沟槽式卡箍连接在消防工程中的应用
沟槽式卡箍连接在消防工程中的应用
摘要：沟槽式卡箍管道接头，是卡箍卡在管子的定位环上，保证承载足够的轴向拉力时不被拉开。
关键词：卡筛, 胶圈, 螺栓
Abstract: grooved pipe clamp connector is stuck in the tube positioning ring clamp to ensure that carry sufficient axial tension will not be opened.
Keywords: card, screen, apron, bolt
一、沟槽式卡箍件使用范围
高层建筑按有关规定，建筑除设置消火栓系统外，在地下车库、商场、裙房商场、餐饮、塔楼过道等处增设自动喷淋系统。柴油发电机房设置水喷雾系统予以保护。地下商业街防火分区采用防火分隔水幕进行分隔。
1、用水量：室内消火栓不小于40L／S，室外消火栓不小于30L/S，火灾延续时间不小于3小时，白动喷淋按危险II级设计，喷水强度8L/min.m2。作用面积160 m2 ，火灾延续时间不小于l小时，水喷雾系统设计喷雾强度20L／min.m2，喷雾时间0.5小时。—次火灾总用水量1300T，其中室内消防用水量为970T。
二、沟槽式卡箍连接的工作原理
沟槽式卡箍管道接头，是卡箍卡在管子的定位环上，保证承载足够的轴向拉力时不被拉开。一般情况下，管径在DN426以下的卡箍只需2个螺栓；管径在DN426以上的卡箍需4个螺栓，即可锁紧。与法兰相比，螺栓紧固简单、方便、可靠。用卡箍连接的管子留有接管间隙，以保证管道柔性和松驰钢管应力。接管间隙的密封是靠被卡紧的橡胶圈来实现的。
沟槽式卡箍管接头需要采用专用的滚槽机，在所要连接管道的管端根据管径不同压制一圈宽约8~13mm，深约1.5~2.5mm的凹槽。
1、管卡的工作原理
1)沟槽式卡筛道接接头的安装
在安装前，先把密封胶圈套在管道上，再上卡箍和螺栓。管内介质进入胶圈内，利用介质的压力，使胶圈压紧在管端，阻止介质外漏。介质的压力通过胶圈作用在卡筛内腔。
2)胶圈密封机理
密封胶圈的站构为“C”型。利用胶圈的弹性能够对管路起到一定的密封作用。
当卡箍安装后，胶圈的高度高于管、卡箍的高度，受卡箍内部空间的限制，胶圈被进一步挤压，产生的内压遍及胶圈的整个表面，密封效果进一步增强。
管道存在介质，介质进入“C”型腔，反作用于胶圈的密封唇上，更增加了胶圈与管道的贴紧力，从而达到了自密封作用。管道内流体压力越大，胶圈的压力越大，密封性能越好。
2、卡箍密封与法兰密封的区别
法兰密封是靠垫片材料被螺栓压紧起作用。由于螺栓的紧力很难在整个圆
周达到均匀一致，因此，管道中运行的流体极易破坏已有的平衡。特别足增大
压力后，问题更加突出，跑、冒、滴、漏严重。
卡箍密封中，卡箍将胶圈封在管子的接口处，完全处在单面压紧状态。
当管道承受流体的压力时，胶圈内表面也将受力，与接触表面贴得更紧，产生
的密封效果更好。
3、沟槽式卡筛连接的特点
1)结构合理，受力强度高
沟槽式卡箍连接的结构非常简单，卡箍件的材料由球墨铸铁或铸钢生产，其强度高。沟槽式卡筛连接的工作状态相当于受压容器，介质的轴向力完全由卡筛承担，螺栓仅承受卡箍的径向力。 由于密封圈的宽度有限，径向力远远小于轴向力。法兰连接时，螺栓却承担着全部的轴向力和垫圈的压紧力。
2)良好的自封密作用
密封作用靠管道内介质对胶圈的压紧力，压力越大，密封性能越好。为防
止无压时介质的泄漏，胶圈的内径要小于管端接口的外径，胶圈在端管接口上
有预紧力，可防止介质在无压时外漏。与法兰相比，管径越大，压力越高，
优
点越突出。
3)管道连接处住柔性状态
卡箍与管端之间有间隙，管子在卡箍中可少量的活动。因此，相邻两个端管允许有20 ~ 30°的转角。钢管连接后，两钢管管端之间留有间隙，允许管路轴向移动，可适应管道的膨胀、收缩；管子之间的胶圈连接，可有效降低70％以上的机械振动。
4)安装使用方便
当管道需要翻转时，只需把接头的4只螺栓拆除即可翻转任意角度，不需要割开和焊接，节约了大量辅助工作量和费用，减轻了劳动强度，缩短了施工工期。与法兰连接相比，提高工效6～8倍，且维护的工作量很小。
4、沟槽卡箍连接与丝扣连接的比较
1)在管道安装施工中，采用丝扣连接的质量要求高，丝扣加工较为困难。若镀锌钢管规格超过DN50mm以后，特别对于DN100mm、DNl25mm、DNl50mm等大规格管道，即使是施工经验丰富、级别较高的施工队伍，安装施工好较困难。
而卡箍连接方法则施工很方便。因为卡箍连接仅仅需要将管道对接、套上密封圈、
对接卡箍、拧紧螺母即可。
2）丝扣连接对压力较高的管道系统很难满座要求，对于工作压力超过1Mpa的
管道系统，采用丝扣连接很难保证无泄漏。卡箍连接目前能承受的工作压力一般为1.2 ~ 3.5Mpa，相对能满足更高工作压力管道系统的要求。
3)丝扣连接在整个管道系统安装完毕试压或使用过程中。如发生泄漏则维修更
换管道较为困难。而卡筛式连接仅需将管道两端卡箍的紧固螺栓拧开即可更换
管道，十分方便快捷，可极大地减少安装维修的工作量，缩短维修工期，从而
降低了程费用。
4)沟槽式卡箍连接的安装设备及工具只需要滚槽机和普通扳手，对施工人员的技术水平要求较低，不需要特殊技术，只要普通工人即可，要求配合的人数很少。而丝扣连接则需要套丝机、管钳，甚至电焊机等设备。当应用于大管径、高压管道系统时，要求施工人员必须经过专门的技术培训，甚至必须获得专业资质证书才可以操作，要求的配合人数也较多。
5)采用沟槽式卡箍连接可阻断噪声和振动的传播。其连接处允许有1~5mm的伸缩间隙，能吸收一定量的管道热胀冷缩。连接处允许偏斜。0 ~ 5°，可减少管道连接处的应力。安装施工中卡箍可360°旋转，在狭小空间内施工更为有利。另外，由于其加工安装为纯机械操作，施工中不动明火，所以不污染工作环境有利于职保和安放。
6)由于卡箍处不能承受过大的径向力，因此施工中—般要求在卡箍的两侧安装吊架。卡箍连接方法与其管道连接方法相比，材料费相对较高，但施工安装及使用过程中的维修费用相对较低，人工费可节省13%。综合考虑工程总投资，卡箍连接比丝扣连接略高，但比法兰连接略低。
三、沟槽式卡箍连接的施工方法
1、工艺流程
安装准备 —— 滚槽 —— 开孔
安装机械三通、四通 —— 管道安装 ——系统试压。
2、安装准备
1)检查开孔机、滚槽机、切管机、确保安全使用。
2)材料、工具的准备，包括管材、钢卷尺、扳手、游标卡尺、水平仪、润滑
剂、木榔头、脚手架等。
3)按设计要求装好待装管子的支吊架。
3、滚 槽
1)用切管机将钢管按需要的长度切割，用水平仪检查切口断面，确保切口断面
与钢管中轴线垂直。切口如果有毛刺，应用砂轮机打磨光滑。
2)将需要加工沟槽式卡箍的铜管架设在滚槽机和滚槽机尾架上，用水平仪抄
平，使钢管处于水平位置。
3)将钢管加工端断面紧贴滚槽机，使钢管中轴线与滚轮画垂直。
4)缓缓压下、千斤顶，使上压轮贴紧钢管，开动滚槽机，使滚轮转动—周，此
时注意观察钢管断面是否仍与滚槽机贴紧，如果未贴紧，应调整管子至水平。如果已贴紧，徐徐压下千斤顶，使上压轮均匀滚压钢管至预定沟槽式卡箍深度为止。
5)停机，用游标卡尺检查沟槽式卡箍深度和宽度，确认符合标准要求后，将千斤顶卸荷，取出钢管。
4、开孔。安装机械三通、四通
1)在钢管上弹墨线．确定接头支管开孔位置。
2)将链条开孔机固定于钢管预定开孔位置处。
3)启动电劝机，转动手轮，使钻头缓慢靠近钢管，同时在开孔钻头处添加润滑
剂，以保护钻头，完成在钢管上开孔。
4)停机，摇动手轮，打开链条，取下开孔机，清理钻落金属块和开孔部位残渣，
并用砂轮机将孔洞打打磨光滑。
5)将卡箍套在钢管上，注意机械三通应与孔洞同心，橡胶密封圈与孔洞间隙均匀，紧固螺栓到位。
6）如为机械四通，开孔时一定要注意保证钢管的两侧的孔同心，否则当安装完毕，可能导致橡胶圈破裂且影响过水面积。
5、管道安装
按照先装大口径、总管，立管，后装小口径、支管的原则，在安装过程中，
必须按照顺序连续安装，不可跳装、分段装，以免出现段与段之间连接困难和
影管路整体性能：
1）将铜管固定在支吊架上，并将无损伤橡胶密封圈套在一根钢管端。
2）将一根端部周边已涂抹润滑剂的钢管插入橡胶密封圈，转动橡胶密封圈．使
其位于中间部位。
3) 在橡胶密封圈外侧安装上下卡箍，并将卡箍凸边送进沟槽式卡箍内，用力压
紧上下卡箍耳部，在卡箍螺孔位置，上螺栓并均匀轮换拧紧螺母，在拧螺母过程中用木榔头捶打卡筛，确保橡胶密封圈不会起皱，卡箍凸边必须全圆周卡进沟槽式卡箍内。
4) 在刚性卡箍接头500mm内管道上补加支吊架。
6、系统管道安装完毕．应进行系统试压
在系统试压前，应全面检查各安装件、固定支架等是否安装列位，安装完毕的可能有下垂，下垂弧度如果较大可补加支架；如果弧度较小，当管道内压力升高后，弧度会自然消失。
四、沟槽式卡箍连接的基本步骤
l、管接头安装步骤及要求
①检查镀锌钢管端部毛刺，如有毛刺可用手动砂轮磨光机清除。
②密封圈唇部及背部涂润滑剂。
③将密封圈套入管端
④密封圈套和另一段钢管
⑤卡入卡件
⑥用限力扳手上紧螺栓
2、机械三通安装步骤和要求
①封圈涂润滑剂
②密封圈放入机械三通密封槽
③机械三通卡入钢管孔洞
④用限力扳手上紧螺栓
五、沟槽式卡箍连接在本工程中的应用实例
①沟槽式卡箍变径与不同口径管道的连接
②沟槽式卡箍三通和变径与管道组合连接
③沟槽式卡箍机械三通与支管连接
④沟槽式卡箍法兰与阀件连接
⑤沟槽式卡箍45℃弯头与管道连接
⑥沟槽式卡箍三通、变径、45°弯头与管道组合连接
⑦沟槽式卡箍45℃弯头与管道连接
⑧沟槽式卡箍三通与管道连接
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。