用钢制快速接头连接球墨铸铁管

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　　摘要：球墨铸铁供水管改造过程中，由于断开后重新连接，且因场地条件及材料限制无法用原管材（球墨铸铁管）连接，只能用等径钢管连接，而接口采用钢制快速接头连接。本文阐述了在球墨铸铁管上采用橡胶垫上加扁钢包箍的方法代替焊接凸台且成功应用于实际施工过程中。
　　关键词：快速接头，连接，铸铁管
　　我公司施工的××公司煤质化验楼工程，是一栋长42m×宽16m的四层办公用楼，由于平面规划的原因，必须穿过××公司DN400的环型供水主管道，管道内运行压力为0.8Mpa，管道材质为球墨铸铁管，已使用15年。如图1所示：
　　
　　•图1•
　　为了保证施工过程中不影响整个矿区生活用水，公司决定在图中A点和B点各加一个DN400蝶阀，暂时将AB段截断，然后再新增如图所示新管段维持原环型供水。经过公司工程技术人员与相关施工班组的共同研究讨论，结合以往的施工经验，决定将A、B两点外端的阀门关闭，将两段之间的水排空后断掉A、B两点的铸铁管，再采用钢制快速接头连接上DN400蝶阀。
　　钢制快速接头一般用于钢管之间的快速连接，再连接管道之前先在钢管的端头焊接一个凸起的台（如图2所示），当快速接头外的螺栓上紧后，管道内部充满压力时，凸台和快速接头之间的柔性密封材料就会紧密结合，保证管道承压运行。但是，经切割后的铸铁管外端却无法焊接凸台，为了保证快速接头不被带压运行的管道冲开，必须采用其它办法使快速接头与铸铁管之间的磨擦力大于蝶阀所受的压力。
　　
　　•图2•
　　DN400的铸铁管道内径420mm，当在其端头部位增加一个蝶阀后，蝶阀所受的力为：
　　F=M×P
　　F=3.14×R2×P
　　F=0.21×0.21×3.14×0.8×106
　　=110779.2kN
　　其中F为蝶阀所受的压力，单位kN；
　　M为蝶阀受力面积，单位m2；
　　P为管道内的水压，单位pa。
　　铸铁管和快速接头之间的磨擦力不能承受住这么大的压力，为了保证蝶阀不被水压冲开，就要增大铸铁管和快速接头之间的磨擦力。当铸铁管和快速接头之间的磨擦力大于蝶阀所受压力时，快速接头和铸铁管之间连接就变成安全的。要解决这个难题，有两个办法，一个是在铸铁管上焊接凸台，另一个办法是在铸铁管上用其它零件如包箍代替凸台，只是要求铸铁管与包箍之间有足够大的磨擦力。
　　经过查阅相关资料，得知钢与铸铁之间的摩擦系数无润滑时最大值是0.3，而铸铁与橡胶之间的摩擦系数为无润滑时最大值0.8，要增加铸铁管与包箍之间的磨擦力，必须加大它们之间的磨擦系数，或者增加它们之间的接触面积。由于金属之间的磨擦系数比较小，铸铁管与包箍之间的接触面积又不可能加大的情况下，经过该工程技术主管与施工班组互相讨论与实验，决定用两道包箍螺栓将胶皮垫固定在铸铁管上，代替钢管上焊接的凸台，如图3所示：
　　
　　•图3•
　　如上图所示，在4mm厚的橡胶垫上，连续用-40×5的扁钢做两道包箍，并用螺栓将其紧密的连接橡胶垫上，以增加橡胶垫与铸铁管的接触面积，加大磨擦力，起到替代焊接钢制凸台的作用。在工程实际中，经过施工现场水压试验的实践检验，完全可以用这种方法代替钢制焊接凸台。且对施工现场的要求没有在焊接时对环境的要求那么严格，可以带水作业（焊接时必须要求工件绝对干燥，对风速和环境温度都有一定要求，特别是铸铁件焊接要求更高）；容易操作，且比铸铁件焊接凸台节约时间（铸铁件焊接凸台需要很长时间施工，其焊缝冷却不能过快，否则容易产生裂缝，影响焊接质量）；减少了施工费用，且可以后相似的工程实际中采用其工程做法，以节约工程投入。