金属矩形风管薄钢板法兰连接技术应用

金属矩形风管薄钢板法兰连接技术应用

刘俊

中建二局第二建筑工程有限公司广东省深圳市518052

摘要：金属矩形风管薄钢板法兰连接技术是近年来风管加工制作的一项新技术，通过对金属矩形风管薄钢板法兰连接的技术特点及工艺流程的分析并结合萧山国际机场二期项目二阶段国内航站楼实际工程说明了金属矩形风管薄钢板法兰风管连接的制作方法和安装过程，并对应用此技术所带来的经济效益进行了分析。

关键词：通风；薄钢板；法兰；连接技术；风管

引言

BIM技术装配式技术缩短了现场施工周期，改善了现场环境，但其在不同领域应用过程中，有不同连接方式需求，比如对于管道的预制装配，就可以采用卡箍连接、螺纹连接、法兰连接等方式，每一种连接方式都具有不同特点。考虑到机房主管道规格较大、水泵运行震动较大，故管路安装采用法兰连接，法兰连接是暖通水系统管路连接中很常规的一种方式，简单可靠。

1工程特点及难点

薄钢板风管有两种构造及连接形式：薄钢板连体法兰风管和薄钢板组合法兰风管。薄钢板连体法兰风管经专用机械加工，风管与法兰同为一体，称之为“共板法兰风管”“无法兰风管”或“法兰风管”；第二种形式是第一种的补充和加强形式，采用镀锌板制作的法兰条与风管本体通过铆接组合而成，又称为“法兰风管”，其薄钢板法兰采用专用法兰成型机制作，根据风管长度下料后，插入制作好的风管管壁端部再用铆（压）接连为一体。风管间的连接采用弹簧夹式、插接式或顶丝卡紧固等方式。本工程根据设计要求和规定采用“法兰风管”和“组合式法兰”风管连接形式。薄钢板法兰风管的制作，可采用单机设备分工序完成风管制作；也可采用在计算机控制下，通过自动生产线将材料类型选择、剪切下料、风管板面连接形式及法兰成型、折方等工序顺序自动完成，提高了生产效率，成品尺寸准确，成型质量好。薄钢板法兰风管自动化流水线加工使用镀锌板卷材，根据风管需要连续进行管材下料到半成品加工完成，全部工序仅需即可完成，直接减少了边角料的损耗，同时采用薄钢板法兰替代角钢法兰节省了钢材的使用[1]。薄钢板法兰风管安装操作简便快捷，施工周期缩短，加快了施工进度；其加工的工业化生产，在施工现场减少了风管加工产生的噪声污染，補于馳施工。

2金属矩形风管薄钢板法兰连接的优点

法兰连接作为传统常见的一种连接方式，它的优点是显而易见的：1）安装简单。法兰的焊接和装配作业，都是非常的容易简单，不存在太难的技术问题，普通的电焊工和装配工接受基本的培训后，就可以上岗作业。2）后期的拆卸维护方便。管道系统的阀门、过滤器等部件的更换、维修、清洗非常方便。3）密封性能好。法兰连接良好的密封性使得它可以广泛应用于石油化工、暖通、给排水等行业[2]。法兰连接这些优点，使得它具备了在BIM预制装配中大规模应用的基本条件。

3薄钢板法兰风管组装

法兰风管组装，将半成品风管及配件运至施工现场，进行缝合、安装法兰角，调平法兰面，检验风管对角线误差，最后在四角用硅胶密封。在这过程中，需要注意的是：首先，卿接完成后的风管暂时不安装平整堆放，风管下方垫方木。不得直接与混凝土等地面接触。堆放场地四周远离其他专业加工厂、运输通道等。其次，风管预制应有计划性，不得过多加工半成品而导致风管到处堆放；风管堆放应平整、堆码高度不宜过高。再次，风管预制提前量应控制在左右。第四，薄钢板法兰连接的风管组对完成后立即安装。第五，角码等拼接处应打灰色或黑色的中性硅酮密封胶。桂酮密封胶不得与渡锌层起反应。打胶前应将打胶处处的保护油脂擦干净[3]。

4金属矩形风管薄钢板法兰的应用

由于法兰连接技术在装配式冷站各个模块的应用存在共同点，本案就水力模块进行介绍，水力模块本质上讲是一个多泵并联的水泵组，其为系统提高输配动力。一般设计流程及组成：水泵选型——连接管选型（非设计院设计，与主机管径相匹配，不做变径处理）——水泵出口先后接（变径）→曲挠橡胶软接头→直管→弯头→立管（先后有压力表、温度计、止回阀）→蝶阀（前后带法兰）→直管→接入主管。水泵入口后接（变径）→曲挠橡胶软接头→直管→弯头→立管（先后有压力表、温度计、Y型过滤器）→蝶阀（前后带法兰）→直管→接入主管。其中在水泵出口及入口、阀门、软接头、Y型过滤器、止回阀等，均通过法兰进行连接，此外，在整个水力模块的出口和入口，也有法兰进行连接[4]。

5金属矩形风管薄钢板法兰连接存在的问题

在项目实施过程中，法兰连接存在四大问题：一是很难保证预制法兰盘的连接面平正互相平行；二是很难保证相邻两段预制加工段的法兰孔相互匹配对正；三是法兰连接的作业非常频繁，几乎每个管道部件都需要法兰连接，如何将繁琐的作业简单化，是降本增效的重要问题；四是法兰本身的重量非常大，焊接在预制段上后增加了预制段的重量，同时增加了后续的装配难度。以上四个问题，都是BIM预制装配中最常见的难点问题，只有解决这些问题，BIM预制装配才能得以大规模的推广应用[5]。

6现存问题的解决方案

为了解决以上问题，我们在预制装配的过程中采取了以下措施：自主研发了工装，解决预制的尺寸和角度问题；选用法兰连接的相关阀件，减少不必要的法兰使用；在螺栓固定过程中，采用棘轮扳手，提高效率。自主研发的工装有两套：直管段预制工装和弯管段预制工装。两个工装都自带基准面，可以保证法兰与法兰、法兰与管道的平正问题，有这两个工装，问题二也可以轻易解决：只需要在工装的基准面上做上一点标记与法兰孔对应，即可保证后续所有的法兰孔在同一条直线上，解决匹配问题。工装的预制段支撑面都是做成可调节的，这样既可适应各种规格的管段施工，又可以达到按模板批量生产预制段的目标。法兰连接与工装是相互相成的关系，使用此工装加工法兰连接预制段有以下几个优势：1）因为工装自带基准面，对使用环境依赖程度低，即便地面略有不平整也不影响使用[6]。2）解决管道、法兰、管件之间装配的垂直度和平行度问题，传统操作中尺寸、角度的误差将不再存在。3）可根据预制段的尺寸调整支撑面，且固定支撑面后，其他同规格的预制段即可批量预制。4）从同一个工装完成的预制段的法兰面，都有统一的基准点和基准面，极大地保证了后续装配的准确度，节省了预装配这一复杂环节。

结束语

金矩形风管薄钢板法兰风管制作、安装技术与传统角钢法兰连接技术相比，具有工艺先进、产品质量稳定，制作、安装生效率高，成型质量好，操作人员工种少，减少环境污染，降低劳动强度，缩施工周期，加快工程建设等特点。

参考文献：

[1]丁娟，杨彬，李瑞锋，马瑜杰，张其林.采用钢板攻丝高强螺栓法兰连接的装配式钢框架柱受力性能研究[J].建筑结构学报，2016，37（08）：143-150.

[2]郑小涛，王明伍，喻九阳，程诗，林纬.高温法兰连接结构的有限元模拟及安全评定[J].化工设备与管道，2014，51（06）：5-9.

[3]朱祝兵，代泽兵，卢智成，张雪松，高坡.特高压电气设备法兰连接处的弯曲刚度试验研究[J].中国电力，2014，47（06）：6-11.

[4]史忠震，张卫，陈强，赵先锋.直驱式抽油机法兰连接螺栓的有限元分析[J].机械设计与制造，2014（04）：206-208+211.

[5]周高斌，罗英，邱天，张亚斌，王小彬，曾鹏，谢国福.反应堆压力容器螺栓法兰连接设计与改进[J].压力容器，2014，31（03）：70-76.

[6]姜全武，谢苏江，孙朕.螺栓-垫片-法兰连接设计方法及标准的发展和应用[J].石油化工设备，2013，42（01）：59-63.