薄壁不锈钢管连接技术

薄壁不锈钢管连接技术

0引言

薄壁不锈钢管具有安全耐用、环保卫生、价格合理、美观豪华等优异的综合性能，已大量应用于建筑给水和直饮水管道。众所皆知，管道的躯干是由管材组成的，而管材是依赖管件连接而成的，因管件型式的多样，才有不同特色的连接方式，因此，研究与探索不锈管的连接技术，具有显见的现实意义。

1 常用管道连接

1.1 管道连接种种

管道连接，由于生产工艺要求、管道材质、施工情况等多种因素的不同，出现了尽可能最佳应对的各种连接方式。目前国内采用的常用管道连接，有螺纹连接、法兰连接、焊接连接、承插连接、粘合连接、

机械连接等。

1.2 管道连接浅析

上述螺纹、法兰、焊接、承插这四种连接，属传统的应用面较广泛的连接方式。粘合连接具有一定的局限性。机械连接一般指比较灵活、现场可组装的即安装较简捷的连接方式（此处机械连接属狭义范畴）。

2 国外薄壁不锈管管道连接

2.1 国外不锈管管道连接种种

厚壁不锈管，主要有螺纹连接、法兰连接、焊接连接三种方式，应用以工业管道为主，其管件相对比较简单。在研制薄壁不锈管时，借鉴厚壁管螺纹等三种连接方式，开发了品种各异的管件，也就奠定了更加多样的连接方式。国际上公认的薄壁不锈管管道连接技术，主要指压缩式、压紧式、推进式、焊接式、

粘接式管件及其连接方式。

2.2 管件采用的标准

压缩式管件采用的标准有BS 4368：Part3:1974 和 DIN 2353:1991；压紧式和推进式管件都列入了WBS （Water Byelaws Scheme，由英国WRC管理）；日本JWWA G 116 标准规定的管件主要有压缩式、压紧式、伸缩可挠式和焊接式；粘接式也由WRC批准，但对输送介质的温度、pH值都有限制范围[1].[2]。

3 国内薄壁不锈管管道连接[3]

我国薄壁不锈管管件的开发，在借鉴国外标准同时，结合自身专利，其产品可谓缤纷多彩。据笔者调研，可归结为压缩式、卡压式、伸缩可挠式、焊接式、法兰式、活接式、沟槽式、粘接式等八大类别（尚

有派生系列）及其连接方式。

3.1 压缩式

国产压缩式管件与国际上通称的压缩式管件一样，由配管插入管件承口，通过螺母紧固，使密封圈压缩起密封作用的一种连接方式（图1）。首先，它似同管道传统的螺纹连接，所不同的是，在螺纹连接基础上，又加一道密封圈密封，另外其螺纹需事先加工并与管件本体焊接而成，配管需专用工具胀形，整个

管件还包括预制的螺母。

②适用范围：≤DN50的明装、暗敷管道。

③优点：安装简单，能拆卸，便于维修，明装管道亮丽豪华，如同饰品。

④缺点：成本高（管件体积大，重量重，生产工序多）。

3.2 卡压式和卡环式

①卡压式，配管插入管件承口（承口内带有橡胶密封圈）后，用专用工具压紧管口而起密封和紧固作

用的连接方式（图二）。

②卡环式（图三），与卡压式大同小异。

③适用范围：≤DN100的明装、暗敷管道。

④卡压式、卡环式与2.1节国外压紧式原理相同，都是用专用卡钳压紧使配管、管件受到径向力而达到密封和紧固的效果。卡压式与卡环式两者主要区别是，前者压紧一次即可，后者要求配管、管件轴向旋

转30°～90°后再压紧第二次。

⑤优点：安装方便。

⑥缺点：橡胶圈不可能与不锈管同寿命，一旦渗漏维修麻烦；且管径愈大，卡压愈难。

3.3 伸缩可挠式

①伸缩可挠式，配管插入管件承口，紧固内螺母，通过挤压环使密封圈受压起密封作用的连接方式（图

四）。

②伸缩可挠式适用管径为≤DN60，其原理与2.1节国外的推紧式类同。

③轴向有伸缩、径向有可挠作用，防地震、基础下沉能力强，但成本较高。

3.4 焊接式

薄壁不锈管焊接式连接可分承插氩弧焊式和对接氩弧焊式两类型。

①承插氩弧焊式连接，由配管插入管件承口，用钨极氩弧焊（TIG）熔焊焊接成本体一色的通称“无接头连接”的连接方式（图五）。所谓承插式、焊接式都是管道常见的连接方式，创新的承插氩弧焊式管件和连接方式，是吸取传统的承插式管道连接和焊接式管道连接两者之长，并进行有机的结合，以适应不

锈钢良好的焊接性能。

该管件承插口与管件本体用TIG焊接，且承插口设计有特殊的延伸边，安装施焊时以替代焊丝用，整个管件壁厚一般不低于同口径配管的壁厚。另一种承插焊式管件，其承口采用扩口方式加工，工艺简单，成本低，安装施焊时需用焊丝（也有不用个案）等辅料，但目前仅≤DN50为多。

②对接氩弧焊连接，由配管与管件对接或配管间对接，用TIG焊熔焊焊接成“无接头连接”的连接方式（图六）。施焊过程均需焊丝或焊条，一般用于DN100以上管材，其壁厚相对较厚，配管端口应先坡口，以TIG焊为好，如需多道施焊时，也应TIG焊打底，其余各层允许采用焊条电弧焊。

③焊接式连接适用范围见表一。

表一焊接式连接适用范围

型式适用管径特点适用场合

承插氩弧焊DN15～100承插口用TIG焊，无接头连接，管件

壁厚，有延伸边，施焊时不需焊丝，

焊接速度快，质量好明装、暗敷，在管道井、嵌墙等场合，“无接头连接”更具特殊优势

DN15～50承插口用扩口方式，无接头连接，管

件壁薄，成本低，施焊时一般需用焊

丝，质量好

对接氩弧焊DN15～100无接头连接，施焊时需用焊丝

＞DN100无接头连接，施焊时需用焊丝，配

管坡口，可多道施焊

3.5 法兰式

薄壁不锈管法兰式连接可分平法兰、活接法兰和卡箍法兰等几种类型。

①不锈钢平法兰，是类同碳钢法兰的传统式法兰，两法兰盘之间的密封垫应视输送介质而定，紧固件

大小与数量按工作压力与管径尺寸，可参阅国标选用之。

②活接法兰，在两片不锈钢平法兰之间，夹有不锈钢密封环，该环两侧各衬一个密封圈，同样用紧固

件紧固。区别在于活接法兰配合面开有沉孔，以镶嵌不锈钢密封环。

③卡箍法兰，不锈钢“二哈夫”卡箍与法兰片以锥形槽配合，两法兰片间衬有密封垫，用紧定螺钉紧

固（图七）。

④上述平法兰、卡箍法兰与配管连接采用氩弧焊（TIG）焊接。用活接法兰，配管端口需预先翻边。

各种法兰连接的适用范围见表二。

表二法兰式连接适用范围

型式适用管径特点适用场合

平法兰DN15～200大小管径均可最常用。其中小口径平法兰一般与带有

法兰的管路附件相匹配活接法兰DN65～150可拆卸对介质温度变化较大的管道密封最适用

卡箍法兰DN15～100来自国际医药行业

GMP技术，连接可

靠，拆装灵活，一

般与其他连接方式

配合使用用于安装过程中最后有困难的接口位置或需拆卸较多（如与阀门连接做活接头

用）的部位

3.6 活接头

两配管端口90°翻边后，在对接平面间依次安放O型密封圈、金属密封环和垫圈，用预先套入的内、外螺母两管件啮合力，使管件密封的连接方式。

适用范围：以DN15～DN150的明装管道为主，属可拆卸连接。

3.7 沟槽式

两配管端部加工沟槽后，对接时将卡箍（内衬密封圈）卡入沟槽内，用扳手拧紧卡箍上的螺栓，起密

封和紧固作用的连接方式。