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煤矿沟槽式管道装配系统可行性发展报告

目录：

     一、沟槽连接系统介绍

     二、行业背景

     三、技术背景

     四、市场分析

     五、成本投入

     六、合作方式

     七、可能遇到问题

     八、可合作项目

     九、附录

一，沟槽连接系统介绍

    沟槽管件是美国victaulic公司于1925年发明的，它是管道安装连接方式上的一次巨大变革。并因其安全性、安装简便、环保、维护方便等特点目前在欧洲和美国得到成熟和广泛的应用。在美国管道行业其应用规模已经超过法兰连接，成为生产生活中最主要的管道连接方式。现在广泛应用于

地表/地下水、煤气、建筑/消防、污水处理、煤矿、石油、造船等工业领域

沟槽管件包括两个大类产品：

①起连接密封作用的管件有刚性接头、挠性接头、机械三通和沟槽式法兰；

②起连接过渡作用的管件有弯头、三通、四通、异径管、盲板等。

起连接密封作用的沟槽连接管件主要有三部分组成：密封橡胶圈、卡箍和锁紧螺栓。位于内层的橡胶密封圈置于被连接管道的外侧，并与预先滚制的沟槽相吻合，再在橡胶圈的外部扣上卡箍，然后用二颗螺栓紧固即可。由于其橡胶密封圈和卡箍采用特有的可密封的结构设计，使得沟槽连接件具有良好的密封性，并且随管内流体压力的增高，其密封性相应增强。

二，行业背景

沟槽关键最早起源于美国，在美国及欧洲得到广泛应用，在澳洲及南美和中东市场也发展迅速。2010年，美国消防、矿山、化工行业的沟槽管件市场使用量合计为320亿美元，本年度欧洲市场达到180亿美元。北美、欧洲的众多矿山、选煤厂应用了沟槽式管道系统。在美国, 沟槽式管道连接占煤矿连接市场的90% 。在加拿大, 丁敏市( Timmins) 和萨德伯里市( Sudbury )镍矿年订货量为2000~ 3000 万美金。巴西的淡水河谷、澳大利亚的力拓、必和必拓等全球矿业巨头都是沟槽管件的中坚用户

为行业和企业配套和服务的各大认证机构基于沟槽管件的快速发展和广泛应用，美国及世界各大标准机构和认证机构都建立了自己的沟槽管件标准体系和认证技术条件。

美国船级社   美国国家标准协会           美国石油学会        美国海军设施工程总部

中国消防产品合格评定中心  压力设备欧洲指令认证  美国工程师学会  美国国家航空和宇宙航行局

  美国材料测试学会   英国建筑材料认证委员会      法国国际检验局      德国莱茵TU认证

加拿大标准协会       挪威船级社      德国燃气和供水工程联合会    厂商相互保险公司

       德国劳氏船级社          英国劳氏船级社       意大利船级社    美国安全检测试验室

    美国国家消防协会   日本船级社     德国专业安全协会VDS认证   美国联邦航空管理局

澳大利亚标准公司水暖标志认证     加拿大海岸警卫队     美国海岸警卫队  国联邦政府总务管理局

尽管这项沟槽连接在国内的开发时间晚于国外，但由于其技术的先进性，很快被国内市场所接受，逐步成为管道连接方式的主流技术。从1998年开始引进到现在，经过短短几年的开发和应用，在建筑及消防市场已取代了法兰和焊接的两种传统管道连接方式。

在煤矿市场上，随着国家对煤矿安全的重视和煤矿自身管理水平的提升，沟槽式管道连接方式也开始为企业所接受。中国的采矿业尤其是煤矿正处在快速成长期, 市场空间广阔。但是, 国内的厂矿情况与欧美不同, 接受新产品的阻力大, 对沟槽式连接产品的安全和稳定性心存疑虑, 使人们接受沟槽连接方式比较困难。幸好近年国内煤炭企业的高层管理人员具有高学历和开阔广博的视野, 他们需要高效、安全、人性化的产品, 相对容易接受新事物。

国家标准局和行业协会在认识到沟槽管件的先进性和市场前景后，也陆续出台了国家和行业指导性标准。

   《自动喷水灭火系统—沟槽式管接件》GB 5135.11-2006是国家2006年公布了应用于消防和建筑的沟槽管件国家强制标准，对沟槽管件要求、试验方法、检验规则等进行了全面规定。

《卡箍式柔性管接头技术条件》GB8259-2008，是由煤炭部组织，西安煤科院等单位起草针对煤炭行业的卡箍技术要求、性能试验进行严格规定的国家标准。

《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）第4.1.3条规定：“管径大于100mm的镀锌管应采用法兰或卡套式专用管件连接，镀锌钢管与法兰的焊接处应二次镀锌”。

《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2002）第9.1.2条规定：“镀锌钢管应采用螺丝连接。当管径大于DN100时，可采用卡箍式、法兰或焊接连接，但应对焊缝及热影响的表面进行防腐处理。”

《自动喷水灭水系统施工及验收规范》（GB50261-96）2003年版第5.1.3条规定：“管网安装应采用螺纹、沟槽式管接头或法兰连接”；5.1.4A7条规定：用沟槽式管接头连接时，“埋地、水泵房内管道连接应采用柔性连接方式，埋地的沟槽式管接头螺栓、螺帽应做防腐处理。”5.1.5条规定：“法兰连接时，焊接法兰焊接处应重新镀锌后再连接。

三、技术背景

沟槽式连接有几大优点：

1、操作简单

沟槽管件的连接操作是非常简易的，无需特殊的专业技能，普通工人经过简单的培训即可操作。这是因为产品已将大量的精细的技术部分以工厂化方式溶入到了产成品中。一处管件连接仅需几分钟时间，最大限度的简化了现场操作的技术难度，节省工时，从而也稳定了工程质量，提高了工作效率。这也是安装技术发展的总体方向。

而传统的焊接和法兰连接的管道连接方式，不但需要有相应技能的焊接工人，而且费时，工人的操作难度大，并存在焊接烟尘的污染。由于操作空间和焊接技能的差异，焊接质量和外观都难以达到满意的结果，从而影响工程的整体质量。

另外，由于沟槽管件为成品件，现场所需要的操作空间小，可真正的实现靠墙靠角安装，操作难度大为减小，从而节省了占地面积，美化了管道安装的效果。

2、管道原有的特性不受影响

沟槽管件连接，仅在被连接管道外表面用滚槽机挤压出一个沟槽，而不破坏管道内壁结构，这是沟槽管件连接特有的技术优点。如果采用传统的焊接操作，许多内壁做过防腐层的管道都将遭到破坏。因此规范规定镀锌管道，衬塑钢管、钢塑复合管等都不得使用焊接和法兰连接，否则需要二次处理。

3、有利于施工安全

采用沟槽管件连接技术，现场仅需要切割机、滚槽机和钮紧螺栓用的搬手，施工组织方便。而采用焊接和法兰连接，则需要配备复杂的电源电缆、切割机具、焊接机及氧气和乙炔气瓶等，这就给施工组织带来了复杂性，且也存在着漏电和火灾的危险隐患。同时焊接和气割所产生的焊渣，不可避免的落入管道内部，使用中容易产生管路阀件甚至设备堵塞，也污染管内水质。

另外，焊接和法兰连接不可避免需要长时间的高强度的高空作业，也容易发生生产安全事故。

4、系统稳定性好，维修方便

沟槽管件连接方式具有独特的柔性特点，使管路具有抗震动、抗收缩和膨胀的能力，与焊接和法兰连接相比，管路系统的稳定性增加，更适合温度的变化，从而保护了管路阀件，也减少了管道应力对结构件的破坏。

由于沟槽管件连接操作简单，所需要的操作空间变小，这为日后的维修带来了许多方便条件。当管道需要维修和更换时，只需松开两片卡箍即可任意更换、转动、修改一段管路。不需破坏周围墙体，减少了维修时间和维修费用。

5、 经济实用

沟槽管件连接操作简单，省工省时，因此具有良好的经济效益。许多文章都做过经济分析，认为“采用卡箍连接，虽然卡箍的单个配件价格较高，但整个管网安装的综合效益高于法兰连接”。

目前卡件采用铸态球墨铸铁，保持比优质碳素钢更好的机械性能，延伸率可达12%以上，材料标准按美国的ASTM  A536  65-45-12或同等质量标准。

抗拉强度450MPa

延伸率12%

金相要求：球化级别不低于2级，铁素体含量不少于75%，石墨大小6级，不得有渗碳体和磷共晶。

目前所用常规产品的橡胶圈机械性能和抗老化性能按ASTM  D2000标准执行。

橡胶密封性能检测按UL157标准执行。

下面是检验橡胶性能的各种试验所用到的标准要求的参数：

所有用到的螺栓，除换接法兰两端的连接螺栓是国标外，其余都是用美标螺栓。螺栓材料标准按ASTM  A183(或国内同等替代材料)。

机械性能

螺栓螺母联接强度试验表：

煤矿安全在生产中列为首位，管道连接起着为煤矿输送自然风，输送除尘，抽取瓦斯，保证生命线等作用，沟槽式管道连接件的质量是安全的首要保证。生产厂家应按照严格的行业或机构标准生产和检验。

目前的国内一些生产厂家，没有自己的设计研发队伍，模仿先进沟槽管件企业的外形，不按照标准进行内部质量控制，伪劣产品以其低价流入市场, 但质量稳定性差、精度低、胶圈密封不严, 破坏了沟槽式管道连接技术的声誉。

 沟槽式管道连接件在进入煤矿市场前，应经过系列的试验检验。包括：

密性试验、拖拉试验、爆破压力试验。密性试验检验产品的密封性能，拖拉试验检验在承受外力拖拉时的性，爆破压力试验的试验压力为工作压力的4倍，检验产品的最大承受压力。

弯矩试验，检验产品承受弯矩的能力。

柔性试验