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環壓式不銹鋼管道改變供水分區之淺述

發布時間:2018-07-08 瀏覽次數:503

環壓 不銹鋼管 改變 供水分區 之淺述

陸姚松 陸維嘉

( 浙江省建科建筑設計院 有限公司 山猫体育直播 )

【摘要】薄壁不銹鋼管具有安全耐用、環保衛生、價格合理、美觀等優異的綜合性能,已大量應用于建筑給水和直飲水管道。2018年2月開始執行的國標“不銹鋼環壓式管件”(GB/T33926-2017)把薄壁不銹鋼管道工作壓力提高到了2.5MPa,由此引起我們對原有建筑給水排水 常規 豎向分區 設計 限制的一些思考。

「關鍵詞」薄壁不銹鋼管,環壓式,分區供水,節能環保。

隨著不銹鋼管道冶煉技術及連接技術的不斷提高,多的新產品新技術運用于不銹鋼管道系統中,是環壓連接技術的出現,打破了歷來薄壁不銹鋼 耐壓等級不大于1.60MPa的限制 。 2018年2月開始執行的《不銹鋼環壓式管件》GB/T33926-2017標準中把環壓式連接的薄壁不銹鋼 管道系統 工作壓力提高到了2.5MPa。筆者認為 管道 工作壓力從1.6MPa提高到2.5MPa,不僅僅一個簡單的數字的增加,而是關乎給水設計的一件意義重大的成果,如能充分運用則對建筑行業尤其是給水行業節能環保帶來巨大的促進和提高。

一、 目前現狀

在《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003中3.3.3第二條規定: 給水系統的豎向分區應根據建筑物用途、層數、使用要求、资料設備性能、維護管理、節約供水、能耗等因素綜合確定。

我們知道,目前使用的鍍鋅鋼管、薄壁不銹鋼管、PVC-U管、PPR管 、 鋁塑復合管 及各種鋼塑復合管在內的幾乎所有 低壓 管道其工作耐壓等級均被限制在1.6MPa內,在分區設計上以此來考慮水泵楊程高度、設置分區區間、設置設備層、分區水箱、加壓水泵及布置管網等。如一幢300米左右高度的建筑物,一般二次提升水箱及泵站設置豎向三組以滿足現行分區壓力需要。 即在建筑物的中區和高區內 被迫 設置轉換設備層, 以滿足水壓安全提升的需求。

轉換設備層的設置不僅給業主增补了 比較大的基建投資,給建筑物的高度控制、有效面積的使用、消防安全、供水可靠性、水質衛生、電力资本和人工維護控制添补了難度和不確定性。是平日能耗是每個企業面對而且無法回避的難題。

二、 環壓連接 壓力 特點

環壓連接的技術促進了不銹鋼管 發展,它有效的將可靠性與薄壁化進行了結合, 而且 該技術已形成了“寬帶密封”和“環狀緊縮”為主的兩項技術特證,在技術優勢和經濟優勢方面均有著較好體現,并且 隨著該項技術不斷地進步, 環壓式 不銹鋼 管道的 耐壓才能在實際工程中被越來越多的實踐所發現和檢驗 。經過不斷的施工實踐,這項技術在技術與經濟等方面的優勢逐漸的展現出來 。

《不銹鋼環壓式管件》GB/T33926-2017標準第一條規定: 標準適用于公稱壓力不大于2.5MPa的飲用凈水、生活飲用水、冷水、熱水、海水及消防 。在工程實踐及相關實驗中其相應強度得到較好的體現。根據該標準相應生產廠家分別做了拉拔試驗和抗拉阻力試驗:

「不銹鋼環壓式管件」標準中拉拔試驗要求如下:

試樣兩端與長度為300mm的薄壁不銹鋼管環壓連接,組成一組試樣,向管內封入0.6MPa氣壓,固定在拉伸試驗機上。進行拉拔試驗時,以2mm/min的速度進行拉伸,測定出現泄露時的最大拉伸力,此時的拉伸力應大于表5規定的最小抗拉阻力。


拉拔試驗裝置

最小拉拔強度

公稱尺寸

DN

最小抗拉阻力/kN

公稱尺寸

DN

最小抗拉阻力/kN

PN25

PN25

15

3.0

60

22.5

20

4.5

65

26.5

25

5.5

80

32.0

32

7.0

100

36.0

40

9.5

125

45.0

50

12.0

150

58.0

通過對環壓連接的實際測試,可看出管道應力值接近或超過304不銹鋼材料許用應力值105Mpa(GB/T 12771-2008)的1/2。考慮到在2.5Mpa下管子的應力情況,約為管子許用應力105MPa的1/3。在該標準規定應進行管道耐壓試驗,檢測壓力值為1.5倍額定工作壓力。因此認為拉拔力應滿足許用應力的2/3較為妥當,即79Mpa,并將其作為規定值。如表2所示。

2抗拉阻力試驗實測值和修訂的規定值

序號

管子規格

管材外徑

公稱壁厚

實測抗拉阻力

KN

應力值

MPa

2.5M p a時管道軸向應力值σ

MPa

抗拉阻力規定值

KN

1

15

16

0.8

5.9

154.44

13.16

3.02

2

20

20

1.0

8.3

139.05

13.16

4.72

3

25

25.4

1.0

8.6

112.19

16.53

6.06

4

32

32

1.2

16.2

139.52

17.32

9.17

5

40

40

1.2

17.1

122.93

21.48

11.56

6

50

50.8

1.2

18.6

99.47

27.10

14.77

7

60

63.5

1.5

37.2

134.25

25.77

21.89

8

65

76.1

2.0

48.6

104.53

24.39

36.73

9

80

88.9

2.0

55.2

117.8

28.42

43.13

10

100

101.6

2.0

68.3

109.14

32.39

49.44

11

125

133

2.0

115

139.72

42.20

65.02

12

150

159

2.0

115

116.58

50.32

77.93

注:1、表中實測數據為三次測試中的最小值。

    2、2.5M p a時管道軸向應力值σ參考GB/T 12771中計算方式: 。

由此可以看出,環壓式抗拉拔強度及耐壓強度已遠遠超過標準所要求的規定值,環壓連接工作壓力設定在2.5MPa有其合理性和發展的必然性。

三、 環壓連接的工程意義

隨著社會經濟的迅猛發展,給水薄壁不銹鋼管越來越多的應用在公共與民用建筑給水工程中。環壓式連接作為建筑給水薄壁不銹鋼管的一種連接方法,具有安全可靠、施工便捷、美觀大方、環保衛生等特點,適用于酒店、商場、醫院、寫字樓、住宅樓等公共與民用建筑給水工程。

環壓式連接 工程 意義在于薄壁不銹鋼管環壓式連接把包括焊接式、卡壓式等連接技術的耐壓等級向前推進了一大步,從1.6MPa邁向了2.5MPa的時代。

如在給水設計中,對一幢150米左右的高層進行給水主體設計,一般我們會采取二段式遞進供水方式,即供水主立管采取高區和低區二區,當利用市政壓力直接供水有時也會分三區供水,不但需要在地下層設置水池及加壓水泵,還需要在中間設備層設置轉輸水箱及變頻水泵用于遞進加壓,以確保管網工作壓力不大于1.6MPa,如下圖示-1所示。而如果采取環壓式薄壁不銹鋼管道的話,由于管道耐壓達到了2.5MPa,就可以利用地下室內泵站一次加壓即可滿足管網供水需求,而不必設置中間轉輸水箱及水泵,這樣不但省去了上述設備,還可以取消中間設備過渡層,能極大地節省土建及設備造價 , 根據初步估算,如 采取 下圖示-2所示 的管道系統供水方式, 其工程造價可節省總造價的5~10%左右,其經濟優勢非常明顯,而且在日常的維護中省掉了 設備過渡層 及其管道、 轉輸水箱及水泵 維護和管理 。

四、結語

隨著我國生產力的提高和發展,中國特色社會主義進入新時代,我國社會主要矛盾轉化為人民日益增長的美好生活必要和不平衡不充分的發展之間的抵触。 薄壁 不銹鋼管 本身具有 性能優越,如防腐蝕、強度大、可以充分的回收利用、能夠抗氧化 、 使用壽命長 的特點 。隨著 環壓式管件國標的實施及眾多 廠家的不斷 參與 ,管 件的良好的耐壓才能被多的用戶所認識 。

因此, 我們 充分 信任,在關乎人們密切接觸的給水系統中必要使用越发安全可靠的給水管道,環壓式連接的出現,使建設節約型的、供水系統新理念、新方式得以實現。 著環壓式薄壁不銹鋼管的推廣运用,一種全新的、節能的、 環保的、 安全可靠的供水系蓬勃興起!

參考 資料

1、 “建筑給水排水設計規范”GB/T50015-2003

2、 “流體輸送用不銹鋼焊接鋼管”GB/T12771-2008

3、 “不銹鋼環壓式管件”GB/T33926-2017

4、 “建筑給水排水工程技術與設計手冊”2010

5、 “建筑給水薄壁不銹鋼管道安裝”10S407-2

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