考虑使用卡套管作为解决方案以提高工厂效率 
作者：Ron Holt，世伟洛克公司

工厂工程师和维护人员在处理系统的结构、维护和升级上正面临着更为严峻的要求。对这些系统的性能期望要远远高于10年前的水平，部分是因为更严格的行业标准和更强大的竞争力量，这促使各家公司要审视如何能在实现最高运行效率的同时，提高成本效益。系统泄漏过去一度被认为是公害，现在可分类为无组织排放和危险溢出物，其最终结果可能会是成本高昂的停工和修理。此外，技术上的进步正使压力、流量和温度所能达到的值变得更高，并对流体系统提出了更高的要求。

图1：公称管通常要依靠 45º 和 90º 弯管来安排系统行进路线。取消这些接头可以加快装配速度，减少可能的泄漏点并改善流量特性。	图2：卡套管提供了一个更为紧凑的系统，以及比按相同路线敷设的公称管更少的泄漏点。

尽管操作方法已经改变并会继续演化，但装配和维护这些系统的基本概念仍保持相同。在众多工厂应用中，公称管一直是精选材料，而用以实现连接的法兰、接头和焊接，其使用方式也与多年来所保持的使用方式大致相同。事实上，大多数公称管系统的完整性都取决于在近一个世纪前所开发的密封和紧固方法。在现今的环境下，传统的在公称管上所使用的方法是否能跟上行业要求是一个现实的问题。卡套管是小口径公称管的可行替代方案， 因为其所提供的性能优势能帮助各公司满足更严格的标准要求并满足日益增加的需求。简而言之，卡套管经济实用，并更不易于泄漏。

卡套管和公称管的传统使用方法
从历史的观点上看，卡套管和公称管在工厂内各尽其用。卡套管已得到了广泛应用，在小尺寸仪表系统－主要是1/2in. 直径以下的系统中表现出了可靠的性能。它在仪表应用中的普及得益于其有能力在取得更好流量的情况下提供更为紧凑的系统。因公称管系统中的突然弯曲所导致的能量损失会因卡套管系统的渐弯和光滑内径而被显著降低。因为卡套管可以弯曲，因此它会产生比按相同路线敷设的公称管更少的泄漏点。并且，卡套管可以按复角进行弯曲。相反 ，公称管趋向于依靠45和90度弯头来安排系统行进路线，从而会占用更大体积和面积。人们有一个常见的误解，即卡套管会因弯曲而被削弱；事实上，弯管通常会比直通管更为坚固，这是因为在卡套管弯管时要进行硬化作业。

公称管传统上一直用于需要较大尺寸的应用中。然而，现在已很容易提供拥有较大直径、各种壁厚以及用各种材料制成的卡套管。一般来说，卡套管可以取代在许多直径不超过2in. 的工艺管线应用中的公称管。然而，公称管仍会在直径超过2in. 的应用中使用。

这种普遍的可用性，再加上性能和成本上的种种优势，使得卡套管日益成为具有较广压力和温度范围系统的选择。决定要使用卡套管还是公称管时应考虑的主要因素包括安装、维护、成本、性能以及法规要求。

劳力成本和安装优势
与公称管系统相比，安装卡套管系统所需要的时间更短，因为其需要的设备少，在每个连接上需要的工时也少得多。公称管要通过焊接、法兰或螺纹连接等方式进行连接，而卡套管可使用焊接或卡套管接头进行连接。焊接公称管是一项劳力密集型工艺，需要技术娴熟的工人。公称管必须进行切割、预加工、对准和临时点焊操作，然后在各个连接处进行最终焊接以完成整个系统。卡套管接头可以用标准扳手进行安装，而公称管接头则可能需要螺纹或焊接进行连接。除了焊接用消耗品之外，焊接公称管安装可能还需要加热作业、或“烧灼”、许可证、高压电源、符合《职业安全与卫生条例》（OSHA）规定的其他人员（如消防值班）以及其它技术支持。

螺纹连接可充当焊接公称管的替代方案，但不论用哪种方法都会有不同程度的困难。现场进行螺纹连接可能产生不同质量和光洁度的螺纹，这会影响安装时间并导致较高的废品率。要使用密封剂或PTFE密封带来减少泄漏。不幸地是，受振动和温度或压力极限值制约的密封公称管接头在经过较长一段时间后会开始泄漏。此外，公称管螺纹密封剂可能会与在流经工艺管线的化学溶剂不相容，这也会导致泄漏。

与之相比，卡套管可按要求长度切割并去除毛刺。接头安装非常简单，紧固一个将卡套预装到卡套管上的螺母即可。接头产生了一个机械、金属对金属密封，从而形成了一个无泄漏的连接。某些卡套管接头还可进行检测，以确保在系统加压和启动前得到适当紧固。卡套管具有较高水平的灵活性，使系统能在任何接头紧固之前完全对准，使正确放置或定位系统零部件变得更容易。例如，可以将检测规对齐以便于读取。

如果焊接是唯一或最佳的选择，卡套管系统可以使用轨道焊接系统进行安装，其性能表现仍能超过公称管。轨道焊接系统，特别是那些利用微处理器技术的系统，比手动公称管焊接更为快捷和简单。焊接接头专门为卡套管而设计，而微处理器性能则确保了焊接的可重复性并将操作人员的失误降低到最小程度。

以下对于1in. 接头安装时间的对比进一步显示了可能存在的节省。

维护的简便性以及总成本效益
在初始安装后，系统可能需要进行调整。在卡套管系统中，每个接头和连接都可迅速进行拆卸以便更换、改进或重新设计。如有已安装好的卡套管系统需要调整，维护人员利用钢锯、扳手以及一些部件就可完成任务。例如，如有一根支管需要加到管线上，毫不夸张地说，可以在几分钟的时间内用一个三通接头替换一个联合接头或弯头，并能重复使用大多数现有的零部件。为确保系统正确排放而拆卸某个零部件的操作在卡套管系统中也更为容易。

拆卸螺纹公称管系统是一项劳力密集型和棘手的工作，应为每个零部件都必须单独和依次进行处理。螺纹的复装也非常困难，从而导致复装时要边试边改。焊接公称管系统需要成本高并且在切割和重新焊接上都需要耗费好多时间。安全问题也会浮现，因为必须要使用焊枪，后者是工厂内火灾的主要起因。谨慎的安全作业在可能时会限制焊枪的使用。

从成本的观点上看，在几乎所有的情况下，使用卡套管都比使用公称管更为便宜，尽管卡套管接头－精心设计制造的优质产品－初始价格趋向于比相似配置的公称管零部件更高。最初材料价格上的这种差异可能会使卡套管系统看来好像没那么诱人。但真正的成本优势在于安装和维护时间的节省、减少材料总量的潜在可能性以及具有长期卓越性能的优势。

任何能在最好利用熟练劳动力的同时减少安装和维护成本的方法都会产生竞争优势。材料成本的削减可以在卡套管系统上得以实现，因为有许多地方可以不使用接头连接。卡套管可以用弯管机弯成多种角度和平面，从而取消了在公称管系统中常见的弯头。其它成本效益是体现在长期使用过程中的。

增强性能、提高可靠性
卡套管接头的性能及可靠性是一个关键优势。泄漏会导致高昂的维修费用，更糟的是会被负责监督环境危害和安全措施的监管机构调查、罚款甚至关闭。罚款、停业或清理整顿的花费远远超出使用无泄漏卡套管系统的成本。

无泄漏接头的使用更重要的是可以提高整个系统的性能。卡套管系统可减少截留面积，具有更好的流动特性。卡套管系统的内表面更光滑，弯曲处较柔和，可减少流量损失、降低阻力和压降。卡套管系统也可承受高压。由于卡套管没有螺纹，其整个壁厚都可以用来承受压力，而公称管壁厚因有螺纹而显著降低了承压能力。

每个工厂都有很多地方可使用卡套管，实际使用卡套管时，必须与相关规范、标准和规章以及终端用户的设计原则和观点相一致。在应用时应考虑其技术要求，因为并非每个公称管系统都可以使用卡套管。

例如经济学告诉人们，直径大于 2 in. 的系统，在永久性安装且将来不需要进行更改时最好选择公称管。公称管在有腐蚀的应用场合也是人们的首选，比如用在运输大量固体或研磨剂的工艺管道中，因为公称管本身固有较厚的管壁。

然而卡套管系统可提供非常有效的优势，比如提高效率、减少检修时间、改进性能、大大加强环保功能。而且，卡套管在今天工厂所面临的更为严峻的形式下可以满足更为苛刻的要求。