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水消防系统管道壁厚与连接方式的选择

文章来源:海西给排水 发布时间:2013-06-03 11:55:39 阅读次数:9317 次 [关闭]

(福州精业建筑工程设计咨询有限公司,福州,350005 贺安龙

提要  依据消防系统压力、管道壁厚及连接方式的要求,对薄壁、普通、加厚及无缝钢管的管道壁厚进行了比较,提出了消火栓系统及自动喷水灭火系统在不同的给水分区下,宜采用经济的管材及连接方式。

关键词  消防系统压力  管道壁厚  连接方式 消火栓系统 自动喷水灭火系统

The choice for the thick of the pipeline and joint style in the fire fighting system

He An-long

King yea engineer design consultants,ld   Fuzhou,350005,China

Abstract according to the demand of the pressurer .the thick of the pipeline and joint style for the fire fighting system,The author of the paper discusses the thick to the thin.common.thick.and seamless pipe,proposes that the economical material is feasible to the fire hydrant system and the sprinkler system in different water supply zone.

Key word  the pressurer of the pipeline  the thick of the pipeline  joint style  the fire hydrant system  the sprinkler system   

在消防给水设计中,常常依据《全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水》(2003)及《自动喷水灭火系统设计手册》(2004),以下分别简称《措施》及《手册》的要求选择管材,当工作压力P1.2Mpa时,采用普通内外壁镀锌焊接钢管,当P1.2Mpa时,采用内外壁镀锌焊接加厚钢管或内外壁镀锌无缝钢管;在自动喷水灭火系统中,当DN80并采用螺纹连接时, 最小管壁序列号要求为sch40钢管,而薄壁普通钢管管壁较薄,需采用加厚钢管或无缝钢管,用钢量较多,因此探讨压力管道壁厚与连接方式,很有经济意义。

1  、管材、管件与连接方式

1.1液体输送用镀锌焊接钢管

流体输送用镀锌焊接钢管按壁厚分为薄壁普通和加厚镀锌焊接钢管;按接管形式分为不带螺纹和带螺纹镀锌焊接钢管。

1.2碳素钢.合金钢无缝钢管

热轧(挤压扩)无缝钢管冷拔(冷轧)无缝钢管。

1.3最小管壁序列号

我国现行的钢管标准,对碳素钢、合金钢无缝钢管的规格范围推荐有最小管壁序列号,最小管壁序列号分为sch20sch30sch40sch60sch80等,序列号越高,管道壁厚越大。由于管道压力与连接方式的不同,《措施》及《手册》要求不同规格钢管的最小壁厚应符合相应的最小管壁序列号。

1.4管件

系统中管径DN100的热浸镀锌钢管或热浸镀锌无缝钢管均可采用螺纹连接。但系统采用热浸镀锌钢管时,其管件采用可锻铸铁螺纹管件;当系统采用热浸锌镀锌无缝钢管时,其管件采用锻钢制螺纹连接。螺纹管件产品标准参照锻铸螺纹管件GB3287-3289,锻钢制螺纹管件参照GB/T14626

1.5连接方式

管道连接形式分为卡箍连接螺纹连接焊接和法兰连接。

2 、 管道壁厚的选择

2.1焊接法兰或卡箍连接,且当工作压力≤2.0Mpa时:

依据《措施》及《手册》的要求,(a.DN125,薄壁及普通钢管的管壁厚度均小

于最小管壁序列号sch20钢管的要求,因而需采用加厚钢管;(b.DN=150, 普通钢管的壁厚为4.5mm,大于《手册》要求的最小管壁厚度为3.4mm,可满足要求;(c.DN200DN250 ,因低压流体输送用镀锌普通钢管无此规格,需采用热轧(挤压扩)无缝钢管冷拔(冷轧)无缝钢管,同时需要满足《手册》要求的最小管壁厚度为4.78mm的要求,详表1

法兰或卡箍连接时钢管壁厚表                                               1

公称

直径

1

外径

2

最小管壁序列号Sch20钢管

   3

薄壁钢管

4

普通钢管

5

加厚钢管

6

m增加的

管道质量

  7

m增加的管道质量百分比

    8

mm

mm

mm

Kg/m

mm

Kg/m

mm

Kg/m

mm

Kg/m

Kg/m

%

25

34

2.65

2.016

3.25

2.4244

4.00

2.9099

0.4855

20.03

32

42

2.65

2.591

3.25

3.1297

4.00

3.7779

0.6482

20.71

40

48

2.90

3.225

3.50

3.8408

4.25

4.5852

0.7444

19.38

50

60

3.5

4.88

2.90

4.083

3.50

4.8765

4.50

6.1588

1.2823

26.29

65

76

4.5

7.93

3.25

5.790

3.75

6.6351

4.50

7.8789

1.2438

18.75

80

89

4.5

9.38

3.25

6.832

4.00

8.3351

4.75

9.8100

1.4749

17.70

100

114

5.0

13.44

3.65

9.932

4.00

10.8504

5.00

13.4397

2.5893

23.86

125

140

5.0

16.65

4.50

15.0364

5.50

18.2422

3.2058

21.32

150

165

3.4

4.50

17.8106

5.50

21.63

1中序号(7)为加厚钢管相对于普通钢管每m增加的管道质量,序号(8)为加厚钢管相对于普通钢管每m增加的管道质量百分比  

 2.2螺纹连接时,且当工作压力≤2.0Mpa时, 依据《措施》及《手册》的要求,采用螺纹连接时:(a).当DN<65,最小管壁序列号要求为sch40钢管,普通钢管因壁厚较小,需要采用加厚钢管方可满足使用要求;(b).当65≤DN≤80,最小管壁序列号要求为sch40钢管,需采用满足最小壁厚要求的无缝钢管;(c).当100≤DN≤150,最小管壁序列号要求为sch30钢管,需采用满足最小壁厚要求的无缝钢管或加厚钢管。

螺纹连接时钢管壁厚表                                                                2

公称

直径

1

外径

2

最小管壁序列号Sch30钢管

    3

最小管壁序列号Sch40钢管

4

通钢管

    5

加厚钢管/无缝钢管

     6

m增加的

管道质量

   7

m增加的管

道质量百分比

    8

mm

mm

mm

Kg/m

mm

Kg/m

mm

Kg/m

mm

Kg/m

Kg/m

%

25

34

3.5

2.63

3.25

2.4244

4.00/

2.9099

0.4855

20.03

32

42

3.5

3.33

3.25

3.1297

4.00/

3.7779

0.6482

20.71

40

48

4.0

4.34

3.50

3.8408

4.25/

4.5852

0.7444

19.38

50

60

4.0

5.52

3.50

4.8765

4.50/

6.1588

1.2823

26.29

65

76

5.0

8.75

3.75

6.6351

/5.0

8.75

2.1149

31.87

80

89

5.5

11.33

4.00

8.3351

/5.5

11.33

2.9949

35.93

100

114

5.0

13.44

4.00

10.8504

5.00

13.4397

2.5893

23.86

125

140

5.0

16.65

4.50

15.0364

5.50

18.2422

3.2058

21.32

150

165

5.5

20.04

4.50

17.8106

5.50

21.6330

3.8224

21.46

2中序号(7)为加厚钢管相对于普通钢管每m增加的管道质量,序号(8)为加厚钢管相对于普通钢管每m增加的管道质量百分比

3 、系统供水图式与对应管材探讨

3.1消火栓系统

 (a).因系统分区方式通常为并联消防给水泵分区系统串联消防给水泵分区给水系统减压阀减压分区给水系统减压水箱减压分区给水系统及重力水箱消防给水系统。系统分区时按消火栓栓口的静水压力不大于1.0Mpa,其动水压力一般不会超过1.6 Mpa,消火栓支管DN65,当采用丝扣连接时,最小管壁序列号要求为sch40钢管,壁厚为5.0mm,如采用卡箍式连接,最小管壁序列号要求为sch20钢管,壁厚为4.5mm;当100DN125, 采用普通钢管卡箍式连接,最小管壁序列号要求为sch20钢管,壁厚为5.0mm;当DN=150, 采用普通钢管,卡箍式连接,壁厚为4.5mm

(b).消防给水系统的供水立管在任何时间和地点系统的压力不宜超过2.4 Mpa,消防水泵供水至系统高区的两条输入管,应采用无缝钢管或加厚钢管,卡箍式连接。

 3.2自动喷水灭火系统

(a).当建筑高度≤120m时,消防竖向分区宜采用减压阀、分区水泵、多出口泵并联消防泵给水系统;当建筑高度>120m时,消防给水竖向分区宜采用多台消防泵直接串联、并联、或设中间水箱转输的串联消防泵给水方式,依据《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)第8.0.5条规定,配水管道的布置,应使配水管入口的压力均衡,轻危险级、中危险级场所中各水流指示器入口的压力均不宜大于0.4 Mpa,由于压力较小,所以当配水支管DN<65, 采用螺纹连接时是可以用普通钢管; 当65≤DN≤150,采用卡箍式连接时也可用普通钢管。

(b).自动喷水灭火系统报警阀的工作压力不大于1.2Mpa;因此报警阀与水流指示器之间的管道可采用普通钢管,卡箍式连接;由于消防水泵在供水至任何时间和地点系统的压力不宜超过2.4 Mpa,因此消防水泵与报警阀之间的管道应采用无缝钢管或加厚钢管,卡箍式连接。

3.3 钢管的工作压力范围尚需明确

根据《给水排水设计手册材料设备续册1》,普通钢管的试验压力为245N/cm2,稳压时间为5s,是在黑管内进行的试验,因缺管道水压试验与气压试验资料,为节约管材,薄壁普通及加厚钢管的实际工作压力范围尚需明确;另外热轧(挤压扩)无缝钢管冷拔(冷轧)无缝钢管在外径相同的情况下,钢管标准的壁厚有较多规格,亦即有不同的序列号标准,因此需要明确常用规格或序列号的适宜的工作压力,以方便设计人员经济的选择管道壁厚,确定管道的连接方式。

参考文献

1.        全国民用建筑工程设计技术措施(给水排水),北京:中国计划出版社,2003.2

2.        黄晓家.姜文源,自动喷水灭火系统设计手册,北京:中国建筑工业出版社,2004.6

3.        GB50084-2001(2005年版),自动喷水灭火系统设计规范,北京:中国计划出版社,2005

4.        GB50016-2006(2006年版),建筑设计防火设规范,北京:中国计划出版社,2006

5.        GB50045-95(2005年版),高层民用建筑设计防火规范,北京:中国计划出版社,2005

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