CN108591648A - 大直径k2型接口球墨铸铁管的插接结构与插接方法 - Google Patents
大直径k2型接口球墨铸铁管的插接结构与插接方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构与插接方法，所述插接结构具有插口与承口，承口具有由平直段向外扩大的扩口段、由扩口段向端部延伸的接口段以及接口段末端处内缩形成的封口，所述接口段具有平滑内壁；所述插口插入所述承口内，而橡胶圈置入插口的外壁与承口的内壁的间隙，橡胶圈的外侧与所述封口抵接，内侧用压紧装置与所述承口的扩口段顶紧。所述插接方法是先将承口与插口对接，工人再进入管道内部，将橡胶圈安放至承口与插口间隙内，并用压紧装置顶紧。采用本发明提供的结构与方法，可使橡胶圈免于插口的大力挤压，破损几率降低，管道接口的密封性更加可靠，而且维修方便，安装时工序间互不影响，能够提升安装速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构与插接方法。
背景技术
球墨铸铁管在国际及国内现以广泛应用于水利和市政行业的输水工程中，对于长距离的输水管线工程，一般采用公称直径大于1000mm的大直径球磨铸铁管。
球墨铸铁管的接口形式以承插接口为主，承插接口又分为机械式、滑入式两种。机械接口型式主要有K型、N1型、X型、S型；滑入式接口型式主要有T型，T型接口是使用最多的传统滑入式接口，传统承插接口的球墨铸铁管从设计、制造、安装、使用等已形成系列标准，均属于成熟的工艺，而K2型接口属于从日本引进的一种新型滑入式承插接口，本次在南水北调配套工程大兴支线工程中使用的K2型承插接口DN2400的球磨铸铁管是国内首次生产和运用的最大直径的K2型接口管道，目前国内还没有在设计、生产、安装方面的规范和相关专业资料。
传统承插接口的球墨铸铁管的插口为平滑直管，承口内有一凹凸性结构，橡胶圈结构与其契合，可以完全依附在承口内，通过挤压橡胶圈将接口密封。
传统承插接口的球磨铸铁管的安装流程如下：安装前准备→清口→安装橡胶圈→管道就位→管道对接→第一次及第二次打压试验→管道回填。
现有技术的缺点在于：
1、管道接口气密封性不可靠：传统承插接口形式的球磨铸铁管在安装过程中，附在承口内的橡胶圈在插口插入时将受到非常大的挤压，容易产生破损及裂纹等，可能导致接口气密性降低；
2、后期维修极其麻烦：传统承插接口形式的磨铸铁管在运营管线出现漏水问题进行维修时，需要先将管道覆土挖出，然后再将管道拔出后方可进行维修，工序繁琐且费时、费力、费钱。
3、安装时各工序间必须顺序作业：传统承插接口形式的磨铸铁管在安装过程中必须在橡胶圈安装完毕后，插口方可插入。
4、内防腐涂层易脱落：其内防腐采用水性环氧涂料，在进行接口打压时，压力水容易从内防腐层中渗出，防腐涂层出现裂纹，最后将逐渐脱离，长时间将导致管体腐蚀破损。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构与方法，解决现有技术中存在的上述技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构，插口具有平滑外壁，其特征在于：
承口具有由平直段向外扩大的扩口段、由扩口段向端部延伸的接口段以及接口段末端处内缩形成的封口，所述接口段具有平滑内壁；
所述插口插入所述承口内，而橡胶圈置入插口的外壁与承口的内壁的间隙，橡胶圈的外侧与所述封口抵接，内侧用压紧装置与所述承口的扩口段顶紧。
所述的大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构，其中：在橡胶圈的内侧抵接有组合圈，在组合圈的内侧抵接有压圈，所述压圈的外侧通过锁紧螺栓以及垫棒与所述承口的扩口段的径向壁面顶紧。
所述的大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构，其中：所述组合圈由三段圆弧组成。
所述的大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构，其中：所述压圈由四段圆弧组成。
所述的大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构，其中：所述大直径K2型接口球墨铸铁管外部先喷涂一层平均重量不小于200g/m2的金属锌，金属锌的外层采用厚度不小于70μm的沥青作为保护层；所述大直径K2型接口球墨铸铁管内部采用水泥砂浆作为内衬，内衬具有厚度不小于150μm的环氧树脂防腐涂层。
本发明还提供一种大直径K2型接口球墨铸铁管的插接方法，采用前述大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构，其中：
先将承口与插口对接后，工人再进入管道内部，将橡胶圈安放至承口与插口间隙内，并用压紧装置将橡胶圈顶紧。
所述的直径K2型接口球墨铸铁管的插接方法，其中：安装橡胶圈之后，还在橡胶圈的内侧安装有组合圈，组合圈由三个圆弧段组成，先安装下方圆弧段，再依序安装左右二侧圆弧段，最后用撬棍配合垫块将组合圈向间隙深处顶推。
所述的直径K2型接口球墨铸铁管的插接方法，其中：安装组合圈之后，还在组合圈的内侧安装有压圈，压圈由四个弧形段组成，先安放底下最短且二端切口为垂直平面的弧形段，再安装一端切口呈平面、另一端切口呈斜面的左右二侧弧形段，平面端与下段弧形段对齐，斜面端留着与最后安装的上方弧形段的斜面对齐。
所述的直径K2型接口球墨铸铁管的插接方法，其中：安装压圈之后，还安装垫棒，用撬棍配合垫块将压圈撬进，留出一定空间以放置薄型液压千斤顶，然后用两个薄型液压千斤顶对称逐段顶推压圈与所述径向壁面，直至能够将垫棒塞入锁紧螺栓与所述径向壁面之间，最后用手将螺帽向外退出并顶紧所述垫棒。
所述的直径K2型接口球墨铸铁管的插接方法，其中：安装垫棒之后，使用薄型液压千斤顶将压圈顶紧，然后不断将螺帽向外退出以继续顶紧垫棒，如此反复直至沿圆周方向的所有锁紧螺栓依次被锁紧。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：
1、密封胶圈安装可靠性高：本发明安装时，先将承口与插口对接，然后从管道内部将橡胶圈等组件安装至承口与插口间隙内，主要密封材料橡胶圈免于插口的大力挤压，破损几率降低，管道接口的密封性可靠。
2、维修方便：运行的管线出现问题时，只需将有问题段管道内的水排出，然后进入管内对出现问题的接口进行修补或组件替换即可，后期维修极其方便。
3、安装时工序间互不影响：各个管段之间的承口与插口对接与管道内部组件安装之间互不影响，可以进行流水式的作业，从而提升安装速度。
4、使用寿命更长：本发明的管外采用沥青做保护层，内部采用环氧树脂涂层，防腐涂层经过标养间标养后表干，防腐效果良好，安装与使用过程中不易腐蚀。
附图说明
图1是本发明提供的大直径K2型接口球墨铸铁管的承口剖视结构图；
图2是本发明提供的大直径K2型接口球墨铸铁管的承插结构示意图。
附图标记说明：管道1；金属锌11；沥青12；水泥砂浆13；环氧树脂防腐涂层14；扩口段15；接口段16；封口17；橡胶圈21；组合圈22；压圈23；锁紧螺栓24；螺帽241；垫棒25。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的大直径K2型接口球墨铸铁管，管道1外部先喷涂一层平均重量不小于200g/m2的金属锌11，金属锌11的外层采用厚度不小于70μm的沥青12作为保护层；管道1内部(包括管体、承口以及插口部位)采用水泥砂浆13作为内衬，内衬的公称厚度为12mm，最小厚度为7mm；内衬具有厚度不小于150μm的环氧树脂防腐涂层14。
如图2所示，本发明提供的大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构，其插口具有平滑外壁，承口具有由平直段向外扩大的扩口段15、由扩口段15向端部延伸的接口段16以及接口段16末端处内缩形成的封口17，所述接口段16具有平滑内壁；
如图2所示，所述插口插入所述承口内，而橡胶圈21置入插口的外壁与承口的内壁的间隙，橡胶圈21外侧与所述封口17抵接，内侧用压紧装置顶紧；在本实施例中，是在橡胶圈21的内侧抵接有组合圈22，在组合圈22的内侧抵接有压圈23，所述压圈23的外侧通过锁紧螺栓24以及垫棒25与所述承口的扩口段15的径向壁面顶紧。
其中，所述组合圈22一般由三段圆弧组成，所述压圈23由四段圆弧组成，以便于由管体内部置入所述间隙处。
本发明提供的大直径K2型接口球墨铸铁管的插接方法，其安装顺序与传统承插接口相反，先将承口与插口对接后，工人再进入管道1内部，将橡胶圈21、组合圈22、压圈23安放至承口与插口间隙内，并通过压紧螺栓及垫棒25将组件顶紧。
安装流程如下：安装前准备→管道1就位→承插口清理与刷油→管口对接→安装橡胶圈21→安装组合圈22→安装压圈23→安装垫棒25→锁紧螺栓24定位→第一次打压试验→土方回填→第二次打压试验。
具体而言：
安装前准备：将所用工具准备齐全；
管道1就位：用吊车将检查合格的K2型承插口大直径球磨铸铁管直接吊装至槽底；
承插口清理与刷油：用干燥、干净的毛刷或抹布将插口外侧工作面及承口工作面内全部清理干净；清理干净后，在承插接口工作面范围内涂刷一层润滑剂，在组件安装前保持涂刷面无异物附着；
管口对接：采用吊车或者移动式龙门吊将准备安装的管道1插口移至紧邻承口位置，调节管道1轴线位置使其与安装好的承口轴心基本对齐，然后在管道1两侧及管顶位置安装三根导链，导链安装完毕后，通过拉动导链将插口缓慢滑入承口内至插口，通过限位块限制插口插入承口距离，保证组件的安装空间与管道1的有效长度；
安装橡胶圈21：工人进入管道1内部，将限位块取出，将自然呈“O”型的橡胶圈21经过简单拉伸后直接放入承口与插口的间隙内，用手按到底；
安装组合圈22：组合圈22由三段组成，需要在间距为115mm的预留空间内拼装，先安装下方圆弧段，再依序安装左右二侧圆弧段，最后用撬棍配合垫块将组合圈22向间隙深处顶推，留出足够空间来安装压圈23；
安装压圈23：压圈23分为四段，先安放底下最短且二端切口为垂直平面的弧形段，再安装一端切口呈平面、另一端切口呈斜面的左右二侧弧形段，平面端与下段弧形段对齐，斜面端留着与最后安装的上方弧形段的斜面对齐，压圈23组合之后先以人力支撑，待与连接螺栓锁紧后方可放松；
安装垫棒25：压圈23安放后，压圈23圆周上的锁紧螺栓24的螺帽大多顶至扩口段15的径向壁面，需要用撬棍配合垫块将压圈23撬进，留出一定空间以放置薄型液压千斤顶，然后用两个薄型液压千斤顶对称逐段顶推压圈23与所述径向壁面，直至能够将垫棒25塞入锁紧螺栓24与所述径向壁面之间，最后用手将锁紧螺栓24上的螺帽241向外退出并顶紧所述垫棒25；
锁紧螺栓24定位：使用薄型液压千斤顶将压圈23顶紧，然后不断将螺帽241向外退出以继续顶紧垫棒25，如此反复直至沿圆周方向的所有锁紧螺栓24依次被锁紧；需要注意的是，每次锁入量不宜太多，以确保胶圈能均匀安装到位；
打压试验：将打压泵及注水泵与打压设备连接后，用注水泵从注水孔开始往接口密闭空间内注水，并松动上部的排气孔螺栓排出空气，直至注入的水从排气孔中喷出后将排气孔拧紧；然后手动按照规定的速度加压至工作压力后稳压。
采用本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：
1、密封胶圈安装可靠性高：本发明安装时，先将承口与插口对接，然后从管道1内部将橡胶圈21等组件安装至承口与插口间隙内，主要密封材料橡胶圈21免于插口的大力挤压，破损几率降低，管道1接口的密封性可靠。
2、维修方便：运行的管线出现问题时，只需将有问题段管道1内的水排出，然后进入管内对出现问题的接口进行修补或组件替换即可，后期维修极其方便。
3、安装时工序间互不影响：各个管段之间的承口与插口对接与管道1内部组件安装之间互不影响，可以进行流水式的作业，从而提升安装速度。
4、使用寿命更长：本发明的管外采用沥青12做保护层，内部采用环氧树脂涂层，防腐涂层14经过标养间标养后表干，防腐效果良好，安装与使用过程中不易腐蚀。
Claims (10)
1.一种大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构，插口具有平滑外壁，其特征在于：
承口具有由平直段向外扩大的扩口段、由扩口段向端部延伸的接口段以及接口段末端处内缩形成的封口，所述接口段具有平滑内壁；
所述插口插入所述承口内，而橡胶圈置入插口的外壁与承口的内壁的间隙，橡胶圈的外侧与所述封口抵接，内侧用压紧装置与所述承口的扩口段顶紧。
2.根据权利要求1所述的大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构，其特征在于：在橡胶圈的内侧抵接有组合圈，在组合圈的内侧抵接有压圈，所述压圈的外侧通过锁紧螺栓以及垫棒与所述承口的扩口段的径向壁面顶紧。
3.根据权利要求2所述的大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构，其特征在于：所述组合圈由三段圆弧组成。
4.根据权利要求2所述的大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构，其特征在于：所述压圈由四段圆弧组成。
5.根据权利要求1所述的大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构，其特征在于：所述大直径K2型接口球墨铸铁管外部先喷涂一层平均重量不小于200g/m2的金属锌，金属锌的外层采用厚度不小于70μm的沥青作为保护层；所述大直径K2型接口球墨铸铁管内部采用水泥砂浆作为内衬，内衬具有厚度不小于150μm的环氧树脂防腐涂层。
6.一种大直径K2型接口球墨铸铁管的插接方法，采用如权利要求1所述的大直径K2型接口球墨铸铁管的插接结构，其特征在于：
先将承口与插口对接后，工人再进入管道内部，将橡胶圈安放至承口与插口间隙内，并用压紧装置将橡胶圈顶紧。
7.根据权利要求6所述的直径K2型接口球墨铸铁管的插接方法，其特征在于：安装橡胶圈之后，还在橡胶圈的内侧安装有组合圈，组合圈由三个圆弧段组成，先安装下方圆弧段，再依序安装左右二侧圆弧段，最后用撬棍配合垫块将组合圈向间隙深处顶推。
8.根据权利要求7所述的直径K2型接口球墨铸铁管的插接方法，其特征在于：安装组合圈之后，还在组合圈的内侧安装有压圈，压圈由四个弧形段组成，先安放底下最短且二端切口为垂直平面的弧形段，再安装一端切口呈平面、另一端切口呈斜面的左右二侧弧形段，平面端与下段弧形段对齐，斜面端留着与最后安装的上方弧形段的斜面对齐。
9.根据权利要求8所述的直径K2型接口球墨铸铁管的插接方法，其特征在于：安装压圈之后，还安装垫棒，用撬棍配合垫块将压圈撬进，留出一定空间以放置薄型液压千斤顶，然后用两个薄型液压千斤顶对称逐段顶推压圈与所述径向壁面，直至能够将垫棒塞入锁紧螺栓与所述径向壁面之间，最后用手将螺帽向外退出并顶紧所述垫棒。
10.根据权利要求9所述的直径K2型接口球墨铸铁管的插接方法，其特征在于：安装垫棒之后，使用薄型液压千斤顶将压圈顶紧，然后不断将螺帽向外退出以继续顶紧垫棒，如此反复直至沿圆周方向的所有锁紧螺栓依次被锁紧。
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