摘要：全圆弧螺纹连接是薄壁不锈钢管的一种新型连接方式，目前尚未入编相关标准规范。探讨薄壁不锈钢管在城市燃气行业的应用环境和相关规范要求。通过分析卡压式管件和卡套式管接头的国家标准，提出了全圆弧螺纹接口管件应用于燃气的性能要求及需要的性能试验。
关键词：全圆弧螺纹连接； 薄壁不锈钢管； 性能试验； 卡压式连接； 卡套式连接
Performance Requirement for Full Circular Arc Thread Connection of Thin-wall Stainless Steel Gas Pipe
Abstract: Full circular arc thread connection is a new connection mode of thin-wall stainless steel pipe，which is not listed in the relevant standards and codes. The application environment of thin-wall stainless steel pipe in city gas industry and the relevant code requirements are discussed. By analyzing the national codes for compression fittings and ferrule-type connectors，the performance requirements and corresponding test methods for application of full circular arc thread fittings in gas industry are proposed.
Key words: full circular arc thread connection；thin-wall stainless steel pipe；performance test；compression connection；ferrule-type connection
1 概述
薄壁不锈钢管是传统管材的换代产品。20世纪50年代，瑞典学者首先发明了薄壁不锈钢管并申请专利；20世纪70年代，德国马普尔斯公司开始将其投入生产，并应用于建筑冷、热水；20世纪80年代，日本开始将其应用于建筑冷、热水；l998年，我国开始生产建筑冷、热水薄壁不锈钢管；2003年，薄壁不锈钢管开始应用于国内的燃气管道[1-2]。
CJJ 94-2009《(城镇燃气室内工程施工与质量验收规范》推荐的薄壁不锈钢管连接方式主要有承插氩弧焊式、卡套式、卡压式、环压式等，这些连接方式均较成熟且各有优缺点[2-3]。卡套式连接是用锁紧螺帽和螺纹管件将管道压紧于管件上。卡压式连接时，操作人员将“O”型密封圈用专用卡压工具压入连接处，钳压后断面呈六边形。这两种连接方式操作方便，易于安装，但连接强度不够高，抗外力能力较差。承插氩弧焊连接时，将管道插入管件承口，用钨极氩弧焊将两连接件熔焊成一体。其优点是连接强度高，缺点是施工技术要求高，有时内外氩气保护在施工现场较难实现。环压式连接时，将套有圆筒状弹性体密封圈的管道插入环压式管件的承口，用专用工具从外部沿承口圆周施压，使承口连同管道一起局部下凹变形，压缩承口的密封段，从而达到管道管件紧固密封。这种连接方式操作方便，易于安装，连接强度高，但密封圈和管件不是整体件，安装中要特别注意其密封效果。
针对以上管道连接方式不能完全满足不锈钢管道高精度、高强度、低成本连接的要求，广东立丰管道科技有限公司研发了一种具有完全自主知识产权的全圆弧螺纹连接技术，相关牙型及制造方法已经分别取得国家发明专利[4-5]。目前这种连接方式已经在自来水行业得到推广[6]，但在城市燃气行业应用，目前还缺乏相关规范标准的支持。
2 全圆弧螺纹连接技术
全圆弧螺纹连接是专用于薄壁不锈钢管的连接技术，采用这种连接的管件的管端具有圆锥度为1：16的全圆弧螺纹接口，亦称锥螺纹接口。其特征是：内外螺纹接口均具有1：16的圆锥度，螺纹的牙型角为60°，螺纹的牙顶和螺纹槽底都具相同半径并相切的圆弧。全圆弧螺纹接口牙型见图l，内螺纹接口和外螺纹接口分别见图2、3。管件分为直管、管堵、直通(含异径直通)、三通(含异径三通)、弯头(含45°弯头)、英制外螺纹转换接头、英制内螺纹转换接头等。
全圆弧螺纹接口是采用双向滚压纹接口管技术，通过两模具螺纹相互啮入，令管壁厚等于螺纹槽底壁厚的薄壁管通过两模具的啮入点时，根据两模具螺纹相互啮入形成的牙型间隙产生塑性变形，形成具有螺旋升角的内外螺纹接口。该加工方法是一种无切屑成型螺纹接口的先进技术。与传统螺纹接口相比，全圆弧螺纹接口不但解决了无效壁厚浪费严重的问题，而且避免出现传统螺纹接口的应力集中和温差轴力放大效应[6]。
3 城镇燃气规范对室内燃气管道的要求
GB 50028-2006《城镇燃气设计规范》中
GB 50028-2006的
CJJ 94-2009《城镇燃气室内工程施工与质量验收规范》对薄壁不锈钢管及其管件的使用有如下规定：①当采用薄壁不锈钢管时，其厚度不应小于
这两个规范都要求薄壁不锈钢管的壁厚不得小于
由表2可知，DN l
此外，全圆弧螺纹接口连接方式在这两个规范中都没有明文支持。但考虑到规范的制定都是滞后于产品和技术的开发及应用，这并不影响全圆弧螺纹接口在保证连接性能的前提下在燃气行业推广，以期取得一定使用经验后，列入规范支持的接口类型。
4 全圆弧螺纹接口应用于燃气的性能要求
GB 50028-2006认可了薄壁不锈钢管的卡套式连接，CJJ 94-2009认可了卡套式、卡压式、环压式3种机械连接。目前在燃气行业中，卡压式连接使用比较广泛。GB/T l9228.1-2011《不锈钢卡压式管件组件》明确了卡压式连接所应达到的技术性能，GB/T 3765-2008《卡套式管接头技术条件》则明确了卡套式连接所需达到的技术条件。因此，我们认为，如果全圆弧螺纹接口的连接性能能够达到卡压式或卡套式连接的性能要求，则应该能够在城镇燃气室内管道中应用。
GB/T l9228.1-2011和GB/T 3765-2008规定的连接性能测试项目见表3，各项测试的具体条件及合格要求见相应标准。
在表3所示的测试项目中，温度变化试验及卫生要求是针对自来水应用的。振动加循环脉冲试验是水压振动试验和压力冲击(波动)试验的组合。考虑到全圆弧螺纹连接的薄壁不锈钢管在水和天然气两种场合应用，全圆弧螺纹接口连接性能测试项目应涵盖表3中卡压式管件的所有测试试验，性能要求也可与卡压式管件看齐。同时与卡压式管件不同，全圆弧螺纹接口连接是螺纹连接，因此应该再选取表3中卡套式管接头的重复安装试验和爆破试验，性能要求应与卡套式管接头相同。GB/T3765-2008规定振动加循环脉冲试验可以替代单独的水压振动试验和压力冲击(波动)试验，全圆弧螺纹接口性能测试也可作此要求。全圆弧螺纹接口管件如果能够达到上述的连接性能要求，则可保证在自来水和燃气行业应用中的安全性。
5 结语
全圆弧螺纹连接是一种具有自主知识产权的薄壁不锈钢管连接技术，目前已在自来水行业推广应用。但在燃气行业，还存在着国家标准不足等方面的制约。通过对城镇燃气行业相关标准及卡压式管件和卡套式管接头国家标准的分析，提出了全圆弧螺纹接口管件的性能要求及需要的性能测试试验，以便为未来制定相关的行业和国家标准，以及在城镇燃气行业推广提供参考。
参考文献：
[1] 池爱君.薄壁不锈钢管在室内燃气工程的应用[J].煤气与热力，2009，29(8)：B25-B27.
[2] 陈文，张玉梅，曾令基.燃气薄壁不锈钢管的性能与连接方式比较[J].煤气与热力，2011，31(6)：B27-B30.
[3] 李远辉.浅谈薄壁不锈钢的连接技术[J].科技资讯，2011(21)：112.
[4] 广州立丰管道科技有限公司.一种圆弧螺纹牙型：中国，ZL 200910192231.6[P].
[5] 程宇鸣.一种薄壁不锈钢啮入成型螺纹接口管子制造方法：中国，ZL 200410015557.9[P].
[6] 程锡龄，程金煦.锥螺纹式薄壁不锈钢管技术特性介绍[J].给水排水，2008，34(3)：109-112.
本文作者：解东来 赵雯雯 程宇呜
作者单位：华南理工大学化学与化工学院 广东立丰管道科技有限公司
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