管接頭處流體的泄漏不僅浪費資金，也相當?shù)奈ｋU。本文介紹了各種類型的管件，研究了各管件斷開后再加工時的密封特性。
    流體的泄漏令工業(yè)界每年損失幾百萬元。一套裝置通常有幾百個疏水器，因此發(fā)生泄漏后每年損失幾百萬歐元。除經(jīng)濟損失之外，對泄漏點不予以修整還會增加停車次數(shù)、影響產品質量、污染環(huán)境、甚至造**員傷害。
    理想的管接頭 ——在任何情況下都不發(fā)生泄漏的管接頭  ——是不存在的。但是，了解泄漏的產生原因非常利于消除泄漏，同時贏得**、可靠的生產和經(jīng)濟成本的降低。
    問題：機械應力
    系統(tǒng)振動、脈動和熱循環(huán)作用是造成化工流程系統(tǒng)發(fā)生泄漏的常見原因。在這些機械應力之下，任何類型的管道接頭都可能出現(xiàn)泄漏。管件金屬結構材料的不一致，側向負荷或其它系統(tǒng)的設計中產生的不適當?shù)膽Γ蛘邇H僅是不正確的安裝都會加劇振動疲勞。
    應力增強和應力疲勞已經(jīng)得到了廣泛的研究，研究結果之一是一種被稱為Mark1疲勞曲線的關系，該曲線可以預測一件測試樣品在發(fā)生故障之前所能承受的應力周期數(shù)。應力的幅度越大，故障出現(xiàn)的時間越早。
    上緊管件時在管壁上留下的缺口或槽溝會使應力集中，從而加速故障的發(fā)生。使用“應力增強因數(shù)”可以計算出上述結果。
    管道堵漏

    開發(fā)流體輸送系統(tǒng)時人們往往忽視了部件的正確選擇、整個系統(tǒng)的設計和產品的技術。造成泄漏的*主要的因素之中，工藝管道的連接件的類型以及安裝和維護人員的知識水平和實踐經(jīng)驗是至關重要的兩個方面。

    抗振性和抗疲勞性*強的連接方式是對接焊接。然而，盡管對接焊縫的強度和一體性相當高，這種連接方式仍然有諸多缺點。獲得牢固的對接焊縫需要昂貴的設備和對焊工的培訓。焊接管件也比其它類型的管件安裝費時、且可維修性差。如果需要斷開焊接接頭，焊炬或鋼鋸是**能夠使用的工具。

    工藝流體輸送系統(tǒng)*常見的連接方式之一是螺紋連接，其中包括兩種基本類型：錐形螺紋和平行螺紋。

    錐形螺紋正如其名字一樣，螺紋直徑沿著一側或兩側連接件的長度而變化，在螺紋面、螺紋牙頂和螺紋牙根等任意兩個金屬面之間形成“擠壓密封”。

    錐形螺紋擰緊后產生的強應力會造成金屬管件，尤其是碳鋼或不銹鋼管件的磨損和折裂，除非使用適當?shù)臐櫥瑒?。人們普遍使用PTFE帶纏繞在外螺紋上進行密封。

    錐形螺紋*古老的設計之一是NPT(National Pipe Thread)，這種設計的內、外螺紋都是錐形螺紋。ISO錐形螺紋與NPT的類似。

    NPT錐形螺紋的一個變異是NPTF（National Pipe Thread Fine）。在這種“干密封”設計中，螺紋牙根比牙頂圓鈍、低淺，因此當管件上緊后，螺紋牙根擠壓另一螺紋的牙頂，無需使用潤滑劑即可形成一個良好的密封，這就是NPTF的工作原理。但在實際應用中，無潤滑即意味著磨損，尤其是碳鋼管件和不銹鋼管件。因此NPTF管件很難安裝，并且?guī)缀醪豢赡苤匦录庸ぁ?/font>

    與錐形螺紋相比，平行螺紋僅僅產生機械強度，而不形成密封。密封功能由一個橡膠圈提供，橡膠圈通常安裝在外螺紋的根部（圖1）。密封圈緊壓著靠近內螺紋口的凸臺或其它平面。平行螺紋容易加工、拆卸和再加工。平行螺紋設計包括SAE（Society of Automotive Engineers）直螺紋，ISO平行螺紋和37o（AN）擴口管件。后者通常用于液壓領域，通過在管件的端口加工擴口平面提供密封。

    重大缺陷：壓力降TUBE管

    盡管工藝管道（無論是焊接還是螺紋連接）的應用廣泛，它仍然存在一個重大缺陷：壓力降。在某一給定雷諾數(shù)下（由管道直徑，流體速率、密度和粘度計算得出），壓力降的大小取決于管壁的粗糙度、彎管的半徑和管件中阻礙流體流動的物質的特性。

    當PIPE管需要改變方向時，通常采用45°或90°彎頭。而對于TUBE管來說，其本身可形成彎管以適應應用領域的要求，這種能力意味著壓力降的顯著減少。TUBE管的管壁也比PIPE管的管壁光滑。就壓力降而言，TUBE管件比PIPE管件的設計優(yōu)化。無論是工藝過程還是儀表控制中，當壓力降是關鍵因素時，*好使用TUBE管。 

    用一把扳手就可以安裝承管件

    TUBE管有其特殊的管件類型。*早開發(fā)出的TUBE管件是承壓管件，由三個元件組成：螺帽，接頭和墊圈或套圈（圖2）。與螺紋接頭安裝時需要專用工具不同的是，承壓管件用一把扳手就可以安裝。由于多數(shù)承壓管件的設計將密封力集中在一條線上，而不是一片區(qū)域上，因此承壓管件可以提供*有效的金屬-金屬密封。

    但是承壓管件依靠摩擦力提供密封，因此僅適用于低壓系統(tǒng)，并且不宜使用在振動和熱循環(huán)作用的場合。承壓管件一般由黃銅制造，很少使用其它材料。

    擴口管件也是由三個元件組成：螺帽，套管和接頭。接頭的端口是擴口或錐形的；有時套管具有自擴口功能，通常使用薄壁或軟質管材。與承壓管件相比，擴口管件可用于壓力較高的流體輸送系統(tǒng)當中，材料的選擇范圍較寬，并且由于其密封面積較大而易于再加工。
擴口管件的缺點是需要使用專用工具，切割時必須精心。切割不好的TUBE管會產生泄漏。擴口管件還可能出現(xiàn)應力集中和應力開裂，尤其是薄壁或脆性TUBE管。

    卡口管件安裝時不需要專用工具，其壓力等級也比承壓管件高?？谑焦芗梢粋€螺帽、接頭和一個或多個套圈組成。套圈的邊緣尖銳，可以卡入TUBE管皮內固定住。**道密封是套圈和接頭內錐體之間的較長的接觸面積。

    避免設計折衷選擇

    多數(shù)卡口管件使用一個套圈，這個套圈起著卡箍和密封的雙重作用。為了避免設計時對兩種作用的折衷選擇，可以使用兩個套圈，一個用于卡箍，另一個用于密封。

    機械卡箍接頭一般使用雙套圈設計，有時再用動負載加強，例如用彈簧增加密封力。管件上緊后，前一個套圈軸向擠壓TUBE管和聯(lián)軸節(jié)的表面，而后一個套圈產生一個徑向力卡住管子，提高管道的抗振動性。

    機械卡箍接頭容易斷裂，但是只要使用適當?shù)募夹g它們也容易重新加工。機械卡箍的緊力不足是出現(xiàn)泄漏的主要原因，尤其是不銹鋼等硬性材質。有些制造商提供量規(guī)以便確保管件被施用了適當?shù)木o力。