消防给水中承插压不锈钢管的运用范文

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摘要：承插压合式连接是在卡压式及环压式连接的基础上进行技术革新的一种全新连接方式，具有安装简便高效、施工成本低、使用寿命长等特点。为及时跟踪国内外最新研究成果，吸收新型技术在消防领域中的应用，系统调研了国内外消防给水系统用不锈钢管的应用现状，总结了国内外相关标准关于不锈钢管连接方式的相关要求，分析了承插压合式连接方式的技术性能及在使用过程中存在的主要问题，并在试验研究和工程应用示范的基础上，提出了消防给水系统采用承插压合式不锈钢管的技术要求。

关键词：消防给水系统；管件连接；承插压合；不锈钢管；水压试验；耐火试验

1概述

现行国家标准GB50084-2017《自动喷水灭火系统设计规范》规定，自动喷水灭火系统报警阀后的配水管道可采用内外壁热镀锌钢管、涂覆钢管、铜管、不锈钢管和氯化聚氯乙烯（PVC-C）管。在连接方式方面，GB50084-2017仅规定不锈钢管可采用沟槽式连接件（卡箍）、法兰、卡压等连接方式，不宜采用焊接，尚未规定其他类型的连接方式。GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》规定，架空管道的连接宜采用沟槽式连接件（卡箍）、螺纹、发来、卡压等方式，不宜采用焊接。根据目前消防给水管网的应用现状，除上述连接方式外，不锈钢管还可采用氩弧焊式连接和挤压式连接等，挤压式连接又可分为卡压式、环压式和承插压合式连接。其中，承插压合式连接是我国研制发明的一种新型连接方式，为双层承插口结构的新型管件，通过采用机械挤压和注胶粘接相结合的方式进行连接，具有连接可靠性高、承压能力强和耐火性能好等优点，已广泛应用于生活、燃气、电力等领域。

2国外应用现状

美国消防协会NFPA13-2016《自动喷水灭火系统安装标准》规定，自动喷水灭火系统地上管道采用的不锈钢管应符合ASTMA312/312M的有关规定，并且应采用Schedule10S或Schedule40S的管道。在连接方式上，NFPA13未专门规定不锈钢管的连接，仅规定钢管可采用焊接、沟槽和螺纹连接。但规定对于一些特殊认证的钢管，NFPA13规定其压力等级、壁厚以及连接方式应符合其认证要求。新西兰标准NZS4541:2013《自动喷水灭火系统设计》还规定系统可采用Schedule80S的不锈钢管，管道可采用焊接、螺纹、滚槽和切槽连接，螺纹连接仅用于管径不超过50mm的Schedule40S和Schedule80S管道。

3我国应用研究情况

3.1连接要求

目前在我国消防给水系统领域，传统的镀锌钢管及其配套管件的应用已有近百年的历史。但镀锌钢管存在不耐腐蚀、管道结垢、细菌滋生等问题。而且由于锈蚀的影响，镀锌钢管一般使用年限为8～12a，使用过程中漏水问题常有发生。同时，因腐蚀、结垢、泄漏等原因，火灾时消防给水系统不能有效发挥作用，经常出现消火栓无水或有水无压，自动喷水灭火系统喷头堵塞、流量小等现象，在扑救火灾时不能发挥功效。不锈钢管在消防给水系统中的应用较少，其规格为DN15~DN200，额定工作压力有1.6、2.5、4.0MPa等，连接方式有多种形式，管径不超过DN100的管道可采用螺纹、卡压、环压等方式，管径大于DN100的管道可以采用沟槽和法兰方式连接。而承插压合式连接可适用于DN20~DN200的管道，管件型式有对接、弯头、三通、四通、管帽等，以及机械三通、机械四通、法兰转接头、螺纹转接头、沟槽转接头等。连接时，自动喷水灭火系统的配水干管和配水管可采用DN80～DN200的薄壁不锈钢管及等径对接、异径对接、弯头、三通、四通以及机械三通、机械四通等承插压合式管件；配水支管可采用DN25～DN65的薄壁不锈钢管道，管件则根据配水管规格大小采用承插压合式机械三通、机械四通、异径三通和弯头等连接。需要注意的是，不锈钢管与承插压合式管件的连接所采用的密封胶应为专用密封胶，不能使用其他胶水替代。在压合连接完成后不能立即通水试压，应静置24h后再进行压力试验。在连接时应注意以下几点。（1）用清洗剂或酒精清洁管材和管件压合处并晾干，不应有油污和水渍存在。（2）将连接管的压合处涂抹专用密封胶，同时在管件承插口夹层中也注入专用密封胶，将连接管插入管件承插口底部并左右旋转，确保密封胶均匀。（3）将连接件放入专用工具的压合钳模内，对连接处施加压力进行压合连接。完成后擦去多余密封胶，待固化后即完成连接。

3.2试验研究情况

在承插压合式管道连接的试验研究方面，我国目前还没有针对该连接件的专门标准，大多数参照国家标准GB5135.11-2006《自动喷水灭火系统第11部分沟槽式管件》的相关规定，考核的指标主要有：密封圈材料性能、气密封性能、密封性能、耐压强度、耐低温性能、抗高温老化性能、无密封圈泄漏性能、耐水冲击性能、抗振动性能和耐火性能等。承插压合式连接由于采用专用密封胶代替了橡胶密封圈，其耐压性能、密封性能、抗拉拔性能、抗振动性能、弯曲性能、压力冲击性能等连接性能和耐火性能更好，密封性能受环境温度的变化影响小。

3.2.1耐火性能试验耐火试验根据国家标准GB5135.11-2006《自动喷水灭火系统第11部分沟槽式管件》第6.18条的规定进行，试样组件充水排气并升压至2.5MPa，在油盘火中燃烧15min，试样表面温度达到约740℃，试样无泄漏和变形损坏，如图1所示。3.2.2水压强度试验根据国家标准GB5135.11-2006《自动喷水灭火系统第11部分沟槽式管件》第6.9条的规定，水压强度试验压力应为公称压力的4倍。试验结果显示，在实测结果高于试验结果至少2MPa的情况下，管道均未出现泄漏和损坏现象。水压试验结果见表1所示。

3.3工程应用情况

不锈钢管采用承插压合式连接现已广泛应用于中低压燃气管道、生活、生产等采用不锈钢管供水/供气的场所中。GB50015-2003（2009版）《建筑给水排水设计规范》规定，室内的给水管道，应选用耐腐蚀和安装连接方便可靠的管材，可采用塑料给水管、塑料和金属复合管、铜管、不锈钢管及经可靠防腐处理的钢管。由于GB50084-2017《自动喷水灭火系统设计规范》和CECS229:2008《自动水灭火系统薄壁不锈钢管管道工程技术规程》中，尚未明确规定不锈钢管采用承插压合式连接，使得目前该管道连接方式在我国的应用场所较少。

4应用分析

4.1承插压合式连接与其他连接方式对比

承插压合式连接由于承口采用双层管件双密封的结构，与管材环形压接后，在压接部位使管材与管件内外壁相互嵌入贴合为一体，抗拉拔性能和抗振动性能更强，管道连接更安全可靠，表2为不锈钢管采用不同连接方式的性能对比。

4.2密封胶性能分析

专用密封胶是在传统厌氧胶基础上研发的专用于薄壁不锈钢管道承插压合式连接的新型厌氧胶，其主要成分为聚四氟乙烯，工作温度为-55～150℃。具有粘接强度高、耐腐蚀、耐高低温、耐空气老化、密封性能强等优点，其卫生性能符合国家标准GB/T17219《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》的规定。目前，在冷热水、直饮水、气体、燃气系统及医药、饮料、食品、酿造、电力及化工等行业流体输送用管道系统中广泛应用。使用时，在薄壁不锈钢管材端头的内外壁上涂上一层厌氧密封胶后插入管件双层承插口中，采用专用的卡压工具将管材与管件承插口的内外层压合连接在一起，并使管材与管件三层间被密闭填充的密封胶在缺氧状态下进行固化密封。

5结语

承插压合式连接是在卡压式及环压式连接的基础上进行技术革新的一种全新连接方式，具有安装简便高效、施工成本低、使用寿命长等特点，其抗压、抗拉、密封等连接性能以及耐火性能都优于传统的卡压式和环压式连接。可用于自动喷水灭火系统、室内消火栓系统及其他消防给水系统中，尤其适用于食品、医药、电子以及航空航天等行业洁净车间的消防水灭火系统。因此，在消防给水系统具有广泛的应用前景。

参考文献：

[1]GB50084-2017，自动喷水灭火系统设计规范[S].

[4]GB/T17219，生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准[S].

[5]GB50974-2014，消防给水及消火栓系统规范[S].

[6]GB5135.11-2006，自动喷水灭火系统第11部分沟槽式管件[S].

[7]CJ/T463-2014，承插压合式连接[S].

[8]杜红晋.消防给水系统验收中的细节问题[J].消防科学与技术，2011，30（10）：934-937.

作者：白殿涛 杨丙杰 罗宗军 徐冉 单位：公安部天津消防研究所