CJJ 94-2009《(城鎮(zhèn)燃?xì)馐覂?nèi)工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》推薦的薄壁不銹鋼管連接方式主要有承插氬弧焊式、卡套式、卡壓式、環(huán)壓式等，這些連接方式均較成熟且各有優(yōu)缺點(diǎn)^[2-3]。卡套式連接是用鎖緊螺帽和螺紋管件將管道壓緊于管件上?？▔菏竭B接時(shí)，操作人員將“O”型密封圈用專用卡壓工具壓入連接處，鉗壓后斷面呈六邊形。這兩種連接方式操作方便，易于安裝，但連接強(qiáng)度不夠高，抗外力能力較差。承插氬弧焊連接時(shí)，將管道插入管件承口，用鎢極氬弧焊將兩連接件熔焊成一體。其優(yōu)點(diǎn)是連接強(qiáng)度高，缺點(diǎn)是施工技術(shù)要求高，有時(shí)內(nèi)外氬氣保護(hù)在施工現(xiàn)場較難實(shí)現(xiàn)。環(huán)壓式連接時(shí)，將套有圓筒狀彈性體密封圈的管道插入環(huán)壓式管件的承口，用專用工具從外部沿承口圓周施壓，使承口連同管道一起局部下凹變形，壓縮承口的密封段，從而達(dá)到管道管件緊固密封。這種連接方式操作方便，易于安裝，連接強(qiáng)度高，但密封圈和管件不是整體件，安裝中要特別注意其密封效果。

針對以上管道連接方式不能完全滿足不銹鋼管道高精度、高強(qiáng)度、低成本連接的要求，廣東立豐管道科技有限公司研發(fā)了一種具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全圓弧螺紋連接技術(shù)，相關(guān)牙型及制造方法已經(jīng)分別取得國家發(fā)明專利^[4-5]。目前這種連接方式已經(jīng)在自來水行業(yè)得到推廣^[6]，但在城市燃?xì)庑袠I(yè)應(yīng)用，目前還缺乏相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的支持。

2 全圓弧螺紋連接技術(shù)

全圓弧螺紋連接是專用于薄壁不銹鋼管的連接技術(shù)，采用這種連接的管件的管端具有圓錐度為1：16的全圓弧螺紋接口，亦稱錐螺紋接口。其特征是：內(nèi)外螺紋接口均具有1：16的圓錐度，螺紋的牙型角為60°，螺紋的牙頂和螺紋槽底都具相同半徑并相切的圓弧。全圓弧螺紋接口牙型見圖l，內(nèi)螺紋接口和外螺紋接口分別見圖2、3。管件分為直管、管堵、直通(含異徑直通)、三通(含異徑三通)、彎頭(含45°彎頭)、英制外螺紋轉(zhuǎn)換接頭、英制內(nèi)螺紋轉(zhuǎn)換接頭等。

全圓弧螺紋接口是采用雙向滾壓紋接口管技術(shù)，通過兩模具螺紋相互嚙入，令管壁厚等于螺紋槽底壁厚的薄壁管通過兩模具的嚙入點(diǎn)時(shí)，根據(jù)兩模具螺紋相互嚙入形成的牙型間隙產(chǎn)生塑性變形，形成具有螺旋升角的內(nèi)外螺紋接口。該加工方法是一種無切屑成型螺紋接口的先進(jìn)技術(shù)。與傳統(tǒng)螺紋接口相比，全圓弧螺紋接口不但解決了無效壁厚浪費(fèi)嚴(yán)重的問題，而且避免出現(xiàn)傳統(tǒng)螺紋接口的應(yīng)力集中和溫差軸力放大效應(yīng)^[6]。

3 城鎮(zhèn)燃?xì)庖?guī)范對室內(nèi)燃?xì)夤艿赖囊?span lang="EN-US">

GB 50028-2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》中10.2.1條對于用戶室內(nèi)燃?xì)夤艿赖淖罡邏毫σ?guī)定見表1。

GB 50028-2006的10.2.6條對室內(nèi)燃?xì)夤艿肋x用不銹鋼管做出了如下規(guī)定：①薄壁不銹鋼管的壁厚不得小于0.6 mm(DN l5 mm及以上)，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《流體輸送不銹鋼焊接鋼管》GB/T l2771的規(guī)定；薄壁不銹鋼管應(yīng)采用承插氬弧焊式管件連接或卡套式管件機(jī)械連接，并宜優(yōu)先選用承插氬弧焊式管件連接。承插氬弧焊式管件和卡套式管件應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。②薄壁不銹鋼管必須有防外部損壞的保護(hù)措施。

CJJ 94-2009《城鎮(zhèn)燃?xì)馐覂?nèi)工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》對薄壁不銹鋼管及其管件的使用有如下規(guī)定：①當(dāng)采用薄壁不銹鋼管時(shí)，其厚度不應(yīng)小于0.6 mm；②薄壁不銹鋼管應(yīng)采用承插氬弧焊式管件連接或卡套式、卡壓式、環(huán)壓式等管件機(jī)械連接。

這兩個(gè)規(guī)范都要求薄壁不銹鋼管的壁厚不得小于0.6 mm，目前常用A型及B型薄壁不銹鋼管的壁厚見表2。

由表2可知，DN l5 mm及以上的A型薄壁不銹鋼管、DN 20 mm及以上的B型薄壁不銹鋼管均可以作為城鎮(zhèn)燃?xì)馐覂?nèi)管道使用。

此外，全圓弧螺紋接口連接方式在這兩個(gè)規(guī)范中都沒有明文支持。但考慮到規(guī)范的制定都是滯后于產(chǎn)品和技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用，這并不影響全圓弧螺紋接口在保證連接性能的前提下在燃?xì)庑袠I(yè)推廣，以期取得一定使用經(jīng)驗(yàn)后，列入規(guī)范支持的接口類型。

4 全圓弧螺紋接口應(yīng)用于燃?xì)獾男阅芤?span lang="EN-US">

GB 50028-2006認(rèn)可了薄壁不銹鋼管的卡套式連接，CJJ 94-2009認(rèn)可了卡套式、卡壓式、環(huán)壓式3種機(jī)械連接。目前在燃?xì)庑袠I(yè)中，卡壓式連接使用比較廣泛。GB/T l9228.1-2011《不銹鋼卡壓式管件組件》明確了卡壓式連接所應(yīng)達(dá)到的技術(shù)性能，GB/T 3765-2008《卡套式管接頭技術(shù)條件》則明確了卡套式連接所需達(dá)到的技術(shù)條件。因此，我們認(rèn)為，如果全圓弧螺紋接口的連接性能能夠達(dá)到卡壓式或卡套式連接的性能要求，則應(yīng)該能夠在城鎮(zhèn)燃?xì)馐覂?nèi)管道中應(yīng)用。

GB/T l9228.1-2011和GB/T 3765-2008規(guī)定的連接性能測試項(xiàng)目見表3，各項(xiàng)測試的具體條件及合格要求見相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

在表3所示的測試項(xiàng)目中，溫度變化試驗(yàn)及衛(wèi)生要求是針對自來水應(yīng)用的。振動(dòng)加循環(huán)脈沖試驗(yàn)是水壓振動(dòng)試驗(yàn)和壓力沖擊(波動(dòng))試驗(yàn)的組合?？紤]到全圓弧螺紋連接的薄壁不銹鋼管在水和天然氣兩種場合應(yīng)用，全圓弧螺紋接口連接性能測試項(xiàng)目應(yīng)涵蓋表3中卡壓式管件的所有測試試驗(yàn)，性能要求也可與卡壓式管件看齊。同時(shí)與卡壓式管件不同，全圓弧螺紋接口連接是螺紋連接，因此應(yīng)該再選取表3中卡套式管接頭的重復(fù)安裝試驗(yàn)和爆破試驗(yàn)，性能要求應(yīng)與卡套式管接頭相同。GB/T3765-2008規(guī)定振動(dòng)加循環(huán)脈沖試驗(yàn)可以替代單獨(dú)的水壓振動(dòng)試驗(yàn)和壓力沖擊(波動(dòng))試驗(yàn)，全圓弧螺紋接口性能測試也可作此要求。全圓弧螺紋接口管件如果能夠達(dá)到上述的連接性能要求，則可保證在自來水和燃?xì)庑袠I(yè)應(yīng)用中的安全性。

5 結(jié)語

全圓弧螺紋連接是一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的薄壁不銹鋼管連接技術(shù)，目前已在自來水行業(yè)推廣應(yīng)用。但在燃?xì)庑袠I(yè)，還存在著國家標(biāo)準(zhǔn)不足等方面的制約。通過對城鎮(zhèn)燃?xì)庑袠I(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及卡壓式管件和卡套式管接頭國家標(biāo)準(zhǔn)的分析，提出了全圓弧螺紋接口管件的性能要求及需要的性能測試試驗(yàn)，以便為未來制定相關(guān)的行業(yè)和國家標(biāo)準(zhǔn)，以及在城鎮(zhèn)燃?xì)庑袠I(yè)推廣提供參考。

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本文作者：解東來 趙雯雯 程宇嗚

作者單位：華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院 廣東立豐管道科技有限公司