消防给排水系统的连接方式与管道壁厚度的关系

　　一、消防给水常用管材的连接技术要点
　　一般要求
　　（1）消火栓给水系统管道当采用内外壁热浸镀锌钢管时，不应采用焊接。系统管道采用内壁不防腐管道时，可焊接连接，但管道焊接应符合相关要求。自动喷水灭火系统（指报警阀后）管道不能采用焊接，应采用螺纹、沟槽式管接头或法兰连接。
　　（2）消火栓给水系统管径＞100mm的镀锌钢管，应采用法兰连接或沟槽连接。自动喷水灭火系统管径＞100mm未明确不能使用螺纹连接，仅要求在管径≥100mm的管段上应在一定距离上配设法兰连接或沟槽连接点。
　　（3）消火栓给水系统与自动喷水灭火系统管道，当采用法兰连接时推荐采用螺纹法兰，当采用焊接法兰时应进行二次镀锌。
　　（4）任何管段需要改变管径时，应使用符合标准的异径管接头和管件。
　　（5）有关消防管道连接方式及相关技术要求可参照《全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水》中的有关规定。
　　沟槽式（卡箍）连接
　　（1）沟槽式连接件（管接头）和钢管沟槽深度应符合《沟槽式管接头》（CJJ/T156-2001）的规定。公称直径DN≤250mm的沟槽式管接头的最大工作压力为2.5MPa，公称直径DN≥300mm的沟槽式管接头的最大工作压力为1.6MPa。
　　（2）有振动的场所和埋地管道应采用柔性接头，其它场所宜采用钢性接头，当采用钢性接头时，每隔4-5个钢性接头应设置一个柔性接头。
　　螺纹连接
　　（1）系统中管径＜DN100的内外壁热镀锌钢管或内外壁热镀锌无缝钢管均可采用螺纹连接。当系统采用内外壁热镀锌钢管时，其管件可采用锻铸铁螺纹管件（GB3287-3289）；当系统采用内外壁热镀锌无缝钢管时，其管件可采用锻钢螺纹管件（GB/T14626）。
　　（2）钢管壁厚小于δ 　　（3）当管道采用55°锥管螺纹(Rc或R)时，螺纹接口可采用聚四氟带密封；当管道采用60°锥管螺纹（NPT）时，宜采用密封胶作为螺纹接口的密封；密封带应在阳螺纹上施加。
　　（4）管径＞DN50的管道不得使用螺纹活接头，在管道变径处应采用单体异径接头。
　　焊接或法兰接头
　　（1）法兰类型根据连接形式可分为：平焊法兰、对焊法兰和螺纹法兰等。法兰选择必须符合钢制管法兰（GB9112-9131）、钢制对焊无缝管件（GB/T12459）、管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（GB/T13404）标准。
　　（2）热浸镀锌钢管若采用法兰连接，应选用螺纹法兰。系统管道采用内壁不防腐管道时，可焊接连接。管道焊接应符合《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB5036）。
　　二、管材、管件的选择
　　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P≤1.2Mpa时，采用普通内外壁镀锌焊接钢管，当P＞1.2Mpa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DN≤80并采用螺纹连接时,最小管壁序列号要求为sch40钢管，而薄壁与普通钢管管壁较薄，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
　　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。
　　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。
　　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sch20、sch30、sch40、sch60、sch80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。
　　管件：系统中管径DN＜100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》。
　　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
　　（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）当DN≤125，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）.当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）.当DN200或DN250时，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。

　　（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。

　　三、系统供水图式与对应管材探讨
　　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1.6Mpa，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100≤DN≤125,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2.4Mpa，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。
　　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0.4Mpa,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2.4Mpa，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、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。