高層建筑燃氣管道安裝工藝及選材

摘要：燃氣管道高層立管材料的選用上存在多樣化，如無縫管、鍍鋅管、不銹鋼管等，大多采用焊接和絲接連接。由于高層立管在安裝后維護維修難度大，造成維護維修費用較高，室外立管輕微泄漏不易發覺。而在高層立管材料選擇上的繁雜，也造成了外觀差異較大、后期管理困難、用戶反響較大等諸多問題。本文主要針對高層建筑管道安裝工藝及選材做了詳細分析。

關鍵字：高層立管；工藝；材料

近年來，隨著城市建設的不斷發展和建筑業的興盛，在各大城市中，大量的高層建筑乃至超高層建筑已經普遍。其中以高層普通住宅和商住用房尤為突出。這類建筑要求燃氣的供應必須與之配套。鑒于高層建筑的特殊性，在進行其燃氣管的設計時，就必須結合實際情況解決高層立管工藝和選材的問題，研究此類問題通過選用優質的管材配合使用先進的工藝以達到延長管道使用壽命，減少后期維護維修的次數和費用，避免燃氣泄漏的發生，以及提高效益的目的。

1高層建筑燃氣工藝

1.1燃氣立管材質

高層建筑中的燃氣立管的材質，一般可采用20#鋼，L245及ERW鋼管。目前在城鎮燃氣設計中，高層建筑燃氣立管采用20#鋼較多。

1.2消除附加壓頭

（1）附加壓頭

在高層建筑燃氣管道設計中，由于立管較高，且燃氣比空氣輕，因此，產生的附加壓頭也較大，低負荷用氣情況下，燃氣立管的壓損很小，附加壓頭很大，若調壓裝置出口壓力一定，不進行消除附加壓頭，那么隨著樓層的高度不斷升高，灶前的壓力會越來越大，這樣就會嚴重影響居民生活用氣，也會造成由于壓力過高產生的嚴重后果。

（2）消除附加壓頭的方法

為使高層建筑燃氣安全、可靠運行，可用如下方法消除附加壓頭：立管上設置低-低壓調壓器；根據超高層的用氣層數，劃分層數作為不同區域，分別設立管供氣；在入戶內設置低-低調壓器；將調壓出口壓力降低，立管進行變徑處理；中壓進戶，每戶安裝低-低調壓器。

1.3 解決建筑沉降的方法

（1）建筑沉降的分類

建筑物一般都存在著不同程度的地基變形。一般地基變形特征可分為沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜。

（2）解決不同位置建筑沉降的方法

1）單獨建筑物的沉降

當建筑發生沉降時，對燃氣立管丁字管部位和立管入戶處的燃氣管道都會產生一定的危害。對此，必須做出一定的處理方式。對于丁字管位置的處理，一般采用在丁字管處安裝柔性接頭，由于引入管至丁字管位置，實為2個自然補償，對建筑沉降，已經起到了一定的防護作用，此時，還需在丁字管橫管部位加柔性接頭，作為補充防護措施。立管三通處的燃氣管道，分為穿墻入戶管和非穿墻入戶管。對于穿墻入戶管一般需設置套管，且需增大套管穿墻的孔洞；當為非穿墻入戶管道時，此時對于建筑沉降的處理，有如下幾種方式：①三通后支管位置可以加柔性接頭；②采用多個彎頭進戶；③也可在距離三通較遠位置的直管段設置管卡，管卡盡量不要設置在靠近入戶三通的位置，給其留有一定的空間，進行自然補償。

2）管道跨越沉降縫的處理

對于燃氣管道通過天面（或裙樓屋面）的結構伸縮縫時，需進行補償處理。通常穿越的沉降縫時，有兩種情況：一是管道敷設經過沉降縫位置，為毗鄰建筑，沉降縫為填充物填充；二是管道敷設經過沉降縫，沉降縫位置設兩墻體分隔。

穿越填充沉降縫時，需做如下措施：①在沉降縫兩側采取柔性連接；②在管道或保溫層外皮上、下部留有不小于150mm的凈空；③在沉降縫處做成方形補償器，水平安裝。對于沉降縫兩側為墻體分隔時，方形補償穿越墻體需加套管保護，穿墻空洞需比套管上下各空出一定的間隙。

1.4燃氣立管的補償

在高層燃氣管道設計中，由于立管長度過大，由溫差產生的變形量也相對較大，為使管道在冷、熱狀態下安全、平穩的運行，減少管道熱脹冷縮時所產生的熱應力，需對管道的伸縮量進行補償，通常分為自然補償和補償器補償。目前常用的補償器有：方形補償器、波紋補償器、套筒式補償器。

2 高層建筑燃氣管道材料選擇

2.1不銹鋼管

不銹鋼管作為一種優良的新型金屬管，不但耐腐蝕性好，還具有使用壽命長的優點，其使用年限在建筑物壽命以上，且具有安裝便捷、不需要進行二次防腐處理、后期維護維修費用低、美觀大方頗受用戶青睞等特性。

（1）不銹鋼無縫管

不銹鋼無縫管在高層燃氣安裝中和普通無縫管的工藝相同，它還具有不需要二次防腐和補傷補口的優點。不銹鋼無縫管在焊接時應采用308材質焊絲氬弧焊打底，然后用304材質的焊條蓋面，因其具有傳熱快，易變形的特點，在焊接過程中一定要控制好溫度，防止過熱變形。不銹鋼無縫管在固定時宜使用相同材質的角鋼架和膨脹螺絲固定，相同的材質可以有效的避免兩種材質產生的電位差，避免電腐蝕，這樣可以保證以后不會因為這些材料的腐蝕對管道造成破壞和增加后期維護維修次數和成本。

（2）薄壁不銹鋼管

薄壁不銹鋼管在高層燃氣安裝中宜采用內立管的方式，連接方式宜采用卡壓方式，不建議用排管。薄壁不銹鋼管和不銹鋼波紋管由于壁厚較薄容易變形必須有防外部損壞的保護措施?！冻擎側細庠O計規范GB50028-2006》中規定在避雷保護范圍以外的屋面上的燃氣管道和高層建筑沿外墻架設的燃氣管道，采用焊接鋼管或無縫鋼管時其管道壁厚均不得小于4mm，所以薄壁不銹鋼管防雷擊效果不好。

通過對比分析我們可以得出兩條結論，第一，碳鋼在濕熱地區大氣中的腐蝕程度至少是不銹鋼的千倍以上，特別是經受二氧化硫、氯化物等天然氣中含有的有害物質等的侵蝕下應該差距更大。第二，不銹鋼由于各牌號所含碳的比例不同，直接導致在大氣中的腐蝕程度不同，含碳量與腐蝕程度呈高度正相關，因此在選用不銹鋼管作為天然氣的輸送管道時一定要選用低含碳量的產品。另外不銹鋼無縫管和薄壁不銹鋼管在使用中各有各的優勢，無縫管具有較易找到掛表位置、前期不需介入、成本較高、后期維護維修成本較低的特點，薄壁管具有有時掛表較困難、前期需與開發商協調、成本更低、后期維護更便利的特點。

2.2 抗UV三層防腐無縫鋼管

抗UV（紫外線）三層防腐技術是在原來的熔結型環氧粉末外涂層技術基礎上增強管道的抗UV性能。 大于10層小于18層住宅：立管為一管一的（每層一戶），全部用Ф38抗UV三層防腐無縫鋼管；立管為一管二的（每層兩戶），1-15層用Ф57抗UV三層防腐無縫鋼管，16-18層用Ф38抗UV三層防腐無縫鋼管。大于18層住宅：使用Ф57抗UV三層防腐無縫鋼管，無需變徑。

2.3鍍鋅鋼管

（1）熱鍍鋅管

熱鍍鋅管是使熔融金屬與鐵基體反應而產生合金層，從而使基體和鍍層二者相結合。熱鍍鋅是先將鋼管進行酸洗，為了去除鋼管表面的氧化鐵，酸洗后，通過氯化銨或氯化鋅水溶液或氯化銨和氯化鋅混合水溶液槽中進行清洗，然后送入熱浸鍍槽中。熱鍍鋅具有鍍層均勻，附著力強，使用壽命長等優點。鋼管基體與熔融的鍍液發生復雜的物理、化學反應，形成耐腐蝕的結構緊密的鋅一鐵合金層。合金層與純鋅層、鋼管基體融為一體，故其耐腐蝕能力強。缺點是鋼管易腐蝕，特別是在端頭套絲壁厚減薄和保護層破壞后使用壽命更短；螺紋連接可靠性差；維修防腐成本高等。

（2）預涂環氧防腐底漆熱浸鍍鋅鋼管

預涂環氧防腐底漆熱浸鍍鋅鋼管是在熱鍍鋅管的基礎上加噴環氧樹脂涂層，加強原管道的抗酸蝕和抗銹蝕能力。同時配合使用寬邊瑪管件和抗酸結合劑，使管道的整體質量和防腐能力極大提高，與熱鍍鋅鋼管相比，其耐腐蝕能力更強使用壽命更長。優點有以下幾點：涂環氧防腐底漆熱鍍鋅鋼管避免了現場防腐不到位、防腐質量不夠、面漆容易脫落和面漆不均勻等問題，只需處理好補口處的防腐問題；使用無花套絲機避免了管道施工過程中易被夾壞、夾花的問題；寬邊管件避免了生料帶外露并且通過密封膠的封合，延緩了生料帶的老化，即美觀又有效；成熟產品、性價比高。

熱鍍鋅鋼管雖然有較強的耐用性和防銹蝕能力，但其抗酸蝕能力較弱，對螺紋連接處的保護不足，容易產生銹蝕薄弱點。而預涂環氧底漆熱鍍鋅鋼管除了具有普通熱鍍鋅鋼管的優秀性能外，還將其缺點進行了改進和完善，因而預涂環氧底漆熱鍍鋅鋼管具有更強的防腐蝕和防酸蝕能力，能更有效的減少銹蝕及漏氣、使用壽命更長，同時減少維修作業使用更加安全。

結束語

通過對比我們可以看出，三種材料都具有優秀的防腐性能。不銹鋼無縫管初次安裝成本最高，薄壁不銹鋼管成本較低，但必須在廚房或陽臺施工?？筓V三層防腐無縫鋼管防腐效果優秀但應用時間較短，實際效果還有待檢驗。預涂環氧底漆熱鍍鋅鋼管產品技術成熟、性價比高且安裝美觀，所以高層建筑管道推薦使用預涂環氧底漆熱鍍鋅鋼管。

參考文獻

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作者簡介：袁啟力（1979-）男，漢族，工程師，現主要從事天然氣和LNG工程建設工作。