薄壁不锈钢管在室内燃气工程的应用

薄壁不锈钢管在室内燃气工程的应用 摘 要：阐述了薄壁不锈钢管的基本特点，用于室内燃气工程中的设计要点、安装方式、应用效果、存在的问题及相关处理办法。 关键词：室内燃气管道 薄壁不锈钢管 设计 安装 防腐 一、概述 不锈钢管由于具有安全、卫生、强度高、耐腐蚀、寿命长、免维护、美观等特点，大量应用于建筑给水和直饮水管道，目前使用情况良好。随着国民经济的发展和用户生活品质的提高，为提升现代建筑的档次，延长燃气管道使用寿命，借鉴给水工程的成功经验，在GB50028-2006《城镇燃气设计规范》（以下简称《燃规》)颁布实施以来，根据《燃规》中第10．2．3条规定，各地燃气公司除使用无缝钢管、镀锌钢管作为室内燃气管道外，在室内燃气工程中开始使用薄壁不锈钢管，取得了良好的使用效果。 耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学侵蚀性介质腐蚀的钢统称为不锈钢。不锈钢所含的合金元素铬会与腐蚀介质中的氧作用。在钢表面形成一层自钝化氧化膜，可阻止钢基体进一步腐蚀。不锈钢按基体组织分为奥氏体、铁素体、马氏体等，按成分分为Cr系(SUS400)、Cr-Ni系(SUS300）、Cr-Mn-Ni(SUS200)及析出硬化系(SUS600）。我公司先后在室内燃气工程中使用过奥氏体的SUS300系列中的304和铁素体的SUS400系430两种薄壁不锈钢管。薄壁不锈钢管即用壁厚为0.6～2.0mm的不锈钢带或不锈钢板，采用自动氩弧焊等熔焊焊接工艺制成的管材。 二、设计要点 室内燃气工程设计中涉及的薄壁不锈钢管，壁厚不得小于0.6mm，符合GB/T12771 -2008《流体输送用不锈钢焊接钢管》的规定，管材、管件及密封圈应有出厂合格证和质量保证书，管卡为专用不锈钢管卡。 《燃规》第10．2．6条规定：“薄壁不锈钢管和不锈钢波纹管必须有防外部损坏的保护措施”。我公司薄壁不锈钢管用于室内燃气管道时，主要设计为两种方式：安装在燃气表后(户外表方式)，安装燃气表前后(立管方式)。 户外表方式就是引入管(钢管)从室外引出地面，在底层室外靠近用气点的位置进入燃气表箱。燃气表后用户支管由薄壁不锈钢管束引出表箱，用不锈钢排卡固定在外墙上，垂直向上进入用气点。这种方式一般使用DN15mm的薄壁不锈钢管。这种方式适于大多数户型，但较少用于18层以上的高层建筑。在设计中应注意《燃规》第10．2．4条的规定：“在避雷保护范围以外的屋面上的燃气管道和高层建筑沿外墙架设的燃气管道，采用焊接钢管或无缝钢管时其管道壁厚均不得小于4mm。”故在避雷保护范围外的燃气管道及设施应采取保护性措施，只有将其置于建筑防雷网的保护范围内后，方可使用薄壁不锈钢管。 立管方式多用于18层以上的高层住宅。燃气采用8500Pa入户，经户内低-低压调压器调至2000Pa后供给燃具。室内燃气表远传信号统一传输至室外的采集器或集中器后，采用手持式抄表机进行人工集中抄表或用GPRS远程抄表系统将信息自动更新后导入燃气公司信息管理系统。引入管采用钢管，设室外总阀门，穿墙进入室内用气点，利用专用环压-螺纹或环压-法兰转换接头将室内立管转换为DN40mm或以上管径的薄壁不锈钢管，每户分支管(计量表前后)使用DN15mm的薄壁不锈钢管，燃具与薄壁不锈钢管用不锈钢波纹软管连接。高层建筑的薄壁不锈钢管立管应考虑环境温度的变化(热胀冷缩)和建筑沉降等问题，根据计算结果加设补偿器或其他补偿措施，并符合《燃规》关于高层建筑安全等相关规定。 以上两种方式中，薄壁不锈钢管若安装在室外平台(非屋面)等易受外力冲击处，应加设足够强度的钢板等防碰撞保护措施。室内水平管一般设计高度在2.2m以上，室内立管设计在墙角等处，不宜设计在容易碰撞或踩踏的通道等处，若设计在低位或通道处，应加设保护性挡板。 三、安装方式 薄壁不锈钢管规格为DN15-150mm。公称直径小于100mm时主要采用卡压式或环压式连接；公称直径大于等于100mm时采用法兰连接。施工及验收应按CJJ94-2009《城镇燃气室内工程施工与质量验收规范》的要求执行。 卡压式连接是一种不同于一般的焊接及螺纹连接的金属管道连接方式，它是用专用的压接工具在管件端部卡压，使不锈钢管和管件的端部同时收缩，从而达到连接强度和密封要求，用管件端部U形槽内装有的O型密封圈再次完成密封，从而满足密封要求。卡压式连接应符合GB/T 19228.1-2003《不锈钢卡压式管件》、GB/T 19228.2-2003《不锈钢卡压式管件连接用薄壁不锈钢管》、GB/T 19228.3-2003《不锈钢卡压式管件用橡胶O型密封圈》的要求。卡压式连接施工机具有液压钳、割管器、六角量规、扳手、台钻。 环压式连接方式是由卡压式连接方式发展而来的一种新的连接方式。我公司室内燃气工程的70％使用环压式连接，30％使用卡压式连接。环压式连接具有连接可靠、通径损失小、安装方便、管道外观美观等特点。环压式连接件端设计有前后相继的稳定段和密封段，外形呈阶梯状，连接时采用专用液压工具通过对管件圆周上均匀地施加径向压力，使管件、管材发生形变而将管件与管材牢固地连接在一起，同时压缩密封段尺寸，使硅橡胶密封圈充 分填充密封腔体，形成两个锲形密封和一个圆筒密封。 环压式连接的安装步骤如下：①断管：用切管工具(割管器、专用切割机等)按所需长度切断管材，切口端面应与管材轴线垂直，且去净毛刺。②装配：首先将密封圈套在管材上(不得割伤密封圈)，再将管材插入管件内且到底，然后将密封圈完全装入管材与管件之间的间隙内。③环压：液压工具钳口的记号面与管件外端口面一致时进行环压，当模块全部完全闭合后稳压3s以上，卸压，安装完成。 环压式管件及技术要求应符合成都共同管业有限公司企业标准Q/74364329-3.2-2004《低压流体输送用环压式不锈钢管件》的要求。安装应符合四川省工程建设地方标准DB 51/T5035-2007《燃气用环压连接薄壁不锈钢管道工程技术规程》的要求。 四、应用情况 我公司自2008年1月开始安装薄壁不锈钢管以来，用户给予了大力支持，到目前已安装了几十个单位、近1×104户的室内燃气工程。该管道安装后外观与楼盘整体协调一致，提升了小区品质。另外，薄壁不锈钢管的安装需专用施工工具，增大了用户私自改管的难度，防止了私拉乱接，提高了用户用气安全性。 但在实际应用过程中也发现有少量室外管道管壁出现了点腐蚀，较轻者出现锈斑，严重者甚至出现浅的蚀坑。 五、问题分析 金属的腐蚀按原理可分为物理腐蚀、化学腐蚀与电化学腐蚀。工程实际中的金属腐蚀多数为电化学腐蚀。根据实际应用中出现的情况分析，主要有以下3方面的原因可能导致薄壁不锈钢管的电化学腐蚀。 ①不锈钢材质的问题：牌号430不锈钢管具有良好的成形性，在干燥的室内环境中使用效果相当不错，但耐温性和抗腐蚀性差，主要应用于装饰。 在实际应用中出现腐蚀的多为430不锈钢管，建议不再使用。牌号304不锈钢管因含有镍，在污染相对大的工业区和潮湿的大气环境中耐酸性较好，被大量应用在食品工业、外科手术器材等各个领域。目前304不锈钢管在燃气工程中的应用情况较好，建议继续使用。 ②外界因素影响：建筑物在主体施工完成后，交付使用前通常会用草酸清洗墙面、散水等，草酸会直接使不锈钢发生电化学反应从而导致腐蚀。即使是在草酸清洗一个星期后，若土壤内残留大量草酸，蒸发后对管道仍具有腐蚀性。 德阳作为重工业基地，空气中悬游的颗粒，如钢铁生产过程中产生的灰尘或氧化铁的沉积，燃油燃烧所产生的气体(含硫和氮的氧化物)，或者是化工厂等释放的其他气体，加上德阳潮湿多雨的盆地气候，使室外薄壁不锈钢管易发生电化学反应，导致点腐蚀的发生。 ③其他因素影响：薄壁不锈钢管在堆放、运输、施工过程中若发生撞伤，出现凹痕、划伤会引起管材局部薄弱，抗腐蚀能力下降。管材本身在生产过程中若混入杂质也会导致管材局部腐蚀的产生。 六、解决问题的措施 ①在管道上涂刷透明硅树脂保护膜。硅树脂具有优异的热氧化稳定性、电绝缘性能、卓越的耐潮、防水、防锈、耐寒、耐臭氧和耐候性能，能有效防止不锈钢管的点腐蚀。该方式的实施主要由薄壁不锈钢管生产厂家出厂前对管道进行涂刷或喷刷，后期维修可在现场进行人工涂刷，管道涂刷前后有明显区别(用手触摸能明显感知)。以我公司为例，该方式薄壁不锈钢管(DN15mm)增加的成本不多于2％。 ②选用抗腐蚀性更强的材质。牌号316的不锈钢因添加了钼元素，使其获得了特殊的抗腐蚀结构，具有更好的抗氯化物腐蚀能力，现在主要使用在侵蚀性严重的工业或海洋大气中，以后可尝试在燃气工程中使用。 ③选择合理的施工时间。薄壁不锈钢管安装应选择在草酸清洗墙面10 d以后进行施工，以尽量减少草酸对管道的腐蚀作用。安装完成后应防止再用草酸清洗墙面，若不可避免，则应采取保护措施后方可实施。 ④加强管理。施工过程中防止薄壁不锈钢管与其他物体剧烈碰撞或摩擦。安装完毕后，要及时对管道进行清理，严防表面附着水泥、墙面漆等杂物。 七、结语 根据目前使用情况看，薄壁不锈钢管集外观优势和防腐蚀特性于一身，能长期满足建筑物美观和燃气安全使用的要求，建议推广应用。