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空调水系统采取涂塑钢管施工方法

来源:http://www.81929.net/article/20191217231.html

目前在空调水系统中,仍普遍采用钢管作为输送 管路。 但在设计师中, 对钢管的几种材质的认识仍有不 少误解和偏见。 在工程应用中, 也往往由于对管材本身 了解不足而导致选材不当。其后果自然是造成了不小 的人力和物力上的浪费, 甚至影响系统的运行。 

事实上, 几种钢管材质并无本质区别, 只是因为加 工工艺的不同而表现出不同的特性,从而适用于不同 的场合。 在空调水系统中, 结合合适的水处理手段选用 适当管材可以很好地节省初投资且不影响系统的运 行 。 

本文将对空调水系统常用的钢管类型及其连接方 式进行简要介绍, 指出其在空调水系统中的应用条件,  并对不同形式的空调水系统进行分析,继而结合空调 水处理方式,分析各种钢管在空调水系统中的应用和 注意事项。 

1   空调水系统常用钢管类型 用于空调水系统输送流体的钢管可以归结为两大 类 : 无缝钢管和焊接钢管。 两者的区别在于其制造工艺 及所用的管坯形状的不同。其它类型的钢管, 比如: 镀 锌钢管、 涂塑钢管均是以此两类管道作为基管, 再经过 一些工艺手段处理而来的。 

无缝钢管:

在空调水系统中, 对于输送普通介质的“ 低压流体 输送用焊接钢管” ,其又可分为普通钢管和加厚钢管;  接管端形式分为不带螺纹钢管( 光管) 和带螺纹钢管。  在空调水系统中,通常要求直径大于等于 D N3 2的均 采用焊接连接, 小于等于 D N 2 5的采用丝扣连接; 按焊 缝形式又分为直缝钢管和螺旋钢管。直缝焊管生产工 艺简单、 生产效率高、 成本低、 发展较快。 螺旋焊管的强 度一般比直缝焊管高,能用较窄的坯料生产管径较大 的焊管,还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊 管。但是与相同长度的直缝管相 比,焊缝长度增加 3 0 %~ 1 0 0 %, 而且生产速度较低。因此, 较小 口径的焊 管大多采用直缝焊, 大口径焊管则大多采用螺旋焊。 

焊接钢管因其生产工艺简单、 生产效率高、 品种规格多、 设备资少, 特别是随着技术的不断发展 , 焊缝质量不断提高, 焊接钢管的品种规格 日益增多, 已经在越来越多的领域代替了无缝钢管。 有些工程中, 对于较大管径( 如直径在 D N 2 5 0以上) 的空调水管也有采用螺旋钢管代替无缝钢管的实例。但焊接钢管一般强度低于无缝钢管。根据文献【 1 ] 建议: “ 加厚的和螺旋焊接钢管” 的工作承压能力不超过 1 . 5 M P a 。当然焊接钢管的承压能力还与其连接方式有关。 

镀锌钢管是指钢管表面进行了镀锌处理 ,其基管 一般均采用焊接钢管, 也有采用无缝钢管的。 镀锌钢管 从镀锌工艺上分为热镀锌管和冷镀锌管两种。冷镀锌 钢管镀锌层是电镀层, 锌层与钢管基体独立分层。 锌层 较薄, 锌层简单附着在钢管基体上, 容易脱落。故其耐 腐蚀性能差;热镀锌管是使熔融金属与铁基体反应而 产生合金层, 从而使基体和镀层二者相结合, 热镀锌具 有镀层均匀、 附着力强、 使用寿命长等优点。热镀锌钢 管基体与熔融的镀液发生复杂的物理、化学反应的镀 锌钢管, 形成耐腐蚀的结构紧密的锌—铁合金层。 合金 层与纯锌层、 钢管基体融为一体。 故其耐腐蚀能力强  。 

镀锌钢管虽具有一定的耐腐蚀能力,但由于其市面上的产品质量良莠不齐,而且长期使用后镀锌层易脱落,另外化学水处理措施也会使镀锌层局部受到破坏从而造成腐蚀。 因而一些发达国家在上世纪六、 七十年代已经陆续禁用镀锌管。 我国限于国情, 只是在逐步 淘汰冷镀锌钢管, 但热镀锌钢管仍有较多应用。  热镀锌使钢管内、 外壁同时镀有锌层, 使钢管的防 腐性能大大提高, 能达到普通钢管的 1 5倍左右, 目前 在空调水系统中, 冷凝水管采用镀锌钢管的很多。 在空 调冷水、热水系统中也有设计要求管径在 D N 8 0及以 下的管道采用镀锌钢管制作的。  热镀锌钢管的承压能力主要与其基管形式以及连 接方式有关。 

2、涂塑钢管是以焊接钢管或无缝钢管为基管,采用 P E ( 改性聚乙烯) 进行热浸塑或 E P ( 环氧树脂) 进行内、  外涂覆的产品, 具有优良的耐腐蚀性能。 同时涂层本身 还具有良好的电气绝缘性、 不会产生电蚀、 吸水率低、  机械强度高和摩擦系数小。解决了普通钢管输水和镀 锌钢管埋地输水时锈蚀及结垢问题,提高了输送管道 的使用寿命。该产品连接便捷、 维修简便[ 5 1 。  该产品的劣势在于价格较高。目前在上海等地区 该产品在消防系统中有较多应用。也有工程的空调水 管将涂塑钢管与镀锌钢管结合起来使用的, 如: 管径在 D N 8 0 及以下的采用镀锌钢管,管径在 D N1 0 0及以上 的采用涂塑无缝钢管。涂塑钢管的承压能力主要与其 基管形式以及连接方式有关。 

螺纹连接用于低压流体输送用焊接钢管及外径可 以攻螺纹的无缝钢管的连接 , 一般公称通径在 1 5 0 m m  以下, 工作压力在 1 . 6 MP a以下。  为确保接口的密封性,经常使用螺纹填料配合管 螺纹密封连接。 空调水系统常用的螺纹填料有: 聚四氟 乙烯生料带和铅油麻丝。  在空调水系统中,通常采用螺纹连接的有直径在 DN 8 0及以下的镀锌钢管和直径在 D N 2 5及以下的焊 接钢管。采用螺纹连接的空调水系统其工作压力建议 不要超过 1 . 0 MP a , 以免出现接口滑丝、 漏水现象。 

焊接连接是管道工程中最重要且应用最广泛的连 接方式。 其主要优点是: 接口牢固耐久、 不易渗漏、 接头 强度和严密性高, 使用后不需要经常管理。 钢管的焊接 方式有很多, 有气焊、 手工电弧焊、 手工氩弧焊、 埋弧 自  动焊、 焊接方式埋弧半 自动焊、 接触焊和气焊。由于电 焊焊缝强度比气焊高, 并且比气焊经济, 因此优先采用电焊焊接。气焊一般只用于公称通径小于5 0 m m, 壁厚小于 3 . 5 mm的管道。因条件限制不能采用电焊焊接的地方也可采用气焊焊接公称通径大于 5 0 r a m的管子。不锈钢材质采用氩弧焊 。  在空调水系统中所有的钢管都能采用焊接方式连接,但镀锌钢管和涂塑钢管采用焊接连接时需要做特殊处理, 以免影响焊缝质量。  通常用作空调水管的直径大于等于 D N 3 2的焊接钢管采用焊接方式连接, 无缝钢管也可采用焊接连接。

法兰连接按法兰与管子的固定方式分为螺纹法 兰、 焊接法兰和松套法兰; 按密封面形式法兰种类可分 为光滑式、 凹凸式、 榫槽式、 透镜式和梯形槽式。  螺纹法兰主要用于镀锌水煤气钢管的连接,其密 封面为光滑式。其公称压力常用的有 0 . 6 MP a 、 1 . 0 MP a  和 1 . 6 MP a 三种 。  焊接法兰是管道连接中最常用的法兰,分为平焊 法兰和对焊法兰两种。平焊法兰, 又叫搭焊法兰, 其公 称压力常用的有 0 . 6 MP a 、 1 . 0 MP a 、 1 . 6 MP a和 2 . 5 MP a四 种, 平焊法兰的密封面有光滑式和凹凸式。对焊法兰,  又叫高颈法兰, 一般用于公称压力大于等于 4 . 0 MP a 或 温度大于 3 0 0 c l C 的管道上。 

松套法兰也叫活套法兰或活动法兰。分为平焊松 套法兰、对焊松套法兰和卷边松套法兰。平焊松套法 兰, 其密封面一般有光滑式和榫槽式, 其公称压力常用 的有 0 . 6 MP a 、 1 . 0 MP a 、 1 . 6 MP a和 2 . 5 MP a四种,主要用 于不锈钢管道 、 铜及铜合金管道、 铝及铝合金 管道以 及塑料管道等。对焊松套法兰,其密封面一般为凹凸 式, 其公称压力为 4 MP a 、 6 . 4 MP a和 I O MP a 三种。卷边 松套法兰,只适用于公称压力不大于 0 . 6 MP a的管道 上, 主要用于有色金属管道、 塑料管道 , 不过 目前基本 不用 。  在空调水系统中, 采用法兰连接的管件有: 设备与 管道之间的连接以及无缝钢管的连接。 

沟槽式管接口是在管材、管件等管道接头部位加工成环形沟槽, 用卡箍件、 橡胶密封圈和紧固件等组成的套筒式快速接头。 安装时, 在相邻管端套上异形橡胶密封圈后 , 用拼合式 卡箍件连接。卡箍件的内缘就位在沟槽内并用紧固件紧固后, 保证了管道的密封性能。这种 连接方式具有不破坏钢管镀锌层、施工快捷、 密封性好、 便于拆卸等优点。 

沟槽式管接头采用的平口端环形沟槽必须采用专 门的滚槽机加工成型。 因此钢管最小壁厚和沟槽尺寸、  管端至沟槽边尺寸应符合 C J / T1 5 6 — 2 0 0 1 的规定。  在空调水系统中,沟槽式连接的钢管可采用镀锌 焊接钢管和焊接钢管、 镀锌无缝钢管和无缝钢管、 不锈 钢管、 内壁涂塑或衬塑钢管等。 

对使用钢管的空调水系统而言,不同的水系统类 型、水处理设施的完善与否以及循环水质的优劣都会 影响到钢管的选择应用和使用寿命。  总体而言, 空调水系统的所有管件、 管道和设备等 可分为两大类: 1 ) 水力设施; 2 ) 水处理设施。水力设施 是主要设施 , 是空调冷热传输、 调配的手段和工具; 水 处理设施是水力设施的辅助设施,能提高水力设施的 使用寿命和工作效率。循环水在水力设施作用下所完 成的水力循环, 笔者将其称之为主循环或一次循环, 通 过主循环将冷热量按需输送到空调水系统末端。循环 水在水处理设施的作用下所完成的循环,笔者将其称 之为辅助循环或二次循环, 通过辅助循环, 循环水的水 质得以改善。 辅助循环可以和主循环路径一致, 如旁通 ( 直通) 水处理设施; 也可与主循环路径不一致 , 如旁滤 ( 流) 水处理设施。 

空调系统的水处理的目的有两个: 1 ) 为了延长设备及管路系统的使用寿命 ; 2 ) 为了节能。因此, 从广义上来说 , Y型除污器、自动放气阀等都属于水处理装置。 而通常我们所说的空调水处理装置是指具备过滤、杀菌、 除澡、 缓蚀、 阻垢等功效的设施。 目前工程中实际应用的空调水处理手段有很多,总的可分为物理方式水处理和化学方式水处理两种。 物理式水处理器有: 内磁协同水处理器, 旁滤式水处理器( 每次处理总循环水流量的 3 %左右) , 旁通式的综程水处理器( 全循环流量的水处理器) , 此外还有超声波水处理器和射频水处理器等。化学式水处理器主要代表产品就是智能在线加药装置。 

水处理装置的选择与水系统的形式有关。从功能 上空调水系统可分为三类: 冷水系统、 热水系统和冷却 水系统。从水系统是否与大气接触可分为开式循环水 系统和闭式循环水系统两类。 一般地, 空调冷水系统和 空调热水系统设计为闭式循环水系统;而冷却水系统 由于广泛采用开式冷却塔而设计为开式循环水系统。  无论是开式循环水系统还是闭式循环水系统, 水 处理的工作内容都是以下几点: 控制循环水的酸碱度、控制微生物的生长和繁殖、 去除溶解氧 及其它种类的不凝性气体、 去除污垢。  对于闭式循环水系统而言, 由于系 统处于封闭状态,循环水与空气隔绝,  且整套系统管路一般处于较高的正压 力 , 减少了空气中的氧气的进入水系统 的机会; 另一方面随着安装施工工艺质 量的提高,克服了不 良施工造成的跑、  冒、 滴、 漏现象 , 闭式水系统在正常的运 行过程中,忽略热胀冷缩的细微变化 ,  几乎不需要外界补充水, 从而保证了循 环水水质的稳定。闭式循环水系统的处 理手段见表 1 。 

且由于冷却水的蒸发损失、飘逸损失以及排污损失导致冷却水补水量较大, 补入的水则带人了新的钙、镁离子, 从而增加了结垢的机会; 开始冷却塔的水盘和塔体都有很大可能性会积聚灰尘,从而导致水系统中不断地产生新的污泥,污泥中富含有机质又为微生物的生长繁殖创造了良好的条件,微生物大量繁衍的结果导致活性污泥的增生。开式冷却水系统的常用水处理方式见表 2 。 

笔者认为, 空调水系统水管管材及其连接方式主要取决于水力要求 ( 温度、 压力) 、 水质( 系统形式以及水处理措施是否完善等) , 此外还要考虑工程造价、 施工难度等因素。在同一工程中, 可以根据不同的水系统类型选用不同材质的水管。  当水系统的工作压力超过 1 . 0 MP a时不宜采用螺纹连接形式 ,而采用法兰连接。当水系统的工作压力超过 1 . 5 MP a 时不应采用焊接钢管, 而采用无缝钢管。当对管道材质的防腐缓蚀能力要求较高时,  应选用热镀锌钢管或内涂塑钢管。 对于采用开式冷却塔的开式水系统而言, 一般来说其水质较差,水中溶解氧的含量较高,故而除了要采用较完备的水处理措施以外, 还要考虑管道材质自身的缓蚀防腐能力, 此时应选用内涂塑钢管。  从经济角度考虑,还可考虑在不超过其使用条件的前提下,可以考虑用经济性的管材替代价格较高的管材。如: 采用热镀锌钢管替代内涂塑钢管; 采用焊接钢管替代无缝钢管,尤其是大管径的螺旋钢管替代无缝钢管; 优先选用内涂塑焊接钢管。  还可以考虑两种及多种管材的联合应用。 如: 水系统的工作压力不超过 1 . O MP a 时, 且要求管材具有一定防腐缓蚀能力时,管径小于等于 D N 8 0的管道采用热镀锌钢管, 而管径大于等于 D N1 0 0的管道采用内涂塑焊接钢管。  另外,对于采用热镀锌钢管与焊接钢管或无缝钢管应用于同一水系统中时,由于焊接钢管和无缝钢管未经处理而抗腐蚀能力不如热镀锌钢管,为提高此两种管材的防腐能力往往采用二次镀锌安装工艺, ( 二次镀锌工艺:初次安装一拆除一返厂镀锌一二次安装) ,  而二次安装工艺造价高且工艺繁琐, 故而不建议采用。  对于一般的空调水系统管道,尤其是闭式空调水系统, 在采用完备的空调水处理系统后, 建议采用焊接钢管或无缝钢管即可; 而对于开式空调水系统, 一般情 形下, 也可采用上述两种材质的管道; 对水管管材的防腐能力要求较高时, 可采用热镀锌钢管或内涂塑钢管。  对于开式空调水系统除了考虑管道防腐能力以外, 还 应考虑完备的水处理措施,并考虑对管道内表面进行 持续钝化处理, 提高管道的使用寿命。 不同的钢质水管 在空调水系统中的应用见表 3 。 

通过本文讨论, 可以看出, 其实镀锌钢管、 无缝钢管、焊接钢管以及内涂塑钢管等管材并不存在本质上的严格区别,只是选用的管坯不同或有的管材经过了些后续的工序处理而已。 在空调水系统的选材上, 不应一味选用造价昂贵、 安装工艺复杂的管路系统, 而应根据实际的系统承压状况、水质条件等选择合适的管材及其连接方式, 必要时应强化水处理措施。 空调水系统的管材选用原则如下: 

( 1 )闭式水系统优先选用焊接钢管,大管径时选 用螺旋焊管, 小管径时选用直缝焊管。 承 压较高时选用无缝 钢管。

( 2 ) 开式水系统 应首先完善水处理 设施 , 如 : 采用冷凝 器在线清洗装置、 智 能在线化学加药水 处理装置结合旁流 水处理器等物理处 理方式的水处理装 置。 在管材上可首先 考虑选用螺旋钢管,  如果需要增强管道 的防腐蚀能力, 可选 用内涂塑钢管。 

( 3 ) 选用镀锌钢 管时, 优先采用螺纹 连接方式, 镀锌钢管 最好单独使用, 或结 合内涂塑钢管使用。  应用镀锌钢管时不 宜因其它管材的防 腐蚀需要或连接工 艺破坏锌层等原因 引起二次镀锌的安 装工艺。

( 4 )大管径的管道连接时,由于沟槽式连接具有 安装快速、 节省人工等优势, 在经济合理时可考虑此种 连接方式。  另外,无论无缝钢管还是焊接钢管均应由供货厂 家在出厂前完成酸洗钝化处理再供货 ,并且不宜在现 场堆放时间过长。