图1卡箍式柔性管道接头
　　国内目前较为广泛使用的卡箍式柔性管道接头，有环型、肩型和沟槽式3种。
1.1.1卡箍式环型管接头
　　卡箍式环型管接头结构见图2。在管道上附有特制的环形凸起的钢带，和产品配套供应。环型管接头的伸缩间隙一般大于肩型管接头，但安装允许偏转角稍小。

　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　1卡箍 2密封胶圈 3钢带 4连接管道  
　　　　　　　　　　　　图2 卡箍式环型管接头结构图
1.1.2卡箍式肩型管接头
　　卡箍式肩型管接头结构见图3。这种管接头除螺栓和密封圈外，还附有端管，用于卡箍与管道的连接。安装时，将连接管道直接插入端管之中进行焊接，非常方便。

　　　　　　　　

　　　　　　　　1 卡箍    2 密封胶圈    3 端管
　　　　　　　　图3 卡箍式肩型管接头结构图
　　当公称尺寸在DN250以下时，肩型管接头较轻；当公称尺寸在DN250以上时，环型管接头较轻。
1.1.3沟槽式管接头
　　沟槽式管接头需要采用专用的滚槽机，在所要连接管道的管端压制一圈宽约8mm,深约2mm的凹槽。装配结构见图4。

　　　　　　　　

　　　　　　1 管卡 2 密封胶圈    3 带凹槽的连接管道
　　　　　　　　　图4 沟槽式管接头装配结构图
1.2 管卡的工作原理
1.2.1卡箍式柔性管道接头的安装
   　在安装前，先把密封胶圈套在管道上，再上卡箍和螺栓。管内介质进入胶圈内，利用介质的压力，使胶圈压紧在管端，阻止介质外漏。介质的压力通过胶圈作用在卡箍内腔。
1.2.2胶圈密封机理
   　密封胶圈的结构为“C”型。利用胶圈的弹性能够对管路起到一定的密封作用。
当卡箍安装后，胶圈的高度高于管、卡箍的高度，受卡箍内部空间的限制，胶圈被进一步挤压，产生的内压遍及胶圈的整个表面，密封效果进一步增强。
　　管道存在介质时，介质进入“C”型腔，反作用于胶圈的密封唇上，更增加了胶圈与管道的贴紧力，从而达到了自密封作用。管道内流体压力越大，胶圈的压力越大，密封性能越好。
1.2.3卡箍密封与法兰密封的区别
　　法兰密封是靠垫片材料被螺栓压紧起作用。由于螺栓的紧力很难在整个圆周达到均匀一致，因此，管道中运行的流体极易破坏已有的平衡。特别是增大压力后，问题更加突出，跑、冒、滴、漏严重。
卡箍密封中，卡箍将胶圈封在管子的接口处，xx处在单面压紧状态。当管道承受流体的压力时，胶圈内表面也将受力，与接触表面贴得更紧，产生的密封效果更好。
1.3 卡箍连接的特点
1.3.1结构合理，受力强度高
　　卡箍的工作状态相当于受压容器，介质的轴向力xx由卡箍承担，螺栓仅承受卡箍的径向力。由于密封圈的宽度有限，径向力远远小于轴向力。法兰连接时，螺栓却承担着全部的轴向力和垫圈的压紧力。
1.3.2良好的自封密作用
　　密封作用靠管道内介质对胶圈的压紧力，压力越大，密封性能越好。为防止无压时介质的泄漏，胶圈的内径要小于管端接口的外径，胶圈在端管接口上有预紧力，可防止介质在无压时外漏。与法兰相比，管径越大，压力越高，优点越突出。
1.3.3 管道连接处在柔性状态
　　卡箍与管端之间有间隙，管子在卡箍中可有少量的活动。因此，相邻两个端管允许有20?30的转角。钢管连接后，两钢管管端之间留有间隙，允许管路轴向移动，可适应管道的膨胀、收缩；管子之间的胶圈连接，可有效降低70%以上的机械振动。
1.3.4 安装使用方便
　　当管道需要翻转时，只需把接头的4只螺栓拆除即可翻转任意角度，不需要割开和焊接，节约了大量辅助工作量和费用，减轻了劳动强度，缩短了施工工期。与法兰连接相比，提高工效6?8倍，且维护的工作量很小。
2 卡箍的使用与制造
2.1 卡箍的使用情况
2.1.1 卡箍使用情况简介
　　上世纪70年代，卡箍式柔性管道接头首先在我国煤炭行业的井下排水中使用，逐渐拓展到发电厂的除灰管道上使用。目前，煤炭、电力、建筑、化工、消防等领域已经推广使用。输送介质包括冷、热水、烟、风、油、化工原料等。
　　GB8259?87 《卡箍式柔性管接头技术条件》、GB8260?87 《卡箍式柔性环型管接头》、GB8261?87 《卡箍式柔性肩型管接头》是原煤炭工业部批准，1991年列为煤炭工业部100项推广项目之一；2001年，原建设部制定了行业标准 CJ/T156?2001《沟槽式管接头》，对建筑行业使用及技术要求进行了规范；中国工程建设标准协会于2001年和2003年分别出版了CECS 125：2001《建筑给水钢壁复合管管道工程技术规程》、CECS 151：2003《沟槽式连接管道工程技术规程》，为管道连接提供了一套较全面地、正确地安装方法；GB50084?2001《自动喷水灭火系统设计规范》规定：系统管道的连接，应采用沟槽式连接件（卡箍），或丝扣、法兰连接。明确了管卡在自动喷水灭火系统中的使用；GB50242?2002《建筑给水及采暖工程质量验收规范》，十分明确地将卡箍连接方式纳入验收范围；我国新编的标准GB5135.11?2006《自动喷水灭火系统第11部分：沟槽式管件》，对自动喷水灭火系统的橡胶密封圈也提出了质量要求。
　　国内各个行业制定的技术规范，有力地推动了卡箍式柔性管道接头使用和发展。
2.1.2 卡箍连接在我国油脂设备中应用很少的原因
　　卡箍式柔性管道接头，在我国首先使用于煤矿井下的排水系统，继而在发电厂用于煤灰的输送、建筑工程的供、排水及自动喷水灭火系统。但是，在油脂设备中的使用极少见到。分析其原因大致有以下几点：
（1） 法兰连接已经标准化，并大批量的生产使用至今已有400多年的历史，简化了管路的设计程序；
（2） 法兰制造方便，对制造的精度要求也不高。卡箍式柔性管道接头的形状比法兰复杂一些，制造上来讲也要复杂；
（3） 法兰连接，使用和维护都有丰富的经验。卡箍连接在油脂行业应用较少，没有使用经验，不容易被接受。
　　因此，卡箍式柔性管道接头在油脂加工领域的使用，还要有个相当长的认知过程。
2.2 卡箍的生产制造
2.2.1 卡箍内腔形状的设计
　　卡箍内腔有些采用的是梯形断面形状，经过计算，梯形断面形状的两个顶点应力集中很严重。将内腔梯形断面圆角半径由4mm增加到8mm，应力能降低7.1%。把卡箍内腔的梯形断面形状改为椭圆形断面，应力能降低11.8%。椭圆形断面卡箍内腔见图5。

　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　图5 椭圆形断面卡箍内腔
　　在铸造工艺要求上，卡箍的椭圆形断面内腔也优于梯形断面形状。
2.2.2 橡胶密封材料
　　由于橡胶圈在工作状态起到密封的作用，因此，工况和使用周期对橡胶圈材料的选择极为重要。橡胶密封圈的材料选择见表1。
　　　　　　　　　　　　　表1 橡胶密封圈的材料选择
橡胶圈材料名称 　　　　　　色标 　　　　　使用温度 　　　　　　应用范围
氯丁橡胶+丁睛橡胶 　　　　黑色 　　　　-36---100℃ 　　适用常温水、热润滑油及化工品。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　耐油性和耐老化性能较佳，耐酸、

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　耐碱。不宜用于热水。

丁睛橡胶 　　　　　　　　　黑色　　　　 -10---120℃ 　　适用与各种油类介质。耐油性能甚佳。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　不宜用于热水。

乙丙橡胶　　　　　　　　　 红色 　　　　　-40---150℃ 　适用于热水，蒸汽以及各种稀酸、碱、

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　无油气体和多种化工品。耐老化性能优

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　异，不宜用于石油和石油类制品。
硅橡胶 　　　　　　　　　　白色 　　　　　-60---200℃ 　在一定的温度范围内没有烃类的干热空

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　气及某些化工品。就有优良的耐臭氧

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　老化和气候老化性能。

　　橡胶圈密封材料选择不当，如硬度过高，会造成胶圈的弹性低，抗老化性能差。这时，卡箍的密封是靠卡箍与钢管紧固压死胶圈，胶圈没有形成“C”型空腔，远远满足不了管道的设计要求和使用寿命。
2.2.3 卡箍生产制造及工艺
　　卡箍生产材料，常采用球墨铸铁、可锻铸铁和铸钢件。当工程压力在1.6MPa、2.5MPa、4.0Mpa时，采用球墨铸铁和可锻铸铁； 当 工程压力在10Mpa时，采用球墨铸铁和铸钢件。一般情况下，广泛采用的是砂模浇铸生产工艺。当工程压力在2.5Mpa以上时，采用失蜡铸造工艺生产，也称熔模铸造。
　　我公司采用消失模铸造工艺生产，取得了成功。消失模铸造工艺又称干砂实型负压铸造，国外称之谓EPC，是目前国际上{zxj}的铸造工艺之一。与传统铸造技术相比，消失模铸造技术具有无与伦比的优势，1999年，国家科技部把消失模铸造技术列为xxxx推广的高新技术，被国内外铸造界誉为“21世纪的铸造技术”、“铸造工业的绿色革命”。
　　消失模铸造生产卡箍，是将与卡箍铸件尺寸形状相似的泡沫塑料（EPS）模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中微震紧实造型，在负压下浇注，使泡沫塑料模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。
3 结语
（1） 目前使用的卡箍式柔性管接头包括环式、肩式和卡槽式3种，适用于输送水、天然气、石油、煤灰、化工液体等；
（2） 卡箍连接结构合理、受压强度高，具有良好的自封密作用，管道连接处于柔性状态，安装使用方便。
（3） 卡箍在我国的技术条件要求趋于规范，推动了在煤炭、电力、建筑、消防等领域的广泛应用，在油脂加工领域有着极其广阔的应用前景。