某电厂自动水消防管道连接方式探讨

韩 刚，向 杨

（国核电力规划设计研究院有限公司 北京 100095）

1 概述

该电厂为国内滨海百万机组，在汽机房内设置有室内消火栓灭火系统、湿式自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统等水消防方式，其中自动水消防系统的管材和连接方式如表1所示。

表1 消防管道配置

在调试期间自动喷水灭火系统发生局部区域沟槽连接件断裂而导致漏水事件。通过对事件分析，漏水原因主要有以下几方面：

（1）轧制后沟槽深度D和最大伸展面外径T都超过了标准要求，截面有效壁厚偏小，在热胀冷缩或其它外力作用下产生断裂。

（2）管道在轧制冷加工过程中发生了塑性变形，导致了加工硬化现象，即硬度上升、韧塑性下降，材料力学性能呈现变脆的倾向。

（3）不同管段间连接时未充分对齐便用卡箍间强行连接，引起沟槽接口局部受外力变形。

该漏水事件反映出采用沟槽连接方式的管道在管口加工质量控制及安装过程中存在的实际问题，本文拟分析不同连接方式的利弊，进而推荐恰当的管道材质及连接型式。

2 规范要求

关于自动水消防系统管材及连接方式，不同规范都做出了相似规定。

●《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2017）：

8.0.2 条：“配水管道可采用内外壁热镀锌钢管、涂覆钢管、铜管、不锈钢管和氯化聚氯乙烯（PVC-C）管。”

●《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）：

8.2.4 条：“室内外架空管道应采用热镀锌镀锌钢管等金属管材……”

8.2.9 条：“架空管道的连接宜采用沟槽件（卡箍）、螺纹、法兰、卡压等方式，不宜采用焊接连接。”

12.3.11 条：“……当热镀锌镀锌钢管采用法兰连接时应选用螺纹法兰，当必须焊接连接时，法兰焊接应符合现行国家标准……”

因此对于自动喷水灭火系统来说，采用内外热镀锌钢管和卡箍/螺纹连接方式满足规范要求。

3 常用的消防管道材质及连接方式

满足消防规范要求及符合工程实际的架空管道管材有：普通钢管、内外热镀锌钢管、不锈钢钢管（以304为基准）。

消防管道在工程实际中常用连接方式有：螺纹连接、焊接、法兰连接、承插连接、沟槽连接等。

3.1 螺纹连接

螺纹连接用于低压流体输送用焊接钢管及外径可以攻螺纹的无缝钢管的连接，宜采用密封胶带作为螺纹接口的密封，密封带应在外螺纹上施加。该种连接方式常用于小口径（DN80及以下）的内外热镀锌钢管。

3.2 焊接

其主要特点是：接口牢固耐久，不易渗漏，接头强度和严密性高，使用后不需要经常管理。该种连接方式常用于普通钢管或不锈钢管，不宜用于镀锌钢管。

3.3 法兰连接

法兰连接是将垫片放入一对固定在两个管口上的法兰中间，用螺栓拉紧使其紧密接合起来的一种可拆卸的接头。按法兰与管道固定方式分为螺纹法兰、焊接法兰、松套法兰等。该种连接方式可用于不同管材/管道和阀门之间的连接，也可用于大口径（DN65及以上）镀锌钢管之间的连接。

3.4 承插连接

消防上用到铸铁管的承插连接方式分为机械式接口和非机械式接口。

3.5 沟槽连接

沟槽式接口是在管道、管件等管道接头部位加工成环形沟槽，用沟槽连接件、橡胶密封圈和紧固件等组成的套筒式快接头。安装时，在相邻管端套上异形橡胶密封圈后，用拼合式沟槽件连接。沟槽连接件的内缘就位在沟槽内并用紧固件紧固后，保证了管道的密封性能。这种连接方式具有不破坏镀锌层、施工快捷、便于拆卸等特点。该种连接方式常用于大口径（DN100及以上）的内外热镀锌钢管。

上述介绍中，消防管道若采用热镀锌无缝钢管，无论沟槽轧制、螺纹制作或者焊接等方式都有可能对管道的镀锌层产生一定的损坏，其中焊接方式对镀锌层破坏最为明显，工程通常采用喷锌处理。

4 技术经济比较

本文主要针对大口径（DN100及以上）钢管进行分析，拟对以下几种管道连接方式进行比较论述（承插连接不在比较范围之内）：

●沟槽连接

●螺纹法兰连接

●焊接法兰连接

焊接法兰又可分为两种方式：一种是热镀锌无缝钢管与法兰焊接完成后，整体返厂进行热镀锌处理；一种是热镀锌无缝钢管与法兰直接焊接，之后对焊缝处进行电弧喷锌处理。

●304不锈钢管道焊接

4.1 管道用量统计

本工程水喷雾灭火系统、自动喷水灭火系统管道的用量（单台机组）如下：

表2 自动水消防管道用量

5 结语

通过上述比较，焊接法兰（喷锌）连接降低了系统防腐效果，不做推荐；沟槽连接综合成本低，但受现场施工质量影响大；螺纹法兰连接为新规范推荐的连接方式，虽对施工带来一定影响，但施工质量可控。304不锈钢管采用焊接连接，存在不合规范的风险；因此，本文认为，螺纹法兰连接及焊接法兰（整体热镀锌）为本文推荐连接方式。