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镀锌螺旋风管,壁厚怎么定
2 小时前   浏览:0   作者:管道

城南一个做家具喷漆的车间,去年把排风系统重做了一遍。施工队报价便宜,用的是 0.5 毫米的镀锌卷,现场卷成螺旋风管,直径 400,一路拉到屋顶。头一个月还行,第二个月开始,弯头后面那段先瘪进去一块,接着咬口缝往外冒白烟,车间里的漆雾排不出去,味道又回来了。

老板问得很直接:是不是管子太薄,换成 1 毫米的能不能一劳永逸。

先给结论:直径 400 的螺旋风管,按现行验收规范取 0.6 到 0.75 毫米是合规的,但合规只是下限。真正决定风管会不会瘪的,是系统是正压还是负压、有没有加固、咬口咬得实不实。厚度加一档,钱多花不到两成;加固没做,厚度加到 1 毫米照样瘪。

螺旋风管壁厚与咬口结构示意

一、风管的厚度,不能照搬水管那套

做水管的人第一次接触风管,容易犯一个错:拿压力乘直径除壁厚算环向应力,一看数字很小,就觉得厚度随便取。

算一下就知道这个思路为什么不合适。直径 400、壁厚 0.6 毫米,系统压力按中压 1500 帕算,环向应力是 1500 乘 0.4 再除以 0.0012,等于 0.5 兆帕。Q235 的屈服强度 235 兆帕,安全系数四百多倍。从这个角度看,0.3 毫米都够。

可见风管的厚度根本不由强度控制。它由另外三件事控制:运输和吊装时不能压扁,负压运行不能被吸瘪,咬口和法兰要咬得住、打得上螺栓。

负压这一条最容易被忽略。排风系统的风机装在末端,整条风管都在负压状态下工作,管壁受的是外压。薄壁圆筒在外压下的失稳临界压力,跟厚度和直径之比的三次方成正比。厚度从 0.6 降到 0.5,比值降了 17%,临界压力降了 42%。直径越大,这个折扣打得越狠。

直径 400、壁厚 0.5 的长圆筒,按外压失稳估算,临界压力在 1000 帕上下。系统负压一旦超过这个数,管壁就会突然瘪进去一块,不是慢慢变形,是一声响就塌。前面那个车间的情况,正好落在这个区间里。

二、GB 50243 那张表怎么读

现行《通风与空调工程施工质量验收规范》GB 50243-2016 表 4.2.3-1 给了钢板风管的板材厚度。这张表按风管断面尺寸和系统压力分档,除尘系统单独一列。

圆形和矩形合在一起看,微压和低压系统一列:断面尺寸不大于 320 取 0.5,320 到 450 取 0.5,450 到 630 取 0.6,630 到 1000 取 0.75,1000 到 1500 取 1.0,1500 到 2000 取 1.0。

中压系统分圆形和矩形两列。圆形:不大于 320 取 0.5,320 到 450 取 0.6,450 到 630 取 0.75,630 到 1000 取 0.75,1000 到 1500 取 1.0,1500 到 2000 取 1.2。矩形比圆形高半档,因为平板受外压不如圆弧抗得住。

高压系统一列整体再高一档,不大于 320 就要 0.75,1500 到 2000 要 1.5。除尘系统那一列最厚,不大于 320 是 2.0,450 到 630 是 3.0,630 到 1000 是 4.0,1000 到 1500 是 5.0。

除尘那一列为什么突然跳这么高,后面单独说。这里先记住一点:同样是直径 400 的圆管,送风系统 0.6 就够,除尘系统要 2.0,差三倍多。这张表不是按压力排的,是按工况的恶劣程度排的。

表下还有三条注。第一条是螺旋风管的钢板厚度可按圆形风管减少 10% 到 15%。第二条是排烟系统风管的钢板厚度可按高压系统选。第三条是这张表不适用于地下人防与防火隔墙的预埋管。

三、螺旋风管凭什么能打折

螺旋风管是拿镀锌钢带在卷管机上螺旋咬合成的,管壁上有一条连续的螺旋咬口。这条缝不是缺陷,它起到加强筋的作用,把一整根光管变成了带螺旋箍的管。

同样壁厚下,带螺旋筋的管抗外压能力比光管高不少,所以规范允许在圆形风管的基础上减 10% 到 15%。直径 400 的中压圆管,表上取 0.75,螺旋管可以取到 0.64,实际供货就是 0.6 或 0.65 这一档。

这个折扣有前提。咬口必须咬到位,咬合宽度要够,咬缝要压实。现场用简易卷管机、咬口轮磨损了不换,咬出来的缝是松的,加强筋的作用就没了,厚度还按打折取,两头都亏。

还有一个前提是螺旋角。螺旋角大,咬缝绕的圈数多,加强效果好;螺旋角小,咬缝接近环向,加强作用弱。卷管机的成型角是固定的,采购时问一句咬缝的螺距,能判断这家厂的工艺是不是正规。

管段长度也影响。螺旋风管可以做成 3 米到 6 米一整根,中间没有环向法兰,刚度和气密性都比一节一节拼起来的好。但长度上去了,运输和吊装的弯折风险也上去了,细长的管子在车上颠一路,回来就是一根弯管。

四、厚度的钱,其实不多

把账算清楚,就不会在厚度上纠结。镀锌板密度按 7.85 算,1 平方米 0.5 毫米板重 3.93 公斤,0.6 毫米 4.71 公斤,0.75 毫米 5.89 公斤,1.0 毫米 7.85 公斤。

镀锌板按 5000 元一吨估,1 平方米的材料钱分别是 19.6 元、23.6 元、29.5 元、39.3 元。

直径 400 的圆管,一米长的展开面积是 3.14 乘 0.4,约 1.26 平方米。0.5 毫米每米 24.7 元,0.6 毫米 29.7 元,0.75 毫米 37.2 元。0.5 换 0.75,一米多花 12.5 元。

一个 100 米的排风系统,厚度提一档多花 1250 元。而一段风管瘪了要拆下来换,人工加脚手架加停产,少说几千块。这笔账不用犹豫。

反过来说,把厚度当万能药也不对。直径 800 的风管,壁厚 1.0,长度 6 米不加任何加固,中间照样会下垂,负压下照样会吸瘪。厚度解决的是管壁本身的稳定,解决不了整根管的刚度。

五、加固比加厚更管用

风管的加固方式有几种:角钢加固框、立筋、十字撑、管内支撑。大断面的管,加固框的间距按断面尺寸定,断面越大间距越小。

直径 400 的圆管,一般 3 米左右加一道加固环就够了。直径 1000 以上,1.5 到 2 米就要加一道,或者改用带法兰的分节管。

加固环用扁钢或者角钢抱在管外,用铆钉或者自攻钉固定。固定的地方会破坏锌层,铆钉孔周围要补漆或者补锌,不然先从这里锈。补锌的做法在 镀锌管接法兰,焊完怎么补锌 里讲过,风管上的补锌量小,但位置多,别省这一步。

吊架的间距也要配合。水平风管吊架间距一般不大于 3 米,垂直风管不大于 4 米,一根管至少两个吊架。直径大的、保温的、有振动的,间距还要缩。吊架的算法和管道支吊架不完全一样,镀锌管支吊架,多远装一个 里的思路可以借,但风管的荷载轻、刚度小,控制条件更偏变形。

六、咬口和锌层,比厚度更容易出问题

风管漏风,八成漏在咬缝和法兰上,不在管壁上。

螺旋咬口如果咬合不紧,管壁本身是完整的,缝里却能透气。这种漏法在正压系统上表现为往外冒灰,在负压系统上表现为往里吸尘,风量怎么调都上不去。

风管的漏风量要按系统压力等级做试验,低压、中压、高压三档的允许值不一样,压力越高允许值越小。试验是在规定压力下测单位面积漏风量,超过限值就要查咬缝、查法兰垫料。

法兰连接处要夹垫料。普通通风用 3 到 5 毫米的闭孔海绵或者橡胶板,排烟系统必须用不燃材料,厚度不小于 3 毫米。垫料接头要斜接或者搭接,不能对接留缝,四角是最容易漏的位置。

锌层这块,风管用的是连续热镀锌钢带,执行 GB/T 2518。常用的锌层代号 Z100、Z120、Z275,数字是双面锌层重量,单位克每平方米。Z100 折成单面厚度大约 7 微米,Z275 大约 19 微米。

室内干燥的通风系统,Z100 到 Z120 够用。厨房排风、卫生间排风、有冷凝水的场合,要 Z275。锌层薄的风管,切口的断面很快出红锈,切口是镀锌件永远的弱点,安装时把切口朝上、朝外,能少锈几年。

七、切割和连接,别把锌层全毁了

风管现场改尺寸,用角磨机切最快,但砂轮片的高温会把切口两侧的锌层烧掉一两毫米,烧掉的地方当天就变色。用剪板机或者等离子切,热影响区小一些。

手工剪铁皮剪最干净,代价是慢,而且厚板剪不动。1.0 毫米以下的镀锌板,铁皮剪还能对付。

切口要修毛刺,毛刺会割手,也会挂住气流里的灰尘,慢慢积成一坨。风管里积灰不均匀,动平衡就乱了,风机振动的根源常常在这里。切割工具的取舍,和管道那边是一回事,镀锌管现场切割,三种工具怎么挑 里有对照。

连接方式上,螺旋风管常见的三种:螺旋咬口本身、内插式接头配密封胶、法兰加抱箍。小直径的用内插,大直径的用法兰。内插接头插进去要够长,一般不小于 50 毫米,插进去之前涂一圈密封胶,插完转半圈让胶铺开。

八、采购单上写清这几行

风管不是标准件,采购单写得含糊,供回来的东西就没法验。

第一行写直径和壁厚,壁厚要写实际厚度,不要只写板厚代号。有些厂报 0.6,实际是 0.55 的负差板,装在负压系统上就是隐患。

第二行写材质和锌层,镀锌钢带的牌号和锌层代号都要写,执行标准写 GB/T 2518。

第三行写系统压力等级,是低压、中压还是高压,这一条直接决定验收时按哪档做漏风量试验。

第四行写加固方式,几米一道加固环,用什么型钢,写清楚。

第五行写长度和分节,运输条件限高限长,分节长度定不下来,现场就得拿锯接。

风管和管件往往不是一家供,法兰、抱箍、加固件、密封胶各有各的厂家。把这些需求一次写清发到钢管动力,让做风管和做管件的都看到,报价能对上口径,也不会出现管到了法兰没到、工地干等的情况。

直径 400 的螺旋风管,壁厚取多少合适?

按 GB 50243-2016 表 4.2.3-1,320 到 450 这一档的圆形中压风管取 0.6,450 到 630 取 0.75。螺旋风管可按圆形风管减 10% 到 15%,所以 0.6 是合规下限。负压系统建议直接取 0.75,不要用足折扣。

风管为什么不能用强度公式算壁厚?

按 1500 帕、直径 400、壁厚 0.6 算,环向应力只有 0.5 兆帕,远低于 Q235 的屈服强度,强度富余几百倍。风管的厚度由运输刚度、负压抗失稳、咬口和法兰的连接条件控制,强度从来不是控制项。

螺旋风管厚度可以减 10% 到 15%,依据在哪?

GB 50243-2016 表 4.2.3-1 注 1 明确,螺旋风管的钢板厚度可按圆形风管减少 10% 到 15%。原因是连续螺旋咬口起到了加强筋作用,提高了管壁抗外压能力。前提是咬口咬合到位,咬口轮磨损、咬缝松开的管子不适用。

除尘系统的风管为什么要求 2 毫米以上?

同一张表里除尘系统单独一列,断面不大于 320 就要 2.0 毫米,1000 到 1500 要 5.0 毫米。除尘气流含尘浓度高、流速快,管壁受的是磨料磨损,磨掉一层就少一层,厚度就是耐磨寿命,不是按压力算的。

镀锌风管的锌层选 Z100 还是 Z275?

室内干燥的送排风,Z100 到 Z120 够用。厨房排风、卫生间排风、有冷凝水或清洗水的场合要 Z275。Z100 折单面约 7 微米,Z275 约 19 微米,差距在切口和铆钉孔这些薄弱点上体现得最明显。

数据来源:来自公开网络。

钢管动力,关联公众号:钢标控。

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