操作環(huán)保清潔，不像焊接、絲接等產生聲光污染和廢渣、廢氣、油污等污染。環(huán)壓連接采用電動液壓傳動，則不會產生上述污染。但要防止電動油泵漏油。可在操作前在油泵下墊木板橡膠 墊等，預防油泵漏油污染地面的現象發(fā)生。 10 效益分析 薄壁不銹鋼管環(huán)壓連接工藝施工，相比普通鋼管的套絲和焊接工藝，效益主要是以下因素：材料壽命、工時、安全、質量、社會效益、環(huán)保效益。 10.1 采用薄壁不銹鋼管電動液壓環(huán)壓工藝，除質量可靠，安全性高，環(huán)壓連接采用液壓工具，在施工過程中無聲光污染，施工完成后基本無邊角余料和焊渣等施工垃圾產生，對環(huán)境影響和節(jié)約能源方面與其他管材連接方式有明顯不同。 10.2 與普通鋼管的螺紋連接和焊接方式相比，薄壁不銹鋼管在管段與管段的接長連接、主管與支管的三通連接或管段上的90o彎頭等情況下的連接施工時，其環(huán)壓連接操作簡單，所需用的機械設備也簡單方便。 10.3 薄壁不銹鋼管材的生產廠家均有不同管徑規(guī)格的三通、彎頭等配套成品管配件生產。只需有專用壓接工具和專用密封圈就可滿足密封要求。不需焊接和套絲。相比套絲和焊接工藝，每施工一個接口的耗工時較少。 10.4 薄壁不銹鋼管在輸配水管道中使用有非常良好的防銹性能，但是價格相對比普通鋼管和塑料管高。在充分保證管道的強度和剛性的條件下，應使用薄壁型不銹鋼管道。另外不銹鋼的使用壽命較鋼管和塑料管長，因此總的來講價格也不算高。不銹鋼管道的外觀非常美觀這一點是不能單純地用價格來衡量的。 插表三 薄壁不銹鋼管與其它材料的比較優(yōu)勢 性能 管材 抗拉強度MPa 耐水腐蝕 耐水流速度腐蝕 耐外環(huán)境腐蝕 熱傳導率 Cal/cm.s. ℃ 衛(wèi)生性能比較 壽命 比較 不銹鋼管 ≥520 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 0.039 優(yōu) 70年 銅管 ≥210 優(yōu) 良 一般 中等 0.943 良 35-50年 鋼塑管 優(yōu) 優(yōu) 良 外壁生銹內層優(yōu) 取決于內層材料 取決于內層材料 15-30年 塑料管 良 優(yōu) 良 優(yōu) 0.12x10-3 取決于化工輔料的衛(wèi)生性能 25-30年 插表四 效益分析對比表 序號 比較因素 不銹鋼管環(huán)壓連接方式 鋼管絲接、焊接連接方式 1 材料壽命 70年 20-30年 2 工時（按DN80計算） 7分鐘/每個接口 15~20分鐘/每個接口 3 安全 安全有保障 動火作業(yè)， 安全保障性低 4 質量 外觀效果好 較難控制 外觀質量差 5 社會效益 良好的外觀效果給標志型建筑增添了較強的觀感效果，帶來的是未來的社會效益，受業(yè)主、監(jiān)理及社會各界認可 外觀差、工藝及材質都很普通甚至落后 6 環(huán)保效益 無廢渣、廢氣產生，無光、噪音等污染，有較高的環(huán)保效益 耗電量大、會產生光、噪聲污染，有廢氣、廢渣、油污等產生 11 應用實例 ****航站樓工程，總建筑面積14.91萬平米，框架三層。應用了 本工法施工，至今無滲漏等質量投訴發(fā)生，取得了較好的效果。 *****站工程，總建筑面積35.24萬平方米，框架四層。其虹吸雨水系統(tǒng)預埋在箱梁內部分為薄壁不銹鋼管，自開工建設以來，經分段試壓合格，通過業(yè)主方驗收。 ****大酒店工程4.5萬平米，地下二層，地上三十一層，其給水系統(tǒng)應用了此工藝，至今無滲漏等質量投訴發(fā)生，取得了較好的效果。 插圖十七 武漢****擴建工程全貌 插圖十八 安裝于地下室的薄壁不銹鋼管(表面已做保護) 圖十九 安裝于樓板下的薄壁不銹鋼管 插圖二十 安裝于管溝中的薄壁不銹鋼管 插圖二十一 薄壁不銹鋼管與閥門的連接 插圖二十二 薄壁不銹鋼管轉彎處的一些處理 19