卡压式管件以其安装可靠、快捷、适合嵌入墙体安装等优点被广大用户接受。但是什么是卡压式管件,卡压式管件及其连接管最佳壁厚是多少,密封材料应该达到什么样的标准等问题,一直是影响卡压式管件在国内市场广泛使用的技术壁垒。本文就卡压式管件使用中经常遇到的问题作一探讨。
关于卡压式的定义、称呼、外观和实质
卡压式的定义:以带有特种密封圈封口管件连接管口,用专用工具压紧管口而起密封和紧固作用的一种连接方式叫做卡压式连接(利用金属材料自身的有效刚性,用卡具(或称模具、钳口)进行压接(或称封口)的管材连接方式叫做卡压式。所有的具有以上性质的管件连接都应该表述为卡压式)。
卡压式的称呼:卡压式的名称叫法很多,德国称为“曼勒斯曼式管件”,日本叫做“铆乐哥式管件”,美国称呼它为“快接龙头”,经国内有关专家研究决定,在“国标”和“行标”中均定义为“卡压式管件”。所以,称呼的不同不能表述为实质性的不同。
卡压式外观形式有多种:按R口的数量不同区别,有“单R式”和“双R式”;按密封圈摆放形式不同区别,有“外露式”和“内嵌式”;按承接插口形式不同区别,有“延伸式”和“非延伸式”。所以,外观形式的不同也不能表述为实质性的不同。
无论名称如何,外观形式如何,卡压式的实质仍然是:利用金属材料自身的有效刚性,用卡具(式称模具、钳口)进行压接(或称封口)的管材连接方式。
关于卡压式管道的壁厚、壁厚的演变、最佳壁厚及其变更规则
1、关于卡压式管件用管壁厚的标准
卡压式管件和管道在国际上有两种壁厚的标准,一个是以德国以基础的欧洲壁厚标准,一个是以日本为基础的亚洲壁厚标准。
在中华人民共和国国家标准GB/T19228.1-2003不锈钢卡压式管件和GB/T19228.2-2003不锈钢卡压式管件连接用不锈钢管中,管道壁厚等同采用了德国的DIN ENI1031:1999和日本的JIS G3448-1997的标准,并定义为“Ⅰ 系列标准”和“Ⅱ系列标准”(见表1)。在中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T 151-2001薄壁不锈钢管标准的表4中,也明确规定了用于不锈钢卡压式管件用的管道壁厚标准(“该表壁厚栏中厚壁管为不锈钢卡压式管件用”),与“国际”中“Ⅱ系列标准”完全一致。德国为了保证高可靠性,其壁厚标准高于日本标准一个等级。全球没有低于日本标准的卡压式管壁厚标准。
2、关于壁厚的演变过程
德国是最早生产和销售卡压式管件的国家,德国专家认为管道的壁厚是卡压式管材“高可靠性”的关键(保证管材的刚性,从而保证了管件的连接强度),所以在选择管道和管件的壁厚上比较保守。日本是随着德国生产和销售卡压式管件的第一个亚洲国家。日本专家经过反复试验和测算,认为卡压式管道的壁厚可以稍微小一点,同时增加了连接处(承口)的插入深度,并经日本水道协会审核和批准,定义了今天的日本不锈钢管壁厚标准(Ⅱ系列标准),也广泛的被亚洲国家所接受。经过20多年的使用证明这样的壁厚也是可行的,符合当时的测算和试验结果。
3、卡压式管件管道的最佳壁厚
卡压式管件用的管道壁厚是管道连接强度的关键。壁厚减少到安全系数以下,可靠性必然下降几个等级。实际上管道的壁厚是一个表面要求,其实质性的要求不仅仅是保证管道连接的强度,还必须具有在各种环境下抗振的性能、管道耐各种外力冲撞的性能,以及隐蔽工程中的产品使用寿命和腐蚀余量等。国家标准中规定的不锈钢管件的壁厚是经过大量的计算和试验,在欧洲和日本等国家和地区20多年使用经验的基础上,参照国外先进标准确定的,应该认为该壁厚是最佳壁厚。从这个意义上说管道的壁厚牵涉到多种安全因素,不能随意减小。
4、卡压式管道壁厚变更的规则
如果要在国家标准的Ⅱ系列基础上再减少卡压式管道的壁厚,应该做大量的试验和检验,并提供相应的计算数据,经专家委员会论证以后修订国家标准,才可以在客户工程项目上销售产品,否则这是对客户极不负责任的行为,也是对社会不负责任的行为,可能对社会资源造成极大的浪费。
关于卡压式管件壁厚的考量
中华人民共和国国家标准GB/T 19228.1-2003中规定了两个系列管件的承口尺寸(见表2)。
为什么以承口壁厚为基准?管道插入管件的端口就是承口。因为承口经过了加工扩口,是管件壁厚最薄的部位,核定了最薄部位的壁厚,也就控制了整个管件的壁厚。
承口部位有没有负公差?没有。国标中规定,承口部位的壁厚是最小壁厚,在标准已作标明。
卡压式管件加工材料壁厚怎样选择?管件加工原料必须高一个规格进行选择。例如,Ⅱ系列标准DN15管件承口壁厚要求0.6mm。如果选择0.6mm的板材,一定达不到国标的壁厚标准。因为:首先,板材都有负公差问题,0.6mm的板材实际厚度在0.540.58mm,已经不能满足国家标准要求。其次,承口经过扩口加工以后必须还要减薄,更不可能达到国家标准了。所以,DN15规格的管件中壁厚应该选择0.8mm壁厚的板材才能达到国家标准中壁厚0.6mm的要求。其他管件壁厚选择依此类推。
关于密封材料的使用寿命、标准改变的经过以及两种标准的差距
密封材料的使用寿命决定不锈钢管系统的寿命。304不锈钢材料正常使用超过100年是没有问题的,这时密封材料的使用寿命就是管道的使用寿命了。如果密封材料的寿命达不到国家标准,整个管道系统的使用寿命将大打折扣。
因为密封材料达不到国际标准,中国生产的卡压式管件不能出口到日本或欧洲。正因为如此,2003年国家制定了不锈钢卡压式管件用橡胶O型密封圈标准(GB/T 19228.3-2003)。这个标准等效采用了欧共体EN681-1:1998标准。国标实施的同时废止了CJ/T 152-2001行业标准。
“国标”对原“行标”在密封材料标准上的改进内容:在标准的参照上,等效采用了欧共体EN6811:1998标准;在材料的选择上,明确提出选择氯化丁基和三元乙丙橡胶;在材料硬度要求上,“国标”比“行标”提高了14%;在压缩永久变形要求上,增加了24h、125℃检测要求;增加了水中压缩永久变形检验项目:70d、110℃、损失≤30%;在热空气老化检验要求中,由7d、125℃;在水中体积变化检测中,由7d、70℃,增加到7d、95℃;增加了耐臭氧检验。从总体上看,“国际”中的检验和试验要求在关键项目上增加了两个项,几个项目中的温度指标提高较多。
密封圈标准更新的意义。经德国专家分析,达到以上标准的产品,在70℃的条件下,密封材料的寿命可以超过100a。德国已经经过40a的使用证明这样的标准是可靠的。中国国家标准的实施使得中国不锈钢的寿命与建筑物等寿命问题行以解决,节约了大量的社会财富,减少了客户财产损失的风险。如果还按照已经废止的行业标准生产密封材料,客户在使用过程中管道系统的更新风险和维护风险明显地加大了。
最近以来,钢管市场似乎比螺纹钢、中厚板市场来得平稳,价格不仅没有太大的波动,一些地区的有些品种市场价格出现小幅上扬的态势,在持续疲软的钢市中,仿佛给贸易商带来少许欣慰。
上海申花钢管有限公司经销部经理周正贵告诉记者,最近一段时间,钢管市场价格总体看比较平稳,要比中厚板市场价格持续波动似乎好得多,目前他所在公司的普通圆管Φ16mm-Φ30mm、Φ40mm-Φ165mm的市场报价为4600-4700元/吨;镀锌钢管的报价普遍在5400元/吨,比其它钢厂的产品相对高一些。在上海市场的普通焊接钢管一般在3520元/吨;无缝钢管市场价格也较为平稳,如9月上旬,上海香山钢市的衡阳产Φ102×4.5mm(20#)热轧无缝钢管挂牌价为5000元/吨;Φ108×4.5mm为4950元/吨;Φ133×4.5mm为5300元/吨;Φ159×5mm为5600元/吨;Φ219×6mm为5850元/吨;均稳定在前期的价位,而在上两周,这些规格的无缝钢管已上升了100元/吨左右。
据钢管贸易商介绍,最近在国内的其他市场,钢管价格也有不同程度的上扬。如9月初,广州市场的无缝钢管价格较前期上升了80-100元/吨,当地市场的Φ108×4.5mm无缝钢管销售价格为5300元/吨;Φ133×4.5mm为5350元/吨;Φ159×5mm为5510元/吨;Φ273×8mm为6900元/吨。武汉市场的无缝钢管价格也较为稳定,鞍钢产的Φ159×5mm为5600元/吨;衡阳产Φ325×8mm规格的流体管市场销售价为6800元/吨。北京地区的钢管市场价格同样保持平稳的运行格局,价格较为坚挺,市场上鞍钢产Φ76×4.5mm无缝钢管报价为5100元/吨;Φ108×4.5mm为5000元/吨;Φ133×4.5mm为5400元/吨;Φ159×6mm为5450元/吨;包钢产Φ273×8mm为6600元/吨;Φ325×10mm为6350元/吨。
这里的经营者认为,近期钢管市场价格在平稳中略有上升,主要原因是供需相对平衡,有些地区的部分钢管资源供应偏紧,如Φ108×4.5mm规格的无缝钢管在一些区域市场可供资源紧缺。在北京市场,大规格的无缝钢管资源也略显紧张,特别是Φ426×11mm规格的无缝钢管,在市场上很难见到,价格也有不同程度上升。从钢管的生产情况看,上海、北京等,产量出现下降的态势,如今年1-7月份,北京地区的焊接钢管产量比去年同期减少42%,上海地区减少7.20%;1-7月,上海的无缝钢管产量同比下降6.40%。所以在一些市场的钢管供需关系发生变化,促使市场价格趋稳。加上,8月份,国内一些地区遭受强台风袭击,水路、陆路交通受阻,对钢材的区域间输送带来一定难度。导致一些地区的部分焊接钢管供应脱节。据悉在昆明市场8″厚壁管资源紧缺,价格较前一时期上升了100元/吨。
一些贸易商还谈到,从钢厂的出厂价格调整情况来看,钢管与相比钢材品种似乎不同,并没有下调,如宝钢出台的今年第四季度钢材价格政策,冷热板、中厚板、电工钢、镀锌板、彩涂板等价格均有较大幅的下调,而钢管出厂价格维持三季度的价位。这对钢管市场的平稳运行起到了一定的支撑效应。
此外,市场需求有所增加。进入9月份后,建筑工程施工进入高潮,建筑用钢管需求量上升,在上海地区,脚手架钢管被市场看好,一些贸易商一度出现脱销现象。建筑业所用钢管数量也在增多,据经营者介绍,建筑业用钢管有两大部分,一上地上建筑部分,如建筑钢结构件等;二是地下管道部分,像输水、燃气、取暖蒸汽等。预测今年建筑用钢管1260万吨,其中地上部分主要是镀锌钢管,约630万吨,钢结构用管约250万吨;地下管道约380万吨。建设部确实今后城市建设重点由地上转为地下,城市输水、供热管网的建设力度加大,因此对钢管的需求增大。
业内人士认为,从目前国内钢管市场的供需状况来看,后期市场仍将保持平稳的运行态势。但一些经营者提出要关注板材市场价格的继续下跌,对钢管市场带来的影响。卷板、带钢价格的变化直接左右钢管市场价格,对此不能掉以轻心。(资讯来源:浙江钢铁网)
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