恒达平台新闻 恒达平台(www.nmljy.com)铸铁,球墨铸铁管新闻

恒达:创新驱动铁管接头技术

恒达球墨铸铁管和恒达螺旋焊管市场服务经理MAURY D. GASTON

美国最近庆祝了其工程产品标准百年纪念。今天的美国国家标准协会(ANSI)可以追溯到1918年,并且与AWWA合作,在1926年与其他组织共同制定了铁管标准。该产品标准和其他产品和工艺标准是北美拥有世界上最好的市政标准的主要原因。世界上的水系统。

开发,创新和改进对于成功和持久的产品至关重要。尽管铁管在许多方面都进行了创新,例如从灰口铁到球墨铸铁的改进,但其联合技术,特别是限制联合开发的技术已经发生了变革。从皮革垫片,黄麻接头,劳动强度大的铸铁螺栓和重型压盖,到如今挠曲和伸缩的无螺栓,柔性,受约束的接头,铁管接头的创新和技术意义重大,令人印象深刻,尤其是抗震和抗暴风雨的接头技术。

这些发展非常重要,因为目前已知在美国有超过120万英里的自来水管道正在使用。根据具有里程碑意义的2010 AWWA报告“不再埋葬”,在这120万英里中,有 64%由铁管制成。

铁管联合开发

第一个铸铁管接头采用法兰连接,并使用各种材料(包括皮革)密封接头。根据球墨铸铁管研究协会的手册,钟形和轴瓦式接头于1785年开发,并在1950年代开始使用。钟形和套管接头在栓的末端具有凸起的唇缘,并且在钟和套管之间的环形空间填充有黄麻,并填充有用户选择的各种密封材料。1919年,开发了单纯形接头以代替刚性法兰接头,并首次在德克萨斯州的石油工业中使用。它类似于今天的机械接头,但是今天的松动密封套却与管子成为一体。自19世纪第三季度开始,在英国便开始使用橡胶作为连接材料,并且在美国采用橡胶促进了机械连接及其单独的随动压盖的普及,从而压缩了橡胶垫圈。

橡胶技术的不断发展使球窝关节成为可能。其中包括一个机加工球,该机球可通过螺栓固定的压盖固定在机加工的球窝中,将它们固定在一起,但仍具有15度的旋转灵活性。基本的球窝关节设计可以追溯到1930年,代表了当时的重大创新和产品开发。这些灵活而持久的接头使以前无法实现的河流和其他水域的淹没成为可能,从而支持了经济发展。

抗震和抗暴风雨的关节系统可改善挠度,膨胀和收缩。 

图1.接头创新:Fastite推入式接头消除了螺栓和装配部件,并使用了双硬度计垫圈来产生无泄漏的密封。

接头技术的一项突破性创新涉及取消螺栓和装配部件,1961年7月4日,Fastite推入式橡胶垫片接头获得了美国专利号2,991,092,如图1所示。双硬度密封垫,带有一个刚性环,可将密封垫抵住插入载荷,固定在适当的位置;柔软的脂状部分可提供无泄漏的密封。推入式垫圈很快取代了螺栓连接的机械接头,几乎可用于所有地下管道之间的连接,对于无约束和受限的接头,今天仍然是最常见的接头。

制约联合创新发展

抗推力是压力与横截面积的乘积。合成推力的变化与管道的弯曲程度成正比。管道与周围环境之间的摩擦会抵消由此产生的推力。造成摩擦阻力的因素主要包括土壤和管道之间的摩擦系数以及管道上方回填的深度。推力抑制系统的目的是通过足够坚固的接头将足够长的管道连接在一起,以与周围的土壤接合,从而使内部水压和喘振所产生的推力远远超过平衡。球墨铸铁管研究协会提供了一种公认的确定长度的方法,易于使用的程序可以在以下位置在线获取:www.dipra.org。

除了止推块和刚性法兰接头外,最早的约束系统还使用螺纹拉杆连接每个接头。这些拉杆价格昂贵,劳动强度大,并且随着时间的流逝会松动。对替代物的渴望导致了自约束关节的发展。法兰接头符合上述说明,但其刚性使它们承受弯矩力,通常会导致意想不到的后果。

正如无拘无束的联合开发始于螺栓和人工并发展到无螺栓产品一样,联合开发也受到了限制。1960年代初的一次改进是在钟罩内使用推入式垫圈,该钟罩具有不密封的法兰和螺栓孔。将带有螺栓孔的从动压盖放置在连接插口的枪管上。将一根坚固的合金棒焊接到套管上,松弛的随动压盖与之接合。从动压盖和非密封法兰之间的沉重螺栓确保了约束。这是对法兰连接的一种改进,并且实现了强大的积极约束。另一方面,这种配置是昂贵的,繁重的,劳动密集的,并且需要大量的施工前计划和设计。

产品开发和创新工作现在转向拆除螺栓和增加灵活性。这是通过更深的铃铛来实现的,该铃铛的横截面可以容纳锁定楔块,并与管道插口上的焊接环配合。螺栓不见了,并引入了合理的灵活性。还使用了传统的推入式垫圈。产品开发从较小的直径发展到较大的直径。强度和接头柔韧性的结合使得这种受约束的接头可用于中等剖面的水道中,以代替较昂贵的球窝管,并且最近已被引入水平定向钻井应用。

图2.接头性能:抗震和抗暴风雨的接头系统可改善挠度,膨胀和收缩。

在受限的接头开发阶段,已经设计了螺栓,设计了挠度,并且创新的工程师将他们的注意力转向了焊接和现场适应性。通过将带有锯齿的高强度,硬化钢楔硫化成推入式垫圈,该行业能够结合关节约束力。关节变形 无需螺栓连接,安装简便,快速;和现场适应性成为完全受限的联合产品。进一步的创新是生产这些色彩鲜艳的垫片,以区别于传统的黑色无约束垫片。

此时,受限的联合创新已从笨重,螺栓连接,刚性,昂贵,预先设计和耗时的装配发展到标准重量,无螺栓,柔性,价格适中,现场适应且易于组装的连接。为了使它更好,阀门上还提供了一些品牌,为水系统的其他组件带来了额外的价值。

抗震抗暴接头

在过去的几年中,自来水行业一直致力于为地震和暴风雨相关的基础设施威胁做好更好的准备。在2017年休斯顿举行的AWWA水基础设施会议上,我介绍了一种适用于球墨铸铁管,阀门和消防栓的抗震和抗风暴接头系统。这种受约束的接头在所有径向方向上可提供高达8度的偏转度,并且运动范围为4.8英寸的纵向膨胀或收缩。该接头组件的端部强度范围从102,000磅(6英寸)到408,000磅(24英寸)。接头横截面如图2所示。

在康奈尔大学的岩土工程生命线大规模测试设施中已经测试了多个品牌的抗震和抗风暴接头系统,它们达到或超过了ISO 16143的要求:球墨铸铁管道的抗震和抗沉降设计。一家制造商提供了这种抗震和抗暴风雨的接头,用于管道,阀门和消防栓产品。在地震危险区内将消震和抗暴接头用于消火栓,隔离闸阀和球墨铸铁管,以及将常规约束和挠性接头用于断层线外部的球墨铸铁管和阀门公用供水和消防系统无法提供的弹性,可靠性和可持续性水平。

持久的遗产

此处记载的钢管联合发展的历史是不断提高的性能,效率和不断创新的过程之一。当今的球墨铸铁管接头采用了最新技术和持续创新,为当今的水,废水和消防基础设施提供安全可靠的接头和约束性能。这些管接头无螺栓,易于组装,灵活,可伸缩,并且具有巨大的推力。球墨铸铁管及其现代,创新和完善的接头技术可在最苛刻的环境中提供弹性。涉及锌的涂料和基于二维风险的腐蚀分析也进行了其他创新,但这些都是它们自己的专长,在其他专栏文章中都是完整的

Tags:

发布: admin 分类: 铸铁管 评论: 0 浏览: 4
留言列表