铜管硬密封活接头在医用气体管路中的应用
2013-05-10邱省林
【摘 要】文章对铜管硬密封连接活接头中的几个关键问题进行了分析和比较，在满足相关标准规范的基础上，结合实践经验，对医用气体管路中的铜管硬密封活接头提出了更安全更可靠的使用方法和建议。
【关键词】硬密封；管路；医用气体
随着现代医疗事业的发展，在医院的在建和扩建项目中，医用中心供气系统是必不可少的，医用气体管路系统是现代化医院所必备的装备，包括氧气、负压、空气、氮气、二氧化碳、氧化亚氮等气体供应系统。因为是医用气体所以供气系统管路比工业管路有着更高的要求，要禁油、脱脂处理，密封垫要抗氧化、无毒。在2012年8月1日正式实施的新国标GB50751-2012《医用气体工程技术规范》中要求，医用气体管材均应优先采用无缝铜管。
为了保证医用气体管路的可靠性，铜管路采用焊接连接，而在一些需要经常拆卸维修的地方要用到活接，一般的活接要使用密封材料，由于医用气体的高要求，密封材料有可能对气体造成污染或被气体氧化。因此，焊接式铜管硬密封活接在医用气体管路中得到了广泛的应用。
一、焊接式铜管活接头的种类和名称
对于操作工人和一般经销单位，焊接式铜管活接头的叫法有好多种，如球头连接、导管连接、焊接直通接头、套管连接、卡套连接、扩口式管接头、硬密封连接等等，这些叫法都不准确，如叫球头链接，往往说的不是管道连接用的起活接作用的连接，而是球面链接。这种具有活接功能的连接按结构分有锥面接触的、锥面球面接触的、有端面（平面）接触的等；按密封形式分有带密封圈的，有不带密封圈的硬密封；按锥面的角度又可分为55度、60度、37度的等等。它是用在焊接管路中，因此我们用在医用气体管路中的是焊接式铜管球头锥面硬密封活接头。名称中应包括应用方式是焊接，连接结构是球头锥面，密封形式是硬密封，在管路中起的作用是活接。
二、参考的行业标准：
中国航天工业总公司航天工业行业标准QJ2890-97《37°导管连接件通用规范》，37°是指锥面开口夹角。
连接件的结构、尺寸、公差及表面粗糙度应符合QJ 2889.1～2889.17的规定，其中规定了尺寸规格系列。
以上的标准是针对航天工业的，而医用管路的压力一般不太高，有的企业制定了适合低压的企业标准。
三、焊接式铜管球头锥面硬密封活接头连接原理和特点
1.没有密封圈
采用硬密封，即金属和金属直接接触，靠着螺纹的压紧力紧密接触，能够满足医用气体管路对气体纯度要求高的特点。
2.球头锥面连接结构
理论上球面与锥面是线接触，接触应力大，由于铜管较软，在使用螺纹连接后局部产生微小弹性变形，使接触更加严密。对于不锈钢材质，由于材质偏硬就不太适合这种连接。
3.可以反复使用
行业标准中规定漏率不大于1×10-4P·m3/s
4.产品用量较小，应用范围窄，生产厂家不多，有的企业还制定了适合低压管路的企业标准进行生产。
5.锥面开口角度大小对接触应力有影响，夹角小则压力角小，即受力方向和接触法线方向的夹角小，在相同的螺栓压紧力作用下接触应力大。反之锥面开口角度小，则在相同的螺栓压紧力作用下接触应力小。
四、焊接式铜管硬密封活接头在医用气体管路中的使用
1.球面连接在医用气体管路中的应用要求
在新修订的国家标准GB50751-2012中规定，所有正压医用气体管路都采用专用于医用气体管路的铜管，符合YS650的要求。而在医用气体管路系统中，为了实现系统的功能和维修的方便就必须采用活链接，比如系统中的区域阀门连接，二级稳压箱的连接等
2.安装的时候要检查球头不圆度，球头加工质量不好可能造成漏气。拧紧时不要拧得过紧，以不漏气为原则，以免造成接触表面严重的塑性变形。在连接拧紧后应进行泄漏检查。
3.在实际使用中对于高压和较硬材质往往使用较小的锥面夹角如37°，对于低压较软材质可以使用较大的锥面夹角如60°。
五、结论
1.球头锥面连接具有结构简单，密封性好，耐压高、可靠性高，密封性好等特点。
2.铜材质比不锈钢材质好，因为铜比较软，可以产生微小的变形，容易密封。
3.由于没有密封材料给管路造成的副作用可大大提高使用寿命，能够保证医用气体的高纯度要求，避免了由于密封材料造成的管路故障。
4.能反复使用，不用更换，也不用专用工具，特別适合对于远距离工程的维修。
5.球头的加工精度如球头的不圆度对密封性能有影响。
6.不太适合大口径（超过25mm以上）的连接，对大口径的可以在球面上加硅胶O型圈，O型圈镶在球面的沟槽里。
7.球头锥面连接比扩口连接效果好，比较容易保证气密性的要求。
参考文献：
[1]GB/T50751-2012《医用气体工程技术规范》
[2]QJ2890-97《37°导管连接件通用规范》
[3]YS/T 650-2007《医用气体和真空用无缝铜管》
作者简介：
邱省林（1959-），男，天津市，大学本科，现工作于天津渤海职业技术学院，副教授，主要从事机电设备的开发和研究工作。
