鋼絲網(wǎng)骨架塑料聚乙烯復(fù)合管工藝性能簡介

1、鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管工藝、性能簡介鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管（以下簡稱復(fù)合管材）是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的一種專利新型復(fù)合管材。這種復(fù)合管材采用經(jīng)過包覆處理的高強度鋼絲對現(xiàn)有的純PE管進行纏繞增強，使管材的公稱壓力很容易達到：5MPa以上（口徑200）、2MPa（口徑400），而且管材壁厚低于純PE管。這種復(fù)合管材，可以使已得到人們認(rèn)可的PE管材如虎添翼，必將為社會帶來很好的經(jīng)濟效益。在此簡要介紹一下這種新型管材的技術(shù)和應(yīng)用情況。一、鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝1、管材結(jié)構(gòu)特點鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管的結(jié)構(gòu)特點是在內(nèi)層管壁和外層管壁中間設(shè)置有兩層或多層纏繞形成的

2、鋼絲網(wǎng)格狀增強層。如圖1。圖1增強用鋼絲為高強度鍍層鋼絲，纏繞前鋼絲外層包覆有具有熱熔粘接性能和阻水作用的包覆層。在芯管上纏繞后，經(jīng)過加熱、中間結(jié)合層擠出包覆、外層PE擠出包覆，保證高強度鋼絲與內(nèi)外層PE之間熱熔粘接為一體。從而獲得具有性能優(yōu)異的復(fù)合管材。包覆在高強度鋼絲外的包覆層，是一種高性能粘接材料，屬于HDPE改性材料，與HDPE在加熱條件下能熔融為一體，同時，其極性鍵與鋼有極強的粘接性能（200N/25mm，ASTMD903）。這種高性能粘合劑是國際上著名大公司的新產(chǎn)品，已在國內(nèi)西氣東輸工程中作為鋼HDPE界面物質(zhì)廣泛運用。由于這種管材有效地解決了鋼PE界面問題，因此，這種管材克服了常

3、見的直接擠出復(fù)合型以鋼絲復(fù)合管材最大的缺陷鋼絲和塑料之間無連接因子，塑料只是機械地將鋼絲包覆在其中，存放和使用過程中的溫度應(yīng)力和內(nèi)壓環(huán)應(yīng)力使金屬塑料界面出現(xiàn)間隙，當(dāng)管材端口封口不好或管材開口封口不好時，會引起層間竄水，致使管材低內(nèi)壓破壞。正是由于鋼PE界面問題的解決，使得用鋼來增強PE這種增強方式得到了進一步展和進步。采用新方法制造的鋼PE復(fù)合管材在工程上的應(yīng)用才會變得更方便、更廣泛應(yīng)用。比如：原來要求極為嚴(yán)格的管材端頭封口工藝變得方便可靠；在管材壁上開口分支由很困難變得較容易；管材壁上開口后的封口工藝也由困難、復(fù)雜變得簡單、可靠。與此同時，由于這種復(fù)合管每米管材中金屬用量較常見的鋼絲、鋼板增

4、強PE復(fù)合管少得多，而且外層PE較厚，電熱熔接管件時，增強金屬層吸熱減少，故而使管材與電熱熔管件的熔接性能大大提高，幾乎與純PE管材電熱熔接性能相當(dāng)。2、生產(chǎn)工藝流程二、鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和性能參數(shù)鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：CJ/T1892007。鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管是呈纏繞在管材中分布的高強度鋼絲為增強骨架，其內(nèi)外以高密度聚乙烯為基體，經(jīng)連續(xù)擠出復(fù)合成型的新型管材。它既保留了鋼管的優(yōu)良的承壓性能，又保留了塑料管良好的衛(wèi)生性能以及易于敷設(shè)、技術(shù)可靠、使用壽命長等特點。下面就鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管主要技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟性能作介紹：1、鋼絲網(wǎng)骨架塑料

5、（聚乙烯）復(fù)合管的基本指標(biāo)：表1 給水、特種流體用管材公稱外徑、公稱壓力、公稱壁厚及極限偏差公稱外徑（dn）/mm公稱壓力/MPa0.81.01.251.62.02.53.5基本尺寸極限偏差公稱壁厚en及極限偏差/mm50+1.2 04.5+1.2 05.0+1.2 05.5+1.5 05.5+1.5 063+1.2 04.5+1.2 05.0+1.2 05.5+1.5 05.5+1.5 075+1.2 05.0+1.2 05.0+1.2 05.5+1.5 06.0+1.5 090+1.4 05.5+1.5 05.5+1.5 05.5+1.5 06.0+1.5 0110+1.5 05.5+1.

6、5 05.5+1.5 07.0+1.5 07.0+1.5 07.5+1.5 08.5+1.5 0140+1.7 05.5+1.5 05.5+1.5 08.0+1.5 08.5+1.5 09.0+1.5 09.5+1.5 0160+2.0 06.0+1.5 06.0+1.5 09.0+1.5 09.5+1.5 010.0+2.0 010.5+2.0 0200+2.3 06.0+1.5 06.0+1.5 09.5+1.5 010.5+2.0 011.0+2.0 012.5+2.2 0225+2.5 08.0+1.5 08.0+1.5 010.0+2.0 010.5+2.0 011.0+2.0 02

7、50+2.5 08.0+1.5 010.5+2.0 010.5+2.0 012.0+2.2 012.0+2.2 012.5+2.2 0315+2.7 09.5+1.5 011.5+2.0 011.5+2.0 013.0+2.5 013.0+2.5 0355+2.8 010.0+1.8 012.0+2.2 012.0+2.2 014.0+2.5 0400+3.0 010.5+2.0 012.5+2.2 012.5+2.2 015.0+2.8 0450+3.2 011.5+2.0 013.5+2.5 013.5+2.5 016.0+2.8 0500+3.2 012.5+2.2 015.5+2.8

8、015.5+2.8 018.0+3.0 0560+3.2 017.0+3.0 020.0+3.0 0630+3.2 020.0+3.0 023.0+3.0 0表2燃?xì)庥霉懿墓Q外徑、公稱壓力、公稱壁厚及極限偏差 公稱外徑（dn）/mm公稱壓力/MPa0.40.60.81.01.25基本尺寸極限偏差公稱壁厚en及極限偏差/mm50+1.2 04.5+1.2 05.0+1.2 05.5+1.5 05.5+1.5 063+1.2 04.5+1.2 05.0+1.2 05.5+1.5 05.5+1.5 075+1.2 05.0+1.2 05.0+1.2 05.5+1.5 06.0+1.5 090+1.

9、4 05.5+1.5 05.5+1.5 05.5+1.5 06.0+1.5 0110+1.5 05.5+1.5 07.0+1.5 07.0+1.5 07.5+1.5 08.5+1.5 0140+1.7 05.5+1.5 08.0+1.5 08.5+1.5 09.0+1.5 09.5+1.5 0160+2.0 06.0+1.5 09.0+1.5 09.5+1.5 010.0+2.0 010.5+2.0 0200+2.3 06.0+1.5 09.5+1.5 010.5+2.0 011.0+2.0 012.5+2.2 0225+2.5 08.0+1.5 010.0+2.0 010.5+2.0 011

10、.0+2.0 0250+2.5 010.5+2.0 012.0+2.2 012.0+2.2 012.5+2.2 0315+2.7 011.5+2.0 013.0+2.5 013.0+2.5 0355+2.8 012.0+2.2 014.0+2.5 0400+3.0 012.5+2.2 015.0+2.8 0450+3.2 013.5+2.5 016.0+2.8 0500+3.2 015.5+2.8 018.0+3.0 0560+3.2 020.0+3.0 0630+3.2 023.0+3.0 0表3復(fù)合管短期靜液壓強度及爆破壓力試驗要求用途符號試驗溫度短期靜液壓力及爆破壓力MPa試驗時間h性能

11、要求L、T208020公稱壓力2公稱壓力20.71爆破壓力公稱壓力31165不破裂、不滲漏不破裂、不滲漏爆 破Q208020公稱壓力1.61.5公稱壓力1.61.50.71爆破壓力公稱壓力3.31.61165不破裂、不滲漏不破裂、不滲漏爆 破R9520公稱壓力2爆破壓力公稱壓力3165不破裂、不滲漏爆 破注：當(dāng)dn250時爆破壓力試驗不作強制性要求。2、內(nèi)壁光滑輸送阻力小，抗結(jié)垢能力強鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管制造時采用最新的內(nèi)外定型工藝，內(nèi)壁比鋼管光滑，當(dāng)量絕對粗糙度為0.08mm，而鋼管內(nèi)表面當(dāng)量絕對粗糙度為0.20mm，在同等條件下，流量比鋼管高30%以上，抗結(jié)垢能力比鋼管高20%以

12、上。3、耐磨性能高鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管的基材為管材專用的高密度聚乙烯，耐磨性能為鋼管的67倍，北京有色冶金設(shè)計研究院用四種不同管道作對比試驗得出這一結(jié)論。試驗要求：1 試驗比較四種管材：玻璃纖維增強聚丙烯管、工程級聚丙烯管、高密度聚乙烯管、鋼管；2 相同管徑、流速、試驗物料濃度條件下進行；3 磨損物料用石英砂或剛玉砂；4 試驗流速4.0m/s；5 磨損物料漿體重量濃度Cw=20%技術(shù)參數(shù)：1 磨損物料用剛玉砂，密度為3.80g/cm2，顆粒組成見下表：粒徑（mm）0.290.290.250.250.200.200.150.15比例（%）11.3066.2015.505.801.20累

13、計（%）11.3077.5093.0098.801002試驗平均流速 V=9.38m/s3試驗過程中漿體溫度 t=2924漿體PH=8.05試驗結(jié)果分析：根據(jù)試驗管磨損前后重量變化分析，鋼管磨損量最大，其次是工程級聚丙烯管、玻璃纖維增強聚丙烯管、高密度聚乙烯管磨損最小。結(jié)論：在相同的磨損試驗條件下，剛玉砂漿對四種管材的磨損量各不相同。按平均年磨損度進行比較，鋼管磨損量為高密度聚乙烯管的7.2334倍。4、抗腐蝕能力強由于鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管基材采用高密度聚乙烯，具有優(yōu)異的抗腐蝕能力，對非強氧化性酸、堿和有機溶劑介質(zhì)有很好的耐腐蝕性。雙面具有同樣的防腐能力，管道內(nèi)外壁不需做防腐處理，使

14、用方便，壽命較其它管道長。5、保溫性能優(yōu)良鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管還具有優(yōu)良的保溫性能，鋼管導(dǎo)熱系數(shù)為46.06W/m2k，而用作基材的高密度聚乙烯導(dǎo)熱系數(shù)為0.48 W/m2k，僅約為鋼管導(dǎo)熱系數(shù)的1%，如用于空調(diào)用管其保溫材料可比同徑鋼管減少兩個級別，大大節(jié)約施工費用。6、其它綜合性能重量輕，運輸安裝簡便：鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管與同規(guī)格塑料管重量相近，安裝中不需要配備大量施工機具，電熱熔焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，施工快速方便?？箍焖匍_裂和慢速裂紋擴展性能好：由于鋼絲骨架的增強作用，既大大增加了管道耐壓性能，又從根本上解決了純塑料管快速開裂和慢速裂紋擴展的隱患。鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）

15、復(fù)合管在鋼絲層里加入了抗壓防水的膠層，杜絕了復(fù)合管的脫層和復(fù)合層滲水問題，端面可免于封口，使安裝更加簡單，快捷。鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管保留了聚乙烯管的柔韌性能，更適于地形的沉降和復(fù)雜地形。三、鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管道系統(tǒng)的接續(xù)方式鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管的接續(xù)方式主要有以下兩種：1、電熱熔連接鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管采用了國際最先進的電熱熔連接方式，電熱熔連接頭具有抗軸向拉力強。通過管件內(nèi)嵌的銅絲發(fā)熱，將管材的外層與管件內(nèi)層的內(nèi)類材料熔接在一起，使整個管路系統(tǒng)成為一個整體，對于不常用的管件及另類材質(zhì)的輔助設(shè)備的連接，使用機械法蘭式或鋼塑轉(zhuǎn)換連接，這樣既降低了成本，又

16、可解決以前舊管路系統(tǒng)及輔助設(shè)備的連接。2、電熱熔/機械混合連接這種連接方式為：先在管材端頭采用電熱熔方式熔接電熱熔法蘭頭，再利用專用法蘭片與管路其他器材進行機械連接。四、鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管的應(yīng)用以塑代鋼和發(fā)展管道運輸業(yè)是當(dāng)今世界材料和運輸業(yè)的發(fā)展方向。管道運輸具有顯著的社會和經(jīng)濟效益，一直是工業(yè)發(fā)達國家運輸業(yè)的首選。在美國、俄羅斯、加拿大等國，管道運輸?shù)闹苻D(zhuǎn)量已超過公路，僅次于鐵路、管道、公路、水運、航空五大運輸業(yè)中占據(jù)第二位。大口徑管道是管道運輸業(yè)中的主動脈，開發(fā)生產(chǎn)強度高、重量輕、耐磨、抗沖擊、耐腐蝕的大口徑塑料管材是塑料管道行業(yè)的主攻方向之一。在本文前言中提到，極具發(fā)展?jié)摿Σ?/p>

17、已得到人們認(rèn)可的PE管近年來產(chǎn)量逐年上升，正在發(fā)展成為低壓塑料管的主導(dǎo)產(chǎn)品，但單一的PE管的承受壓力有限，在現(xiàn)行給水PE管標(biāo)準(zhǔn)GB/T1663-2000限于1.6MPa，直徑1000以內(nèi)；燃?xì)庥肞E管標(biāo)準(zhǔn)GB /T1555-95限于0.4MPa，直徑250以內(nèi)。大范圍的工礦領(lǐng)域PE管基本尚未進入。當(dāng)今鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管的開發(fā)應(yīng)用，使PE材料有了更多的用武之地。不但把PE管原有應(yīng)用領(lǐng)域的許用壓力提高，直徑擴大，輸送能力增強，而且可長驅(qū)直入廣闊的工礦領(lǐng)域和一些特殊功能要求的領(lǐng)域。下面簡要概述一下在工礦、工程領(lǐng)域的應(yīng)用：很多行業(yè)都有各種固體顆粒、粉體、漿體以及各種液體、氣體的輸送，迫切需

18、要性能優(yōu)異的新型塑料管取代傳統(tǒng)的鋼管、鑄鐵管以及昂貴的不銹鋼管、鋼管內(nèi)襯氟塑料管等。各種鋼絲網(wǎng)材料的增強PE管正是填補了這方面的空白。以下分固體、漿體、流體三方面介紹：1、 流體和氣體的輸送利用增強PE管可以取代鋼、鐵、不銹合金鋼等管材。（1） 油田、氣田單井管線，注水、注聚管線，工藝廢水管線。（2） 市政供排水工程。（3） 市政天燃?xì)夤夤こ獭＃?） 船舶上的管路。（5） 海水利用管路。（6） 水井工程管路。主要是各種水井控鉆工程用管、濾水管等由金屬向塑料發(fā)展在國外是總的趨勢，也是我國發(fā)展必由之路。2、 漿體輸送：利用增強PE管耐磨、耐腐蝕、抗沖擊、不結(jié)垢、抗內(nèi)壓高、輕便等優(yōu)點，可以解決這些

19、行業(yè)采用水力輸送漿體狀固液混合物中的管道磨損，腐蝕和結(jié)垢等問題。（1） 在礦業(yè)中的煤礦、化工礦、有色金屬礦、金礦、銅礦等采礦及選礦的礦漿輸送管道，如尾礦管、精礦管、浮選系統(tǒng)等用增強PE管比金屬管耐磨。據(jù)調(diào)查，某銅礦的尾礦輸送，鋼管在使用中每隔一段時間就翻轉(zhuǎn)一個角度，也只能用一年到一年半，若用增強PE管使用時間可增加一倍。（2） 水煤漿管道輸送是解決我國北煤南運，西煤東調(diào)運力不足的重要手段。在1998年我國能源發(fā)展計劃綱要中就明確指出“要發(fā)展管道輸煤，輸送煤漿”，早在1971年美國就建成長達460KM的黑邁莎輸煤管道，從煤礦將水煤漿輸送到莫哈發(fā)電廠。實踐證明PE管比鋼管耐磨損。（3） 城市下水及

20、工廠廢水處理排出的泥渣、護城河、湖泊水底的泥漿等的抽運都可用增強PE管取代。3、 固體顆料，粉體的輸送：（主要采用取氣力管道輸送方式，在高速風(fēng)送的過程中，磨損快）。（1） 各種糧食加工廠大多采用氣力輸送，傳統(tǒng)的鋼鐵管在較高的風(fēng)速下輸送糧食不僅噪聲大，更存在嚴(yán)重的磨損問題，使用增強PE管既減少了噪聲又降低了成本。（2） 各種飼料廠的加工工藝流程中大量使用氣力管道輸送物料，使用增強PE管就很經(jīng)濟。（3） 各種油脂工業(yè)大量使氣力輸送物料，輸料管尤其是彎頭處磨損很快，如榨油廠送料車間，用6鋼板卷制的彎頭，在運送風(fēng)速為20m/S的條件下，使用10天左右就可能磨穿，使用增強PE管就可以延長壽命幾倍。（4） 在食品工業(yè)中用氣力輸送的很多，為精鹽、奶粉、各種淀粉、可可、調(diào)味品、豆渣、茶葉、瓜子等多用不銹鋼管氣力輸送，如用增強PE管成本將大幅度降低。（5） 在各種酒類釀造工業(yè)的工藝過程中都應(yīng)用氣力輸送。例如在啤酒廠，由于各車間一般距離較遠，而且分叉道又多，用氣力輸送更適合于原料的中間輸送。又例如酒精廠的原料大部份是采用片狀瓜干，高速風(fēng)力