管道沟槽卡箍式连接在工程中的应用

【摘要】沟槽卡箍式管道接头，是卡箍卡在管子的定位槽里，保证承载足够的轴向拉力时不被拉开。用卡箍连接的管子留有接管间隙，以保证管道柔性和松弛钢管应力。接管间隙的密封是靠被卡紧的橡胶圈来实现的。沟槽卡箍式管接头具有安装快速、简易、安全、可靠、经济、免电焊、无污染的优点。

【关键词】管道；沟槽卡箍式；连接

信阳市百花之声工程位于信阳市羊山新区，建筑面积为55000平方米，地上四层，地下一层。该工程于2009年4月17日开工，2011年1月28日竣工。工程的消火栓和自动喷淋系统采用镀锌钢管，DN80以上管道（管道长度约21000米）均采用沟槽卡箍式连接，沟槽卡箍式管接头具有安装快速、简易、安全、可靠、经济、免电焊、无污染的优点，而且节省人工费、机械费的开支，并可以在运行中吸收管道噪音、震动传播及热胀冷缩，便于管道的维护、保养、不受安装场所的限制，连接质量可靠，外表美观。该工程2011年获河南省工程质量“中州杯”奖。

1.工艺原理

沟槽卡箍式管道接头，是卡箍卡在管子的定位槽里，保证承载足够的轴向拉力时不被拉开。一般情况下，管径在DN426以下的卡箍只需2个螺栓，管径在DN426以上的卡箍需4个螺栓即可锁紧。用卡箍连接的管子留有接管间隙，以保证管道柔性和松弛钢管应力。接管间隙的密封是靠被卡紧的橡胶圈来实现的。

沟槽式管接头的安装主要有三个工艺：（1）卡箍的选用；（2）橡胶圈的选用；（3）管子凹槽的压制。

沟槽式管接头需要采用专用的滚槽机，在所要连接管道的管端压制一圈宽约8mm，深约2mm的凹槽。

卡箍多采用球墨铸铁材料，不易生锈、强度高、韧性好、延伸性好，还具有较强的防震吸震性能。

密封胶圈的结构为“c”型。利用胶圈的弹性能够对管路起到一定的密封作用。当卡箍安装后，胶圈的高度高于管、卡箍的高度，受卡箍内部空间的限制，胶圈被进一步挤压，产生的内压遍及胶圈的整个表面，密封效果进一步增强。管道存在介质时，介质进入“C”型腔，反作用于胶圈的密封唇上，更增加了胶圈与管道的贴紧力，从而达到了自密封作用。管道内流体压力越大，胶圈的压力越大，密封性能越好。

2.沟槽式卡箍连接方式的特点

2.1结构合理，受力强度高

卡箍的工作状态相当于受压容器，介质的轴向力完全由卡箍承担，螺栓仅承受卡箍的径向力。由于密封圈的宽度有限，径向力远远小于轴向力。

2.2良好的自封密作用

密封作用靠管道内介质对胶圈的压紧力，压力越大，密封性能越好。为防止无压时介质的泄漏，胶圈的内径要小于管端接口的外径，胶圈在端管接口上有预紧力，可防止介质在无压时外漏。

2.3安装使用方便

当管道需要翻转时，只需把接头的螺栓拆除即可翻转任意角度，不需要割开和焊接，节约了大量辅助工作量和费用，减轻了劳动强度，缩短了施工工期。与法兰连接相比，提高工效6～8倍，且维护的工作量很小。

3.施工工艺

3.1施工工艺流程

施工准备卡箍的检查管子滚槽开孔安装三通、四通管道安装系统试压。

3.2施工准备

（1）对管子进行测量，确定其满足要求；

（2）材料、工具的准备：包括管材、卡箍、钢卷尺、扳手、水平仪、剂、木榔头等；

（3）检查开孔机、滚槽机、切管机，确保使用状况应良好。

3.3管子的压制（滚槽）

（1）用切管机将钢管按需要的长度切割，用水平仪检查切口断面，确保切口断面与钢管中轴线垂直。切口应平整，误差不应超过外径的1.0%，且最大不超过2mm。切口如果有毛刺，应用砂轮机或锉刀打磨光滑。

（2）将需加工沟槽的管子水平架设在滚槽机和尾托架上，用水平仪抄平，使钢管处于水平位置。

（3）将管子端面与滚槽机止推面贴紧，使管轴线与滚槽机止推面呈90。：

（4）启动滚槽机电机，同时缓缓压下液压手柄，使上压轮贴紧钢管，开动滚槽机，使滚轮转动一周，此时注意观察钢管断面是否仍与滚槽机贴紧，如果未贴紧，应调整管子至水平。如果已贴紧，徐徐压下手柄，使上压轮均匀滚压钢管至预定沟槽深度为止。

（5）停止电机，用游标卡尺量测沟槽的深度和宽度，若不符合规范则重复步骤4～5，直至符合标准要求后，滚槽机卸荷，取出管子。

（6）在滚槽机滚压过程中，严禁管子移位（纵向或角向移位）。

（7）管子压制应注意的事项有：

①管端至沟槽段（A区）应平整、无凹凸、无滚痕，否则应打磨，若有镀锌层脱落现象，应注意下批管子的镀锌质量，同时应打磨A区，务使A区不能存在夹层现象；

②A区宽度应一致，误差不超过1.5mm；

③沟槽段（B区）沟槽应与外径同心，在管周范围沟槽宽度和深度均应一致，边缘应无毛刺；

④严禁滚槽时沟槽深度超过允许公差值；

⑤严禁滚槽时用手触摸管子及压轮滚动区域；

⑥在压制不同管径的管子时，应正确选用相配套的上、下压轮。

3.4开孔及安装三通、四通

（1）在钢管上弹墨线，确定接头支管开孔位置。

（2）将开孔机固定于钢管预定开孔位置处。

（3）操作开孔机旁边的杠杆，缓慢压下，并适时、适量向钻头添加剂直至钻头在管子上钻完孔洞。

（4）开孔完毕，抬起杠杆，使开孔器复位；清理钻落金属块和开孔部位残渣，并用砂轮机将孔洞打磨光滑。

（5）管子开孔中的注意事项有：

①开孔器规格应与支管的公称直径相配套；

②所开孔的中心应与支管管道中心线对应；

③孔口无毛刺，孔口旁边3cm处应平滑光洁。

（6）安装

①再次检查孔位，确保孔的尺寸符合要求，孔周围无毛刺，且光滑：

②将放置有橡胶密封圈的机械三通或机械四通的接头与孔洞中心对准，注意机械三通应与孔洞同心，橡胶密封圈与孔洞间隙均匀，紧固螺栓到位。

③用手压紧接头的耳部；

④在螺孔位置穿上螺栓，并均匀拧紧螺母；

⑤在机械三通或机械四通的支管部位接出支管时，应将开孔式接头用扳手卡住，再进行支管的安装。

⑥安装过程中的注意事项：机械三通或机械四通、橡胶密封圈与孔洞的间隙应均匀；

a.螺栓应完整牢固；b.支管应垂直主管；c.机械三通不应有扭曲现象。

⑦机械三通安装步骤操作图

3.5管道连接安装

按照先装大口径管、总管、立管，后装小口径管、分管的原则，在安装过程中，必须按顺序连续安装，不可跳装、分段装，以免出现段与段之间连接困难和影响管路整体性能。

（1）再次检查管子端口的A区和B区，确保无上述问题存在后进行下步安装；

（2）将无损伤橡胶密封圈套上接口部位的一端端部；

（3）将接口部位的另一端的管子、配件或附件靠近已套上橡胶密封圈的一端，两端的端部应留有间隙，间隙应符合标准要求；

（4）移动橡胶密封圈，使橡胶密封圈位于接口中间部位；

（5）校直管道中轴线；

（6）在橡胶密封圈上涂抹剂，剂可采用对橡胶无影响的肥皂水或洗洁剂。

（7）在接口位置的橡胶密封圈的外侧安放沟槽式接头，确保接头内缘卡进沟槽内，并置于沟槽中间位置；

（8）用力压紧卡箍的耳部；

（9）在卡箍螺孔位置，穿上螺栓，并均匀拧紧螺母。

（1。）安装中的注意事项有：①橡胶圈不应被划伤，橡胶圈不应被挤出接头；②卡箍应全圆周卡进沟槽内；③相对管子不应有错位现象；④卡箍合缝情况应良好，缝隙应均匀。

（11）管接头安装步骤操作图

3.6系统试压检验

管道安装完毕，应进行系统试压。在系统试压前，应全面检查各安装件、固定支架等是否安装到位。安装完毕的管道可能有下垂，下垂弧度如果较大可补加支架；弧度如果较小，当管道内压力升高后，弧度会自然消失。

管道试压用介质、试压的压力值、持压时间、试压合格标准应按设计要求或有关标准执行。

在拆卸或移动开孔式接头前，管道系统应先降压和放水，在确保泄压和放水的前提下，再进行接头的拆卸和移动工作，以免造成人身伤害或接头损害。

4.质量控制措施

严格按照设计施工图、施工验收规范和质量评定标准要求施工。

认真执行自检互检和专职检查的三检制，对重要工序和部位设质量控制点，未经检验合格，下道工序不得进行施工。

做好各施工环节的质量检查，严格执行不合格的材料不使用，上道工序不合格下道工序不安装，采取专业检查和施工人员检查相结合的方法，做好三检（自检、互检、专检）工作。并充分发挥班组质量员的作用，实行对工艺的严格控制。