螺纹连接式球墨铸铁法兰管在机械工程中的运用

　　随着我国城镇化进程的加快，乡村供排水系统扩建大规模展开，加之人们对球墨铸铁法兰管认同度的不断提高，许多新建项目选用球墨铸铁法兰管替代原有灰口铸铁管等其他管材，球墨铸铁法兰管的市场需求呈增长态势。而传统的焊接球墨铸铁法兰管因没有相关的国家标准，焊接工艺参数范围较窄、施焊难度大、对焊工的要求较高、焊后应力释放容易产生裂纹等一系列问题，开发一种螺纹连接式球墨铸铁法兰管（以下简称螺纹连接法兰管）势在必行。该工艺采用简便的连接方式，内、外螺纹连接密封，操作方便，技术难度不大，目前我公司开发研制的DN300及以下螺纹连接法兰管已通过英国劳氏ISO9001质量管理体系认证及法国B.V.产品认证，产品符合ISO 2531:2009、BS EN545:2010、GB/T13295:2013标准。

　　1 螺栓连接法兰管的应用领域
　　
　　螺纹连接法兰管以其生产过程的环保、节能、高效、安全可靠及施工安装过程的方便、快捷赢得越来越多的客户，主要应用于地铁、泵站、水井、阀门组、楼房、水电站等，涉及化工、污水处理、海水淡化、城市输水等众多领域，突破了传统的安装方式，取代使用钢管的连接，可全程明装明架或明暗结合，安装方式和使用性能更加便捷和优良。

　　2 螺栓连接法兰管的优点
　　
　　螺纹连接法兰管是在焊接法兰管的基础上改进而来，在管端通过螺纹连接紧固，实现各种长度、各种口径的连接和固定。与焊接法兰管相比有以下特点：

　　（1）螺纹连接工艺不用考虑焊缝的强度，可以保证法兰盘和管身紧固地连接，连接方式更为灵活和便捷；（2）不会产生应力，不会因焊缝应力产生裂纹和焊接缺陷导致接口漏水；（3）依靠法兰盘突出的管接头与胶圈连接有效保证管线的整体密封性；（4）省去法兰加热、焊缝保温工序，流程简单，降低成本；（5）螺纹连接法兰管无论是法兰孔的对中还是法兰管的垂直度、平行度更容易保证。

　　3 螺栓连接法兰管开发现状
　　
　　3.1 螺栓连接法兰管应用广泛
　　
　　螺纹连接法兰管已广泛应用于国家重点输配水项目和大型工程，是公司独创的应用于输水领域的新型接口产品。主要生产直径DN80~DN300,壁厚等级K12,压力等级PN10、PN16和PN25,长度1000~5800mm的双盘法兰管、盘插法兰管、盘承法兰管等，年生产能力1万吨。

　　3.2 螺纹连接法兰管的特征
　　
　　在管体的两端连接有法兰盘，法兰盘上均开有若干均布的螺栓安装孔。为了使本产品在工地安装时保证管体两端法兰孔的对中，将法兰盘螺纹连接在管体上时使管体的尾端高于法兰盘的尾端，两者之间的高度差h设计为1~3mm,安装时可通过法兰盘的环向微调实现孔与孔的对中。

　　3.3 螺纹连接法兰管的工作原理
　　
　　将离心球墨铸铁管与球墨铸铁法兰螺纹连接在一起，通过管壁对接压紧并加装密封垫来实现管件之间的密封连接，连接更加牢固，不会发生漏水现象，使用的可靠性大大提高。

　　4 螺栓连接法兰管型式试验
　　
　　依据《输水用球墨铸铁管、管件、附件及接头（ISO 2531:2009）》、《水及燃气用球墨铸铁管、管件和附件（GB/T 13295:2013）》和《输水管线用球墨铸铁管、管件、附件及接口的要求与试验方法（BSEN545:2010）》标准的要求，为了保证法兰接头在运行条件下的强度和密封性，应对其进行型式试验。黄石新兴管业有限公司生产的螺纹连接法兰管按照标准中型式试验分组的要求抽取DN200*1200（L）、PN25、K12和DN300*1800（L）、PN25、K12两组涵盖所有DN300及以下螺纹连接法兰管，进行内部水压和要求的弯曲力矩的共同作用下，法兰接头无可见的渗漏。通过型式试验可以证明，黄石新兴管业有限公司生产的螺纹连接法兰管是符合标准要求的，法兰管在机械阻力作用下，接口的性能是满足要求的。

　　5 螺栓连接法兰管防腐层
　　
　　可按客户的不同需求，提供各种内外防腐涂层。内涂层有普通水泥内衬、抗硫水泥内衬、高铝水泥内衬、环氧树脂漆、聚氨酯、静电环氧粉末等；外涂层有金属锌层+沥青漆、环氧树脂漆、聚氨酯、铝粉漆、静电环氧粉末、环氧树脂漆等。黄石新兴管业有限公司大力开发特殊涂层的球墨铸铁管产品，既能经久耐用，又保证卫生环保效果。特殊涂层管的适用领域和涂层性能参见表1:【1】

　　
　　6 螺栓连接法兰管的工艺流程
　　
　　首先按照合同要求，将铸管切割成定尺长度，对铸管插口端进行外螺纹加工（见图2），之后进行水压试验（水压试验压力见表2）；对法兰内径进行螺纹加工（见图3），将加工好的法兰与管子通过螺纹连接起来，管螺纹切割端面超出法兰密封面2~3mm（装配图见图4），螺纹连接法兰管组装完成后，进行内部、外部防腐，整只螺纹连接法兰管生产完成，包装准备发运。【2】

　　
　　7 下一步开发计划
　　
　　目前生产的螺纹连接法兰管的壁厚等级均为K12,伴随C级薄壁管的试制成功，从节约资源的角度推断薄壁C级管的市场份额势必会逐年加大，开发薄壁螺纹连接法兰管势在必行。

　　参考文献
　　
　　[1] 输水用球墨铸铁管、管件、附件及接头（ISO 2531:2009）[S].
　　[2] 水及燃气用球墨铸铁管、管件和附件（GB/T 13295:2012）[S].
　　[3] 输水管线用球墨铸铁管、管件、附件及接口的要求与试验方法（BS EN545:2010）[S].