钢带增强聚乙烯螺旋波纹管

作者：四川金石东方新材料设备有限公司 蒯一希

欢迎访问e展厅 展厅 9 管材/管件/法兰展厅 供气设备, 管材, 管件, 法兰, 管道... 我国是发展中国家，原来公用工程的基础比较差。因此，近年来全国各地纷纷投入巨资建设排水管网（包括排污水管网和排雨水管网），这为我国塑料埋地排水管的大发展提供了空前的市场机遇，预计2010年的需求量将达到100万t。 塑料埋地排水管按所用材料分为全塑料管和钢增强塑料管。全塑料管又分为实壁管和多种结构壁管（如双壁波纹管等）。钢增强塑料管也拥有几种不同的结构设计，但主要指钢带增强聚乙烯螺旋波纹管（Steel Rein forced Polyethylene Corrugated Pipe，简称“SRPCP”）。目前在塑料埋地排水管领域，中小直径范围（800mm以下）的主流产品是PVC、PE及PP双壁波纹管，大直径范围（800mm以上）的主流产品则是钢带增强塑料埋地排水管。 钢带增强塑料埋地排水管生产技术及设备是我国于2003年独立自主开发成功的，四川金石东方新材料设备有限公司是参与研发的单位之一。钢带增强聚乙烯螺旋波纹管在我国诞生以来，就以环刚度高、材料消耗少及成本低的突出优势在全国各地得到迅速推广。 SRPCP管的结构及生产工艺 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管是用连续钢带压成近似“∧”形的螺旋钢肋,再将其缠绕在内外两层热熔接的聚乙烯间而形成的（如图1所示）。其生产工艺由我国自主开发，包括6个步骤：碳素钢带预先进行树脂涂塑，以保证钢塑粘接；一台挤出机挤出聚乙烯带料，然后缠绕并熔接成型管材的内层；涂塑钢带通过成型机，被压弯成横向断面为“∧”形、纵向呈螺旋形的钢肋，然后缠绕并熔接在聚乙烯内层之外；另外一台挤出机挤出聚乙烯带料，然后缠绕并熔接成型管材的外层；通过各部分温度、压力和速度的控制保证各层熔接成一个牢固的整体；进行管材连续性缠绕成型，达到要求长度后锯切。 SRPCP管的竞争优势 1.高环刚度的大直径塑料埋地排水管 大直径埋地排水管在全球有着巨大的市场需求，尤其在中国这样地域广阔、人口众多且过去基础工程比较落后的发展中国家。因为全塑缠绕结构壁管的环刚度常常不够，历来大直径埋地排水管大都采用混凝土管。但是，混凝土管耐腐蚀和密封性能差，一直成为保护环境实现可持续发展的难题。随着高环刚度钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的出现，使以大直径塑料埋地排水管取代混凝土管成为可能。该管材能够适应排水管的各种使用条件，例如在要求埋深很大的场合、埋深特别浅又有重交通负载的场合，以及土壤中含腐蚀性物质的沿海地区。目前，我国生产的钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的直径范围为600~2?200mm，有SN8、SN12.5和SN16.3个环刚度等级，提供最多的是环刚度SN12.5的产品，需要时可以做到比SN16更高的环刚度。 2．显著节约材料及降低成本 节约材料、减少资源消耗是实现可持续发展的基本要求，同时降低成本对于建设工程规模巨大的发展中国家也非常重要。钢带增强聚乙烯螺旋波纹管突出的优点是，在达到高性能的同时，能够非常显著地节约材料成本。众所周知，一项技术创新能够降低材料消耗10%通常就被认为是重要成果，而钢带增强聚乙烯螺旋波纹管和全塑缠绕结构壁管相比，在同样直径和达到环刚度要求下，可将材料的消耗减少一半。这是因为在钢带增强聚乙烯螺旋波纹管中，聚乙烯主要提供耐腐蚀、耐磨损功能，钢带主要提供环刚度。由于钢的弹性模量比聚乙烯大200倍，薄钢带被压成钢肋后所达到的环刚度远超过厚实的聚乙烯结构层，从而只需较少的聚乙烯即可达到要求的环刚度。 从上表中可以看出，钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的环刚度明显高于全塑缠绕结构壁管，而且重量较轻（米重之比为0.35~0.61）。在钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的米重内，近一半是聚乙烯和粘接树脂的重量，而另一半是钢带的重量。由于在总的米重上减少了近一半，加之碳素钢带的价格大约是聚乙烯价格的一半，因此钢带增强聚乙烯螺旋波纹管较全塑缠绕结构壁管具有明显的成本优势。 3．钢塑粘接牢固并耐腐蚀、耐磨损 金属增强成败的关键是钢塑粘接是否牢固。我国自主研发的生产工艺通过两方面的手段来确保牢固的粘接：一方面通过钢带预涂粘接树脂作为聚乙烯和碳素钢之间的结合层，另一方面通过控制生产成型过程中的温度、压力和时间参数来保证钢塑各层都在最合适的温度下进行熔接。经试验证明，钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的结构完整性是可靠的。例如，将管材径向压缩30%（按照产品标准的“环柔度”试验规定压缩管材波纹顶部，或者采用特殊附件直接压缩管材的波谷部分），其结构形态仍然保持不变化，没有出现裂纹和钢塑的脱离。 实现金属增强的另一个要点是要保护好容易被腐蚀的金属层。在此产品的结构设计中，钢肋完全被内外聚乙烯覆盖，接触被输送液体和周围土壤及地下水的内外表面都是有一定厚度的聚乙烯层。因此，钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的耐腐蚀和耐磨损性能也是有保证的。 4．多种连接方法满足不同工程的需要 我国生产钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的有关企业通过和用户的密切合作，已经开发出多种连接方法，以适应各种不同工程的需要。以下介绍的6种常用的连接方法，都有优缺点和适用的场合，用户可以根据工程不同的要求和条件选择。例如，有些连接方法用人工较多，施工比较费时间，比较适合于劳动力比较低廉的地区。 （1）挤出熔料焊接。挤出熔料焊接就是用手持的焊枪挤出熔融的聚乙烯料，将连接缝两侧的聚乙烯熔接起来。通常采用内外双面焊接，适于内径800mm以上的管材，工人可以进入管内焊接（如图2所示）。这一方法的优点是：保证密封不泄漏、连接比较方便和灵活、施工工具简单（只要焊枪和电源）以及材料成本低。缺点是用人工较多，施工比较费时间。 （2）卡箍加密封带连接。卡箍加密封带连接就是用剖分的金属卡箍（由对半分的两件组成，大直径可以用4分的4件组成）将待连接的两个管段从外圆周箍在一起。卡箍上做有凸起或弯边，通过卡住相邻的凸棱，可使待连接的两个管段在轴向也被固定住。卡箍和管材之间加一层弹性密封带，并在钢带增强聚乙烯螺旋波纹管螺旋槽的断头接缝两端塞上弹性密封块，依靠卡箍的锁紧张力压紧弹性密封带和弹性密封块来实现连接的密封要求。该方法的优点是：连接方便灵活、现场条件适应性强、施工工具简单（只需手工工具）以及人工费用少。缺点是密封可靠性较低，只适合用于排雨水管。 （3）热收缩套（带）连接。热收缩套（带）连接用的材料是聚乙烯套（带）和增强纤维网。连接前，经过电子加速器辐射，使聚乙烯交联后再经过加热扩张和冷却定型，同时在管道内壁涂热熔胶。连接施工时，将热收缩套（带）套在待连接管段的接缝处，通过喷灯加热使其收缩，与内壁热熔胶熔接，形成密封好且有一定强度的连接接头。该方法的优点是：连接比较容易、施工工具简单（只要喷枪，不需要电源）且材料成本较低。缺点是用人工较多。 （4）电热熔带连接。电热熔带连接用的是专门制作的电热熔带。本体是聚乙烯的电热熔带，其内表面嵌有电热丝，通电后，电热熔带内表面熔融，从而与波纹管的沟槽熔接。 连接时，先把一段电热熔带缠绕并拉紧在接缝前的波纹沟槽内，通电使电热熔带内表面熔融，以与波纹管的沟槽熔接，电热熔带没有覆盖到的轴向接缝要用挤出熔料焊接。如有必要，在管道内再进行一次挤出熔料焊接（如图3所示）。 （5）平直管端用剖分卡箍连。这是指在钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的螺旋端口焊接上特制的聚乙烯连接构件（在制造工厂内完成），此构件可将螺旋端口转化为有锥形凸缘的平端。在铺设现场，用有锥形凹槽的剖分卡箍将两管段的锥形凸缘夹紧连接，依靠凸缘端面间的密封胶圈保证密封（如图4所示）。 （6）平直管端用弹性密封圈的承插连接。弹性密封圈的承插连接是埋地排水管最常用也是最受用户欢迎的的连接方法，因为铺设时只要进行承插即可完成连接（如图5所示）。四川金石东方新材料设备有限公司为钢带增强聚乙烯螺旋波纹管生产线开发了一种特殊的设计，可以制造出两端成平直圆柱形状（类似实壁管）的管材。该管材配合带有密封圈的双端连接套就可以实现承插连接。 5．生产线可确保获得较好的投资收益率 近来，不少塑料管道生产企业在投资发展较大直径塑料埋地排水管时之所以都选择钢带增强聚乙烯螺旋波纹管，是因为一方面钢带增强聚乙烯螺旋波纹管是一种性能优良且成本低的产品，另一方面是由于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的生产线是中国自主开发和制造的，投资比较少,一条生产直径800~1200mm钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的国产生产线的投资大约仅是引进同规格全塑料缠绕结构壁管德国生产线的1/8。 国产钢带增强聚乙烯螺旋波纹管生产线虽然价格较低，但生产效率却不低，甚至超过国外全塑料缠绕结构壁管生产线。例如，四川金石东方新材料设备有限公司开发的钢带增强聚乙烯螺旋波纹管生产线在制造内径1200mm管时的生产速度可达12m/h，高于德国生产线的10m/h。 结语 钢带增强聚乙烯螺旋波纹管在大直径排水管领域拥有全塑料缠绕结构壁管无可比拟的优势，尤其是我国拥有生产设备的自主知识产权，使设备投资较国外设备大大降低。伴随着我国排水工程建设的加速发展，我国对于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的市场需求将迎来前所未有的增长，进而极大地促进相关生产线及设备制造业的发展。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (12/13/2009)