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1、钢管标准外径偏差对卡套连接影响的探讨钢管标准外径偏差对卡套连接影响的探讨刘忠德恒苏理工太学材料工程学院,江苏镇江212013摘要:对流体输送用钢管国内外标准的外径偏差指标进行了探讨,指出了国内外标准间的差距及对卡套连接方式的影响.关键词:钢管;标准;外径偏差;卡套中图分类号:TB497文献标识码:B文章编号:100123112001J06004503DiscussiononInfluencebyVariationofSteelTube0.D.TolerancesinDifferentStandardsonConnectionQualitywithBucklingCouplingLIUZhong
2、deMaterialEgineeringCollege;JiangsuInstituteofTechnology,Zheiartg212013,China)Abstract:Thediscussiondealswiththespeciffoadonsof0.Dtolemneesforsteeltubesforliquidtransportationasdefinedinrelevantnationalandinternationalstandards,identifyingtheinfluencebythevariationofthesaidtolerancesasspecifiedindif
3、ferentstandards0ncoxq/xectic,nqualitywiththebuckingcouplingKeywords:Steeltube:Standard;0D.tolerance;Bucklingcoupling0前言流体输送用钢管广泛用于石油,化工,液压传动,运输,制药等行业.这类钢管在与管件,设备的连接上,外径尺寸较大的钢管多采用法兰,焊接等连接方式,而较小的钢管多采用卡套等连接方式本文介绍了流体输送用管的卡套连接方式,并对这类钢管国内外标准的外径偏差进行了对比及探讨,指出其差距及对卡套连接方式的影响.1卡套连接方式目前国内外经常使用的卡套式连接大致有两种:一种是单卡套
4、式,另一种是双卡套式.单卡套式管接头的工作原理见图1.工作时,卡套在螺帽推动下被推进锥孔,随之变形,使卡套与接头体内锥面形成球面接触密刘忠德(1951一),男,IU西浑源人,室主任.副教授.主要从事金属压力加工工艺方面的研究工作.STEELPiPEDec.2001,Va1.30,No.6封,同时卡套的内刃口嵌人管子的外壁,并在外壁上压出一个环形的缘边,从而起到密封作用双卡套式管接头见图2,其内部有两个卡套:前卡套和后卡套.工作时,螺帽通过后卡套向前推动前卡套,前卡套移动时,对管子产生挤压作用.单卡套的密封机理是线密封,双卡套是面密封由于单卡套密封是线密封,要求卡套的内刃El有较高的硬度,密封时
5、对管子具有一定的破坏作用,同时因接触腐蚀性流体刃口容易被腐蚀而失去密封作用,且装卸次数也受到限制因此,国外的卡套式连接多采用双卡套式密封.目前管材采用这种连接方式最大外径可达50.8rnm(2in),已广泛用于各行业中.卡套式连接是依靠卡套皮管子的变形产生的密封作用实现密封的.由于卡套移动的位置和变形量有限,因此要求与之接触的钢管外径应有一定的精度,否则将直接影响到卡套式连接的密封效果及操作的方便.连接泄漏量的公式如下钢管2001年J2月第30卷第6期图1单卡套管接头结构示意接头体2一卡套3一螺帽4一臂子图2双卡套管接头结构示意1一接头体2一前卡套3一后卡套4一螺帽5一督子Q:(AP)/(12
6、fJ式中Q泄漏量,mm3/sd管路内径,ram;6卡套和管路问的间隙,mm;AP卡套接头内外压力降,P且流体动力粘度,Pa?s;间隙长度,mm.由上式可见,泄漏量与卡套和管路间的间隙的3次方成正比,因此提高卡套式管接头中卡套的尺寸精度,表面光洁度及被连接钢管的尺寸精度会直接提高卡套式连接的密封效果.2国内相关标准我国国标中涉及到的流体用钢管的标准有:GB/T30902OOO(不锈钢小直径无缝钢管,GB/T81631999(输送流体用无缝钢管,GB/T127712OOO(流体输送用不锈钢焊接钢管.GB/T149761994(流体输送用不锈钢无缝钢管等.这些标准中关于钢管外径尺寸偏差的规定见表l4
7、.3国外相关标准国外流体输送用钢管标准中外径允许偏差各国STEELPiPEDec.2001,.V01.30,.6裹1GB/T30902000标准钢管外径外径允许偏差/mm/ram普通级高级表2GB/TS1631999t21标准钢管外径外径允许偏差/一/mm普通级高级裹3GB/T|277121300标准钢管外径外衽允许偏差/一/口ITII普通级高级壅兰垒曼!兰!垒:!兰:堡垄钢管mm注:GB/T14976标准已列入20(11年国家标准修订计划均有所不同.一般来说,美国ASTM,ASME,API等标准规定较严,而日本.I/S,前苏联FOCT等标准规定较宽.美国ASTM中有关流体输送用钢管的标准为:
8、ASTMA6321998一般用途的奥氏体不锈钢小口径无缝和焊接钢管,ASTMA531999非镀锌与热浸镀锌焊接钢管和无缝钢管,ASTMA2682000一般用途铁素体不锈钢无缝和焊接钢管等.这些标准中有关钢管外径尺寸偏差的规定见表57.日本JISG34481997普通管道用不锈钢管,jIsG34591994管道用不锈钢管等标准中有关钢管外径尺寸偏差的规定见表8,9.表5ASTMA6321998标准钢管外径/mm外径允许偏差/ram<2弛238476+OO5O00+008000+01O0oo表6ASTMA531999j标准钢管外径/一外径允许偏差/nun48.3)60304010表7ASTM
9、A789L,A2682000标准钢管外径/一外径允许偏差/mm38.1013381一<889025表8BSG34481997j标准钢管外径/ram外径允许偏差/ram<286286一<340240<427427一<486486<605605一l395表9JISG34591994j标准钢管外径/nun外径允许偏差/一<30030301.o%D洼:为疗便比较.原标准为英制的数据均改为公制,4国内外标准比较在我国的标准中,流体输送用钢管分为普通级和高级两档,而ASTM和JIS等标准只有一种级别.我国标准同时规定,一般定货为普通级,用户需订高级偏差时,应由供需
10、双方协商,并在合同中注明.对比我国标准与日本JIS标准的数据可知,JIS标准的外径偏差与我国标准的普通级相当,但日本的实物质量很好.对比我国标准与美国ASTN标准:表1和表5同属一般用途小直径不锈钢无缝钢管,两个标准的尺寸精确度大致相似,我国标准中高级精确度较ASTM标准还要高些,但尺寸范围有较大区别;表2和表6同属一般输送用无缝钢管,两个标准的尺寸精确度也大致相似,而且我国标准中高级精确度较ASTM标准还要高些,我国标准尺寸范围分得比ASTM更细;表4和表7同属输送流体一般用途不锈钢管,外径尺寸较大的钢管在刘忠德:钢管标准外径偏差对卡套连接影响的探讨我国标准中高级精确度都低于ASTM标准的规
11、定.在ASTM标准中,液压系统用钢管的外径精确度较其他钢管还高,这可能与液压系统广泛采用卡套式连接有关.如果钢管的外径尺寸精确度较低,并且按照普通级钢管外径的偏差设计.如我国卡套标准GB/T37641983规定,卡套内径的公差带为:中410mm+0.21mm+0.28mm中1242mm+0.30mm+0.40ININ由于公差带过宽,在紧固卡套时必须施加较大的力矩,安装较困难,且由于卡套和钢管的间隙较大,密封也较难.而按国外标准生产的钢管,其实物质量较高,外径的精确度高,国外一些着名的卡套连接件制造商生产的卡套,其公差带就小得多,如dP6mm钢管的卡套公差带为015mm0.18mm,安装起来较容
12、易,同时也提高了卡套连接的密封性能.正是由于上述及其他原因,我国近年来进VI了较多的卡套连接件产品及与之配套的钢管.5结语综上所述,提高流体输送用钢管外径尺寸的精确度,可以直接提高卡套式连接的密封质量.近年来,新制(修)订的国家标准如GB/T30902000,GB/T1277l一2000等钢管外径偏差均有所提高,建议今后制(修)订其他此类国家标准时也应适当提高钢管外径的精确度,并提高实物质量,以提高我国卡套式连接件的密封性能,从而保证连接质量.6参考文献1GB/T30902000,不锈钢小直径无缝钢管s.2GB/T81631999,输送流体用无缝钢管【S13Gq/TI27712000,薪e体输送用不锈钢焊接钢管S.4GB/TI49761994,流体输送用不锈钢无缝钢管s5ASTMA6321998,一般用途的奥氏体不锈钢小口径无缝和焊接钢管【s】.6ASTMA531999,非镀锌与热浸镀锌焊接钢管和无缝钢管【s】7ASTMA7892000,一般用途铁素体或奥氏体不锈钢无缝和焊接钢管【s】8ASTMA2682000,一般用途铁素体不锈钢无缝和焊接钢管【s】9BSG34481997.普通管道用不锈钢管【S110JISG34591994.管道用不锈钢管【s】l收稿日期:20010302J修定日期:28010829J铜管2001年12月第3O卷第6期.一(