Connection method

连接方式

连接方式


各种薄壁不锈钢水管综合性能比较
 
目前国内薄壁不锈钢连接主要有单卡压、双卡压、环压、承插焊接等方式。下面就这几种连接方式从产品生产工艺、性能、施工便利性等综合进行比较。
 

连接方式
性能

单卡压

双卡压

环压

承插焊接

技术来源

德国M公司

德国Viega公司

源自卡压技术原理

工业焊接

生产标准

国标GB/T19228-2011

国标GB/T19228-2011

国标
GB/T33926-2017

企业标准

技术应用情况

国外应用超过60年,国内应用约20年

国外应用超过50年,国内应用约20年

国内应用约7年

国内应用约10年

连接结构

通过专用工具对管材管件进行压接,压接口处断面成六角型(DN50以下)或圆形(DN50以上),利用不锈钢的刚性起到连接作用,管材管件壁厚决定了刚性的强弱。因此国标中要求材料的最小壁厚不得低于卡压国标。

通过专用工具在管件密封圈R口两侧 压接,压接口处断面成六角型(DN50以下)或圆形(DN50以上),利用不锈钢的刚性起到连接作用,管材管件壁厚符合国标中要求材料的最小壁厚 。

通过专用工具对管材管件进行压接,压接口处断面成近似鼓起的圆形,利用不锈钢的刚性起到连接作用,管材管件壁厚决定了刚性的强弱,故国标针对不同需求规定了环压式有两个不同壁厚标准。

利用氩弧焊枪对管材外缘进行焊接,通过熔化的不锈钢液来连接管材管件。

连接结构特点

管件R口在工厂制作完成,并通过固溶工艺消除应力集中现象。
接口断面呈六角型,不会因安装管道附件发生旋转现象(DN50以下多采用螺纹连接)。

管材管件的六角变形量比环压的鼓起圆形小,应力集中现象比环压弱 ,应力控制在适当范围,连接处不会发生应力集中造成破坏。

基本特点同单卡压

 

因R口外有一承口段,有效提高抗拉拔力、有效保护因外力对R口形状的破坏进而提高保护密封圈压缩比的均匀。
有效保护密封圈不被灰尘、紫外线损害。

管件无R口,在安装时需用专用工具压接形成R口,R口处存在应力聚集,且现场无法进行固溶热处理以消除应力。连接处断面近似圆形,会因为安装管道附件使管材管件发生旋转现在进而造成渗漏风险。

管材较薄,焊接过程容易焊穿管材,一旦焊穿,不易修补。
焊接时高温造成不锈钢内部金相组织损坏,导致焊缝处耐腐蚀性能低
无法完成焊接后的固溶、酸洗钝化工艺,使焊缝处于最薄弱状态

密封结构

O型密封圈,线性纵向密封,密封各点压缩比均匀,在所有密封圈形状中,O型弹性最佳

 O型密封圈,线性纵向密封,密封各点压缩比均匀,在所有密封圈形状中,O型弹性最佳

环状压缩宽带腔密封,断面呈矩形属于面密封,因不能保证100%的圆环压缩,密封圆周各点压缩比不均匀,存在渗漏风险。
矩形截面的结构,更适合法兰方式的连接

 无密封圈

密封材料

氯化丁基,永久压缩比较高,符合国家标准。

密封圈为黑色,更耐紫外线老化

三元乙丙橡胶,符合国家标准,永久压缩比较好,耐老化,是目前广泛应用在卫生要求高、密封要求高的各种给水配件的材料。民用给水管道上寿命经上海高分子研究所验证高于管道寿命。

密封圈为黑色,更耐紫外线老化

三元乙丙橡胶,符合国家标准,永久压缩比较好,耐老化,是目前广泛应用在卫生要求高、密封要求高的各种给水配件的材料。民用给水管道上寿命经上海高分子研究所验证高于管道寿命。

密封圈为黑色,更耐紫外线老化

 无密封圈

管件工艺

生产工艺复杂,技术含量高
螺纹配件采用硅溶胶精密铸造,管件采用冷冲压,并经过固溶、酸洗钝化处理

密封圈已装配在管件的R口内

同单卡压

生产工艺简单
管件及螺纹件采用挤压式生产
管件无安放密封圈的R口。

冷冲压工艺

其他配件(如螺纹接口)

硅溶胶精密铸造,可保证铸件的物理性能,无应力集中现象。

螺纹配件外六角尺寸规格符合国家标准,可用标准扳手施工,施工便捷

硅溶胶精密铸造,可保证铸件的物理性能,无应力集中现象。
螺纹配件外六角尺寸规格符合国家标准,可用标准扳手施工,施工便捷

无缝不锈钢管冷挤压生产,易形成应力集中现象
螺纹配件的外六角尺寸规格不规范,不能使用标准扳手,使用管钳。

无缝不锈钢管冷挤压生产,易形成应力集中现象
螺纹配件的外六角尺寸规格不规范,不能使用扳手,只能使用管钳,施工不便

工作压力

工作压力1.6MPa,符合国家标准

工作压力1.6MPa,符合国家标准

工作压力1.6MPa,符合国家标准

工作压力1.6MPa,符合国家标准

管材规格

符合国标GB/T19228,以DN25为例,管实际内径为26.58mm。

 同单卡压

符合国标GB/T33926的要求,以DN25管为例,实际内径为23.8mm 

DN25管为例,实际内径为23.8mm

管材壁厚

符合国标

符合国标

根据不同需求,规定有低于与等于卡压国标的两种壁厚

低于卡压标准

材料造价

因管材壁厚,管材、管件总造价较合理

管材、管件造价较合理。

因外径、壁厚低于国家标准要求且成型工艺步骤少于卡压,故总造价较低。

因管材、管件外径、壁厚低于国家标准要求,单个产品重量是卡压产品的70-80%总造价较低。

施工成本

一次压接成型,安装时间短

工序简单,只需把管子直接插入管件,因管件已安装好密封圈。节约安装时间

 同单卡压

安装时间长,需二次或三次进行压接才能完成,造成工时较长。
工序复杂,安装时需现将密封圈安装到管子上,然后在进行压接。如密封圈没有安装到位,需拔出管子重新安装。这样又造成安装比卡压多出近15%的时间。

氩弧焊工薪金比普通水工薪金高

需要焊丝、氩气等辅料,辅料,动力电,这些辅料约占材料的9%
安装时间长,约是卡压安装时间的1.6倍
内氩气保护准备时间,与卡压压接时间基本相同

使用寿命

不锈钢70年,因壁厚符合国标,抵御环境其他因素的腐蚀能力较强。
密封圈,氯化丁基橡胶可达50年

同单卡压
密封圈,采用三元乙丙橡胶,使用寿命高于管道寿命

不锈钢70年,若选择小壁厚系列,则腐蚀余量低于卡压,存在环境其他因素腐蚀的危险。

不锈钢70年,但壁厚比卡压式薄,腐蚀余量低于卡压,存在环境其他因素腐蚀的危险。

焊缝处如焊接工艺不到位,已出现质量问题。

消防要求

无明火,无消防隐患

无明火,无消防隐患

无明火,无消防隐患

安装时产生明火,有消防隐患。

输送能耗

节约能耗

节约能耗

内径小,如同等时间内输送同量水,能耗较高

内径小,如同等时间内输送同量水,能耗较高

管内壁有焊缝残留焊渣,水流阻力较大,增加能耗

日常维护

免维护

免维护

免维护

如焊接工艺不到位,则维护周期短

 

分析:
1、 单从材料采购成本比较,承插焊接成本最低,环压次之。
2、 从产品安全性比较,双卡压优于单卡压,单卡压优于环压与承插焊接。
3、 从安装成本上分析,双卡压、单卡压最低,环压与焊接较高。
4、 从消防要求上分析,承插焊接风险较高,特别是与内装修同时施工,容易造成火灾。
5、 从密封性能上看,卡压及承插焊优于环压。
6、 从日常维护与能耗上分析,卡压及承插焊优于环压。
总结:
不锈钢材料成本与安装费用的综合成本上看,这四种连接方式相近,但如考虑使用寿命、维护费用及日常能耗上看,双卡压和单卡压最优。环压和承插焊接的材料采购成本较低。从辩证的角度分析,事物是既对立又统一。减少产品材料的用量是可以降低材料成本,但安装费用和日常维护费用会相应提高,使用寿命会相应降低。双卡压和单卡压产品虽然原材料用量比环压和承插焊接略高,但大大提高了产品的寿命,减少了日常维护费用,降低了使用能耗。因此,双卡压和单卡压的连接方式,是相较更优的薄壁不锈钢连接方式。
 

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