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暖通工程管道软连接设计中,如何设置才安全?

2020
09/05
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jihong

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建筑界
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【摘要】水系统管道软连接是暖通空调专业经常遇到的一种管道柔性连接形式。普遍认为其简单,在设计、安装过程中对其重视不足,选用安装很随意,由此带来的工程质量问题也十分严重、不容忽视。

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  水系统管道软连接是暖通空调专业经常遇到的一种管道柔性连接形式。水系统管道软连接普遍使用的产品有挠性橡胶软接头、波纹金属软管。由于挠性橡胶软接头、金属软管安装方便,技术含量不高。普遍认为其简单,在设计、安装过程中对其重视不足,选用安装很随意,由此带来的工程质量问题也十分严重、不容忽视。

  比如:某地大西洋海洋景城 4 台 2800 kW 冷水机组以及配套冷冻水泵和冷却水泵,在试压过程中发生水平推移 50 mm 以上,甚至使重达 15.3 吨的冷水机组被推离减振座,橡胶挠性接头均被拉成近似直管。某器材实验室水泵橡胶接头,在通水试压时产生 70 mm位移,使水泵机组抬起,导致基础破损,管道法兰撬坏,多处吊架、支架破坏,管道漏水。某科研大楼地下制冷机房,水系统试压时,橡胶软接头被拉脱,造成地下室及附近配电机房进水。某地中医院新建病房楼,冷却水管道在试压时,橡胶软接头被拉伸 50 mm,导致DN600 的冷却水管道将结构板顶裂。

  针对上述现象根据工程实践及相关文献,从静态和动态两个方面总结分析。软连接的静态问题是软连接尚未安装在管道系统中,存在的潜在的问题或隐患,包括软连接产品质量问题和选用问题。动态问题是软连接安装在管道系统中,系统工作运行状态下可能出现的问题。

  软连接静态问题

  (1)产品质量原因

  挠性橡胶软接头,由织物或其它材料增强的橡胶件与平行活接头或金属法兰等元件组成,是既保证管道畅通,又使管道与管或管道与设备之间实现刚性断开。能起到隔振,降低噪声和位移补偿等功能。

  橡胶软接头产品质量不过关,主要有以下原因:制作产品的材料不合格,软接头橡胶件采用了再生料橡胶或掺杂回炉胶。胶层、加强层厚度不符合国家标准。金属软管法兰采用非正规工艺标准制造法兰等。

  波纹金属软管,由不锈钢波纹管和接头构成或由不锈钢波纹管、接头、网套、焊环等辅助元件构成的管件。用于管道系统中补偿位移和安装偏差,吸收振动及降低噪声等。

  波纹金属软管产品质量不合格主要在材料及制造工艺不良,加工制作过程中参数不达标,波纹管焊接不符合国家标准。再有由于贴牌假冒伪劣带来的产品质量问题。

  (2)选型不当

  产品选型不当主要表现在以下方面:

  1)产品参数选型不合适。

  产品的公称压力选择不当,直接按照系统的工作压力选择产品公称压力,没有考虑到试验压力、设备运行时突然断电造成的水击压力,结果在试验条件下或水击压力下达到橡胶软接头的爆破极限而损坏。

  2)选型时没有考虑介质因素。

  在软连接选型时,忽略了温度、腐蚀性等介质因素对软连接使用方面的限制性要求。例如采暖系统水温超过 60 ℃,在选用橡胶接头时,应该选择耐热橡胶软接头,由于没有注明,结果使用单位采用的是普通橡胶软接头,在使用过程中埋下了事故隐患。

  对于金属软管,同样受到介质温度的影响,金属材料的强度随着温度的升高而降低,对高温系统,强度降低的影响极为显著。尤其对于工作压力较高的高温系统与常温系统必须区别对待。

  关于腐蚀性的问题,通常暖通空调系统的水处理方式,设计较多采用 Na 离子交换树脂进行水质软化,利用 NaCl 溶液再生。并且系统补水多采用市政自来水,水中本身就含有一定量的氯离子,二者叠加综合,水中氯离子浓度很容易就达到使 304 不锈钢腐蚀的程度,在这种情况下,继续选用 304 不锈钢波纹金属软管显然不合适,宜采用能耐氯离子腐蚀的 316 不锈钢金属软管。

  3)软连接的接口选择不合适。

  例如在大型管道上安装金属软管,选择两端均为固定法兰接口的金属软管,在施工安装对接时,安装人员为使软管顺利连接安装采取的螺栓强行对接导致金属软管受扭,受扭矩作用是软管最致命、最容易损坏的受力方式。

  4)选型没有考虑软连接的变形能力。

  无论是橡胶接头还是金属软管均有适应其结构的变形方式及允许变形量,选型时应预判可能的变形方式、计算最大可能变形量,并使选择的橡胶接头或金属软管的变形在允许的要求之内。

  以上的几种选型不当的情况均可能对使用过程中的软连接造成损坏。

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