5.4 承插连接

5.4.1 铸铁管的承插连接

铸铁管的承插连接方式分为机械式接口和非机械式接口。机械式接口利用压兰与管端上法兰连接,将橡胶密封圈压紧在铸铁承插口间隙内,使橡胶圈压缩而与管壁紧贴形成密封。非机械式接口根据填料的不同,分为石棉水泥接口,自应力水泥接口,青铅接口,橡胶圈接口。

承插口内密封圈有油麻丝和橡胶圈两种。密封圈的主要作用是阻挡接口填料进入管内,并防止管内介质向管外渗透。打密封圈前应清除承口内的毛刺、沥青、黏沙及污物等,并烤去其沥青层。油麻作密封圈时,管子接口先填入油麻丝,将麻丝捻成直径比管口间隙大1.5倍、长度比管子外圆长100~150mm的结实麻丝股,打入接口间隙内1~2圈,每圈麻丝股应搭接100~150mm,并压实打紧,打紧后麻丝股的填塞深度为接口深度的1/3。若采用圆形接口的橡胶圈做密封圈,橡胶圈打入接口后,应与管道中心线垂直,不得歪斜、松动和扭曲、断裂,也不得滑出承口外。安装时,橡胶圈断面直径的压缩率应为35%~40%。

(1)青铅接口。青铅接口是承插式铸铁管最早使用的接口形式,具有较好的弹性、刚性和抗振性,施工后不需要养护。但铅是比较贵重的金属,大量消耗会导致工程造价太高。其主要用于振动较大的地方,如穿越铁路、公路、河床以及抢修的场合。在高层建筑的排水铸铁立管安装中,为解决铸铁排水管刚性接头易破裂、漏水的问题,也采用青铅接口的形式,以增加铸铁排水管的挠曲性和伸缩性。

在接口内打入麻丝,一般麻丝的填塞深度为接口深度的1/2,为节省青铅,可将麻丝的填塞深度提高至2/3接口深度处。

(2)石棉水泥接口。石棉水泥以石棉绒(Ⅳ级以上)和硅酸盐水泥(强度等级42.5以上)为材料,按质量比3∶7均匀搅拌,加入总质量10%~15%的水后揉成潮湿状态,使用时以能用手捏成团、扔地即散即可。

在接口内打入麻丝或橡胶圈作为密封圈,橡胶圈作密封圈时用于公称通径≥300mm的铸铁管。

配置石棉水泥填料在填打接口前加水,随用随拌,用水搅拌到填打接口的时间一般不超过4h。

石棉水泥应自下而上填灰,并分层填打。公称通径DN≤300mm时采用“三填六打”,即每填一次灰打实两遍,共填三次;DN≥350mm时,采用“四填八打”法。接口填打结束后,用黏土涂抹管口作湿养护1~2昼夜。

(3)自应力水泥接口。自应力水泥接口的材料是自应力水泥与粒径为0.5~2.5mm经过筛选和水洗的纯净中砂,质量配合比为水泥∶砂∶水=1∶1∶(0.28~0.32)。自应力水泥属于膨胀水泥的一种,因此,自应力水泥接口也称为膨胀水泥接口。

拌好的自应力水泥砂浆要分三次填入已打好油麻或橡胶圈的承插接口内,每填一层都要捣实,最后一次捣至出浆为止,然后抹光表面。不要像捻石棉水泥口一样用手锤击打。这种接口最怕在12h以内触动,因此在实施操作以前,一定要把管子稳固好。施工完毕后,要在承口外边抹上黄泥浇水养护3d。有条件时,可在接口完成12h后向管道内充水养护,但水压不能超过0.1MPa。冬季施工要做好防冻措施。

(4)石膏氯化钙水泥接口。石膏氯化钙水泥接口材料的质量配合比为水泥∶石膏粉∶氯化钙=10∶1∶0.5。水占水泥质量的20%。三种材料中,水泥起强度作用,石膏粉起膨胀作用,氯化钙则促使速凝快干。水泥可采用32.5级硅酸盐水泥,石膏粉的粒度应能通过200目的纱网。

操作时先把一定重量的水泥和石膏粉拌匀,把氯化钙粉碎溶于水中,然后与干料拌和,并搓成条状填入已打好油麻或橡胶圈的承插接口中,并用灰凿捣实、抹平。由于石膏的终凝时间不早于6min,并不迟于30min,因此,拌和好的填料要15min内用完,要求操作迅速。

(5)水泥接口。水泥接口也就是纯水泥接口,这种接口方法是只用水泥加适量的水拌和,不用添加其他材料。水泥宜采用32.5级硅酸盐水泥,水与水泥的质量比为1∶10,操作方法与石棉水泥接口基本相同。这种接口方法不宜大面积采用,品质不及石棉水泥接口,只适用于施工条件受到限制时少量使用在工作压力不高的情况下。

(6)橡胶圈接口。承插式铸铁管的橡胶圈接口是一种柔性接口,与采用青铅、石棉水泥、自应力水泥作填料的接口方式相比,操作更为简单,劳动强度大大降低,适用于工作压力不超过1.2MPa的给水工程和煤气工程的铸铁管道连接。此外,它还具有补偿管道温度应力、施工不受季节影响、抗振性好等优点。橡胶圈接口所使用的橡胶圈有T形、梯唇形和楔形,分别用于不同的铸铁管承口结构内,所以不同截面形状的橡胶圈不能互相代用。

(7)机械式接口。用于给水、煤气工程的机械式接口的密封橡胶圈由N形、N1形、X形、S形、T形等,用于排水铸铁管机械式接口的橡胶密封圈有A形和RK形两种。

机械式接口的操作步骤如下:

清除承口、插口及法兰压盖工作面上的沥青、泥沙、毛刺等物。在插口上画好插入深度标志线,插入承口的长度应小于承口的深度。在插口端先套入法兰压盖,再套入橡胶圈。橡胶圈的边缘应与插口上的插入深度标志线齐平。将插口端推入承口内,紧固法兰压盖上的螺栓。紧固螺栓应对称交叉进行,使橡胶圈均匀受力(图5-1)。对明敷的机械式接口的铸铁管道,应在接口处安装支架予以固定。

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图5-1 承插橡胶圈法兰压盖连接

5.4.2 非金属管的承插连接

(1)硬聚氯乙烯管。硬聚氯乙烯的承插连接,是采用承插粘接的方式连接管子或管件,不需要对管口进行焊接。操作步骤如下:

管子连接前,对承插接头的配合公差进行检查,清除管子及管件内外的污垢和杂物。

采用细齿锯、割刀或专用断管工具切断管子,断口应平整并垂直于管子轴线,断面处不得有任何变形。去掉断口处的毛刺,毛边,并倒角。倒角角度宜为10°~15°,倒角长度宜为2.5~3mm。倒完角后将残屑清除干净。

涂抹胶粘剂前,用干布将承、插口处粘接表面擦净,无灰尘、水迹、油污等。当粘接表面有油污时,可用棉纱蘸丙酮等清洁剂擦净。用鬃刷或尼龙刷涂抹胶粘剂,必须先涂承口,后涂插口。涂抹承口内侧和插口外侧时,应轴向涂刷,动作迅速,涂抹均匀,且涂刷的胶粘剂适量。胶粘剂可采用过氯乙烯清漆或聚氯乙烯胶。

粘接完毕,即可将接口处多余的胶粘剂擦净,然后根据胶粘剂的性能和气候条件,让接口静置固化一段时间,牢固后方可继续安装。冬期施工时,固化时间应适当延长。管道粘接不应在湿度很大的环境下进行,操作场所应远离火源,防止撞击和阳光直射。在0℃以下粘接操作时,应采取防寒、防冻措施,不得使胶粘剂冻结。在-20℃以下时,停止粘接施工。

(2)ABS管。ABS管是高性能的工程塑料,它的承插连接也采用粘合剂做粘接填料,施工简便,固化速度快,粘接强度可达到14MPa(剪切强度)。其操作步骤如下:

管子承插前,对接口进行选配,一般承插间隙控制在0.3~0.55mm之间。

按所需尺寸切割管子,去掉管内外的毛刺,并将管口外楞倒角(2mm×45°),作为插口。

按ABS骨料∶丁酮=1∶5的质量比配置粘合剂,要求ABS骨料全部溶解均匀,然后加密封圈。

用中号玻璃砂纸或刚玉砂布轻轻砂磨插口。

用干净的白布擦净砂磨好的插口表面,再用浸湿丙酮的白布擦拭,包括承口也用丙酮擦拭至无油无垢。

分两次将粘合剂涂抹于承口和插口表面,然后立即将插口插入承口内,不得转动。规格较大的管子要保持半分钟的轴向推力。涂抹粘合剂不宜在湿度较大的环境下进行,应远离火源,涂抹的工具应保持清洁。

粘接完毕,将接口处多余的粘合剂擦去。