管道连接标准及质量控制
1.前言
沟槽连接最初是应用在消防管道的连接系统，兴起于50年代的美国。1998年我国开发沟槽式管件成功并投放市场，2001年制定了相应的行业标准（标准号：CJ/T156-2001）, 2003年出版了《沟槽式连接管道工程技术规程》CECS151-2003 标准，管道沟槽连接的质量标准执行国家有关规范：《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-2002、《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002、《自动喷淋灭火系统施工及验收规范》GB50261-2005。管道沟槽式连接具有强度高、安装维护方便等优点，目前在消防系统、空调系统、雨水系统均已得到普遍应用。
2.特点
2.1快捷：不需焊接和二次镀锌，安装紧固螺栓无方向要求，管道安装速度比传统的焊接、丝扣连接及法兰连接快三倍以上。
2.2简便：它比法兰轻，只有两条紧固螺栓，不需要对孔对锁，安装时无特殊要求。
2.3可靠：选用高强度的球墨铸铁，使用寿命长。卡箍、垫圈与管端沟槽系全圆周压紧，管端拉力强度大，试验压力达4.2Mpa，温度-30℃—100℃，真空度可达0.08Mpa。
2.4安全：沟槽式管接头施工时无需电源，不需电、气焊接，不会因焊接使管路中的设备及阀门损坏，不会因焊渣四溅引起火灾。
2.5经济：比法兰连接节约总工程费用的20%左右。
2.6隔振：沟槽管件中的密封垫圈可隔断噪音及振动的传播。
2.7无污染：沟槽管件安装不存在焊渣和破坏镀锌层的问题，故可确保管道畅通。连接后的管道尤其消防喷淋系统不会因其他方式的连接而产生锈渣堵塞管道中的设备、喷淋头等。
2.8应用广泛：沟槽式管件可与（除非金属管道外）任何管道连接，特别是对有防腐要求的管道能起到很好的保护作用。
2.9维护方便：拆卸维修只需松开螺栓、拆下卡箍即可，便于管路续接、更换、转动方向。
3.材料性能
3.1卡箍为高延伸率球墨铸铁QT450-12（符合GB1348-1988）。
3.2密封垫圈一般为三元乙丙(EPDM)材料的橡胶圈，根据不同要求，也可用硅橡胶或丁腈橡胶的胶圈。
4.工艺原理
4.1卡箍为环管道自动定心式，环绕并压紧垫圈，达到密封目的。卡箍内缘嵌入管道端部的环行沟槽之中，从而保证被连接的两根管道在卡箍的中间位置固定。
4.2垫圈为“O”型橡胶圈，静态时抓住管道末端表面形成初次密封；卡箍锁紧时垫圈受到来自卡箍内部限制的压力，被动压制在管道末端，形成二次密封；管道内液态介质进入“O”型圈内腔，反作用于垫圈唇边，从而使垫圈唇边与管道末端无间隙的紧密配合，形成三次密封。也就是说，管道内介质压力越大，密封性能越好（相对而言）。
5.工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
5.1.1管接头安装流程
选择压槽配轮、调整托架高度→滚槽→检查管端、除去毛刺→检查橡胶圈、涂润滑剂→安装橡胶密封圈→安装沟槽连接件→插入螺栓→用限力扳手紧螺母。
5.1.2机械三通、四通安装流程
安装准备→开孔→检查开口、除去毛刺→检查橡胶圈、涂润滑剂→密封圈放入机械三通、四通密封槽内→安装机械三通、四通沟槽连接件→插入螺栓→用限力扳手紧螺母。
5.1.3法兰盘（分体式法兰）安装流程
选择压槽配轮、调整托架高度→滚槽→检查管端、除去毛刺→检查橡胶圈、涂润滑剂→将橡胶密封圈套入管端→将法兰盘打开扣到管子沟槽内→将法兰与设备端口对齐→插入螺栓→用限力扳手紧螺母。
5.2操作要点及注意事项
5.2.1安装准备
5.2.1.1批准的设计图纸和施工方案已进行技术交底。
5.2.1.2工程所用材料、工、机具、脚手架及电源、水源等已准备就绪，能够满足正常施工要求。
5.2.1.3对施工人员已进行了必要的技术培训。
5.2.1.4按管路设计及结合现场情况安装管道的支架、吊架。
5.2.2滚槽
5.2.2.1滚槽机是在使用沟槽接头作为管道连接件时，对管子进行预处理的专用工具。工作原理是利用转动的下压轮带动管子转动，随着施加在上压轮上的压力不断加强，上压轮、管端及下压轮之间相互作用，从而利用压轮的结构在管端的固定位置压制出一定深度、宽度的环形沟槽。
5.2.2.2滚槽机应放置在宽敞平整的场所，避免机器在滚槽时震动而影响压槽质量，如机器不水平，应通过调节地脚螺丝进行调整，直到水平为止。
5.2.2.3根据管子大小制作好管子支架，支架高度要求能够调整，且摆放平整，并能通过支脚螺丝调整水平，管子转动部位应安装轴承。
5.2.2.4压制管子前要调试油压。
5.2.2.5根据管道规格的不同调整限位，使压制的沟槽宽度、深度在规定范围之内。
5.2.2.6压轮需要根据管子规格选用，装上压轮后要检查上、下压轮是否对中，否则应进行适当调节。
5.2.3滚槽操作
5.2.3.1用切管机将钢管按所需长度切断，切口应平整（见下表），管端无裂缝、凹凸、缩口、熔渣、氧化物、污物、油漆、铁锈，切口处若有毛刺，应用砂轮机打磨平整，管端至待压沟槽段的表面应平整，无凸凹，无变形，其长度不少于60mm。
管材切割端面倾斜允许偏差（mm）
| 公称直径DN | 切割端面倾斜角允许偏差e |
| ≤80 | 0.8 |
| 100～150 | 1.2 |
| ≥200 | 1.6 |
切割面倾斜角偏差
5.2.3.2将需加工沟槽的钢管架设在滚槽机和滚槽机尾架上。
5.2.3.3用水平仪调整滚槽机尾架、滚槽机、钢管处于水平位置。
5.2.3.4将钢管端面与滚槽机下滚轮挡板端面贴紧，即钢管与滚槽机下滚轮挡板端面成90度。如下图：
5.2.3.5启动滚槽机，徐徐压下千斤顶，使上压轮均匀滚压钢管至预定的沟槽深度为止，停机。
5.2.3.6用游标卡尺、深度尺检查沟槽的深度和宽度等尺寸（见下表），确认符合标准要求。
钢管最小壁厚和沟槽尺寸（mm）
|
序 号 |
项 目 | ||||||
|
公称直径 DN |
钢管外径 DC |
最小壁厚 @ |
管端至沟 槽边尺寸 A﹢0.0﹣0.5 _ |
沟槽宽度 B﹢0.5﹣0.0 |
沟槽深度 C﹢0.5﹣0.0 |
沟槽外径 D1 |
|
| 1 | 50 | 60 | 3.50 | 14.5 | 9.5 | 2.2 | 55.6 |
| 2 | 65 | 76 | 3.75 | 71.6 | |||
| 3 | 80 | 89 | 4.00 | 84.6 | |||
| 4 | 100 | 114 | 4.00 | 16 | 109.6 | ||
| 5 | 125 | 140 | 4.50 | 135.6 | |||
| 6 | 150 | 159 | 4.50 | 154.6 | |||
| 7 | 200 | 219 | 6.00 | 19 | 13 | 2.5 | 214.0 |
| 8 | 250 | 273 | 6.50 | 268.0 | |||
钢管沟槽尺寸图
5.2.3.7千斤顶卸荷、取出钢管。
5.2.4开孔机及其操作
5.2.4.1开孔机是使用于开孔式连接系统的管子预加工工具，使用时将开
孔机固定于主管上，启动电源开关，通过环形钻锯在主管上开出所需要的孔。适用于安装开孔式接头（机械三通、机械四通）。
5.2.4.2电源接通后，启动检查电机及相关部件是否转动灵活，是否有异样的声音，转速是否适当，检查是否有杂物。根据需要开孔的管子和安装的管件，选用正确的开孔锯。启动电机，扳动手柄，使开孔器徐徐向下，接近管子时，察看开孔位置是否正确，开孔时，手柄下压应缓慢，并不断冷却开孔器，开孔结束后，关闭电机，卸下机器，小心轻放，不得在地上拖动机器。
5.2.5管道连接和卡箍接头安装
5.2.5.1再次检查确认管端及压好的沟槽深度、宽度是否符合要求。
5.2.5.2检查橡胶密封圈是否损伤。
5.2.5.3把橡胶密封圈放在管端上，在密封圈的唇边和外侧，均匀涂抹一层润滑剂或硅润滑剂。
5.2.5.4连接管端和外壳。
5.2.5.5把管端集合在一起，两管之间缝隙对准橡胶密封圈中心，保证管道中轴线保持一致，橡胶密封圈部分不应延伸到槽中。 在接头螺孔位置，穿上螺栓，并均匀轮换用手拧紧螺母。然后检查确认接头凸边全圆周卡进两管道的沟槽中。为防止橡胶密封圈起皱或异样变形，应轮流地上紧螺母，上紧力矩应适中，严禁用大扳手上紧小螺栓，以免上紧力过大，螺栓受损伤，保证一个刚性的结合。
5.2.6机械三通、四通的安装
5.2.6.1安装机械三通、机械四通时，应使用开孔机在接头部位开孔。
5.2.6.2用链条将开孔机固定于钢管预定开孔处，将开孔机调整至水平。
5.2.6.3启动电机。
5.2.6.4操作设置在开孔机支柱顶部的手轮，转动手轮缓慢向下，在开孔处适量添加润滑剂（保护钻头）、完成钻头在钢管上开孔。
5.2.6.5清理钻落的金属块和开孔部位残渣，孔洞有毛刺，需用砂轮机打磨光滑。
5.2.6.6将机械三通、四通置于钢管孔洞处，将密封圈放入机械三通、四通密封槽内，再将机械三通、四通卡在钢管孔洞上，用限力扳手拧紧螺栓即可。注意机械三通、四通、橡胶密封圈与孔洞间隙均匀，应均匀交替地紧固螺栓，力矩适中即可。
5.3沟槽管件安装及注意事项
5.3.1沟槽管件管接头的分类及用途
5.3.1.1沟槽管件管接头分为刚性管接头a和挠性管接头b。
（a）刚性卡箍接头 （b）挠性卡箍接头
5.3.1.2直管管段宜采用刚性接头。在管段上每4～5个连续的刚性接头间，应设置一个挠性接头。
5.3.1.3直管与管件连接宜采用刚性接头。对有温度补偿功能的弯管、折
线形管道，应在其产生角变位的管段上采用挠性接头。
5.3.1.4埋地管道宜采用挠性接头。室外埋地管道进墙外侧第一个接头必须采用挠性接头，且挠性接头离外墙面距离不宜大于300mm。
5.3.1.5接头不得安装在墙体、梁、板、柱内，接头与结构外壁的净距
不得小于200mm。
5.3.1.6管道连接必须遵循先装大口径、总管、立管，后装小口径、支管的原则，安装过程中不可跳装、越级装，必须按顺序依次安装，以免出现段与段之间连接困难和影响管路整体性能等现象。 5.3.2机械三通、机械四通安装要求
5.3.2.1机械三通安装间距不应小于500mm，机械四通安装间距不应小于1000 mm。
5.3.2.2机械三通、机械四通连接时采用支管接头最大允许管径见下表：
|
主管公称直径 （DN） |
支管公称直径DN | |
| 机械三通 | 机械四通 | |
| 50 | 25 | — |
| 65 | 40 | 32 |
| 80 | 40 | 40 |
| 100 | 65 | 50 |
| 125 | 80 | 65 |
| 150 | 65 | 80 |
| 200 | 125 | 100 |
5.3.3.1沟槽法兰可分为转换法兰、分体式法兰。
5.3.3.2转换法兰适用于中低压力管路连接使用，凹凸不平环境的管路；分体式法兰适用于任何管道连接系统（鉴于此法兰安装时在个别部位不
易对口，宜谨慎选用）。
5.3.3.3法兰安装首先应清理接触端面，检查是否有制造缺陷，然后在法兰下部预装两个螺栓，用手将螺母带紧，此螺栓有助于对垫片进行定位，并将法兰保持在恰当的位置。将垫片插入两个法兰端面缝隙中，然后插入其余螺栓。紧固螺栓时应依次交叉旋紧，不得采用环绕旋紧的方式，这样有助于清除过于集中的压力。在正常使用一段时间后，应检查所有的螺栓是否有松动并进行必要的再次紧固。
5.4 沟槽管件连接管道支（吊）架安装要求
5.4.1支（吊）架的型式、材质、加工尺寸和制造质量等应符合国家现行有关标准的规定，要求安装牢固，位置正确。
5.4.2支（吊）架安装应按下列规定进行控制
5.4.2.1垂直管道支架（管卡）：当楼层高度不大于5m时，每层必须安装1个；当楼层高度大于5m时，每层不少于2个。当立管上无支管接出时，支架（管卡）安装高度宜距地面1.20～1.60m。
5.4.2.2水平管道支（吊）架应设置在接头（刚性接头、挠性接头，支管接头）两侧和三通、四通、弯头、异径管等管件两侧。支（吊）架与接头的净距离不应小于150 mm和大于300 mm。
5.4.3在消防系统管道安装中，下列位置应设置固定支架（吊架）
5.4.3.1垂直管道的底部。
5.4.3.2垂直管道接出支管的三通、四通、弯头等部位。
5.4.3.3垂直管道因自由长度较长而需要支承本身重量的部位。
5.4.3.4水平管道接出支管处。
5.4.3.5 管道安装时，应及时安装、固定和调整支（吊）架，不得使用临时支（吊）架。支（吊）架与管道接触应紧密。
|
公称直径 DN（mm） |
20 |
25 |
32 |
40 |
50 |
65 |
80 |
100 |
125 |
150 |
200 |
250 |
|
| 刚性卡箍连接 | 2.10 | 3.00 | 3.65 | 4.25 | 5.15 | 5.75 | |||||||
| 挠性卡箍连接 | 2.40 | 3.00 | 3.60 | 4.20 | 4.80 | ||||||||
5.5.1管道工程安装完毕后应进行管道系统的压力试验。压力试验前应全面检查各管件、支吊架是否安装到位，且牢固可靠，检查管堵、盲板是否全部安装完毕。
5.5.2管道压力试验的介质应采用清水。试验压力、持压时间、试压合格标准，应根据不同的管道系统工程分别按现行国家标准《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB 50242-2002、《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002、《自动喷水灭火系统施工及验收规范》GB 50261-2005及地方标准等执行。
5.5.3管道试压时，不得转动卡箍件和紧固件。需拆卸或移动沟槽管件时，必须在管道降压将水排出后进行。
5.5.4在管道水压试验后，应进行冲洗，消防给水管道的清洗应按《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB 50242-2002、《自动喷水灭
火系统施工及验收规范》GB 50261-2005现行国家标准及地方标准执行。
6.机具设备
| 序号 | 名称 | 型号规格 | 单位 | 数量 | 备注 |
| 1 | 滚槽机 | 台 | 1 | ||
| 2 | 管道开孔机 | 台 | 2 | ||
| 3 | 切管机 | 台 | 1 | ||
| 4 | 切割机 | 台 | 1 | ||
| 5 | 限力扳手 | 个 | 4 |
7.1所有施工机械设备应安排专人操作，禁止带病运行。
7.2切管、滚槽时，设备必须放置平稳。
7.3管道安装时，操作平台或梯子必须稳固，操作平台上部四周应有防护。
7.4通道处脚手架、梯子登高作业时应安排专人看护，人字梯应系限张绳。
7.5高空作业（垂直坠落2米以上含2米）时必须佩带安全带。
7.6使用机具前必须检查测试漏电开关、导线绝缘性能是否完好。
7.7管道沟槽连接不建议在下述情况使用：
7.7.1施工环境温度低于日均5℃
7.7.2公称直径小于DN100的管道
7.7.3由于设备运行管道易产生震动及管道内压力波动较大的场所
7.7.4管道通过冷库、烘干室等环境温度较为特殊的场所
7.7.5室外直接埋地安装的管道。