某電廠自動水消防管道連接方式探討

韓 剛，向 楊

（國核電力規劃設計研究院有限公司 北京 100095）

1 概述

該電廠為國內濱海百萬機組，在汽機房內設置有室內消火栓滅火系統、濕式自動噴水滅火系統、水噴霧滅火系統等水消防方式，其中自動水消防系統的管材和連接方式如表1所示。

表1 消防管道配置

在調試期間自動噴水滅火系統發生局部區域溝槽連接件斷裂而導致漏水事件。通過對事件分析，漏水原因主要有以下幾方面：

（1）軋制后溝槽深度D和最大伸展面外徑T都超過了標準要求，截面有效壁厚偏小，在熱脹冷縮或其它外力作用下產生斷裂。

（2）管道在軋制冷加工過程中發生了塑性變形，導致了加工硬化現象，即硬度上升、韌塑性下降，材料力學性能呈現變脆的傾向。

（3）不同管段間連接時未充分對齊便用卡箍間強行連接，引起溝槽接口局部受外力變形。

該漏水事件反映出采用溝槽連接方式的管道在管口加工質量控制及安裝過程中存在的實際問題，本文擬分析不同連接方式的利弊，進而推薦恰當的管道材質及連接型式。

2 規范要求

關于自動水消防系統管材及連接方式，不同規范都做出了相似規定。

●《自動噴水滅火系統設計規范》（GB50084-2017）：

8.0.2 條：“配水管道可采用內外壁熱鍍鋅鋼管、涂覆鋼管、銅管、不銹鋼管和氯化聚氯乙烯（PVC-C）管。”

●《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014）：

8.2.4 條：“室內外架空管道應采用熱鍍鋅鍍鋅鋼管等金屬管材……”

8.2.9 條：“架空管道的連接宜采用溝槽件（卡箍）、螺紋、法蘭、卡壓等方式，不宜采用焊接連接。”

12.3.11 條：“……當熱鍍鋅鍍鋅鋼管采用法蘭連接時應選用螺紋法蘭，當必須焊接連接時，法蘭焊接應符合現行國家標準……”

因此對于自動噴水滅火系統來說，采用內外熱鍍鋅鋼管和卡箍/螺紋連接方式滿足規范要求。

3 常用的消防管道材質及連接方式

滿足消防規范要求及符合工程實際的架空管道管材有：普通鋼管、內外熱鍍鋅鋼管、不銹鋼鋼管（以304為基準）。

消防管道在工程實際中常用連接方式有：螺紋連接、焊接、法蘭連接、承插連接、溝槽連接等。

3.1 螺紋連接

螺紋連接用于低壓流體輸送用焊接鋼管及外徑可以攻螺紋的無縫鋼管的連接，宜采用密封膠帶作為螺紋接口的密封，密封帶應在外螺紋上施加。該種連接方式常用于小口徑（DN80及以下）的內外熱鍍鋅鋼管。

3.2 焊接

其主要特點是：接口牢固耐久，不易滲漏，接頭強度和嚴密性高，使用后不需要經常管理。該種連接方式常用于普通鋼管或不銹鋼管，不宜用于鍍鋅鋼管。

3.3 法蘭連接

法蘭連接是將墊片放入一對固定在兩個管口上的法蘭中間，用螺栓拉緊使其緊密接合起來的一種可拆卸的接頭。按法蘭與管道固定方式分為螺紋法蘭、焊接法蘭、松套法蘭等。該種連接方式可用于不同管材/管道和閥門之間的連接，也可用于大口徑（DN65及以上）鍍鋅鋼管之間的連接。

3.4 承插連接

消防上用到鑄鐵管的承插連接方式分為機械式接口和非機械式接口。

3.5 溝槽連接

溝槽式接口是在管道、管件等管道接頭部位加工成環形溝槽，用溝槽連接件、橡膠密封圈和緊固件等組成的套筒式快接頭。安裝時，在相鄰管端套上異形橡膠密封圈后，用拼合式溝槽件連接。溝槽連接件的內緣就位在溝槽內并用緊固件緊固后，保證了管道的密封性能。這種連接方式具有不破壞鍍鋅層、施工快捷、便于拆卸等特點。該種連接方式常用于大口徑（DN100及以上）的內外熱鍍鋅鋼管。

上述介紹中，消防管道若采用熱鍍鋅無縫鋼管，無論溝槽軋制、螺紋制作或者焊接等方式都有可能對管道的鍍鋅層產生一定的損壞，其中焊接方式對鍍鋅層破壞最為明顯，工程通常采用噴鋅處理。

4 技術經濟比較

本文主要針對大口徑（DN100及以上）鋼管進行分析，擬對以下幾種管道連接方式進行比較論述（承插連接不在比較范圍之內）：

●溝槽連接

●螺紋法蘭連接

●焊接法蘭連接

焊接法蘭又可分為兩種方式：一種是熱鍍鋅無縫鋼管與法蘭焊接完成后，整體返廠進行熱鍍鋅處理；一種是熱鍍鋅無縫鋼管與法蘭直接焊接，之后對焊縫處進行電弧噴鋅處理。

●304不銹鋼管道焊接

4.1 管道用量統計

本工程水噴霧滅火系統、自動噴水滅火系統管道的用量（單臺機組）如下：

表2 自動水消防管道用量

5 結語

通過上述比較，焊接法蘭（噴鋅）連接降低了系統防腐效果，不做推薦；溝槽連接綜合成本低，但受現場施工質量影響大；螺紋法蘭連接為新規范推薦的連接方式，雖對施工帶來一定影響，但施工質量可控。304不銹鋼管采用焊接連接，存在不合規范的風險；因此，本文認為，螺紋法蘭連接及焊接法蘭（整體熱鍍鋅）為本文推薦連接方式。