(帶材結(jié)構(gòu))
(管材結(jié)構(gòu))
“天健”牌多重增強鋼塑復(fù)合壓力管是在已有的鋼骨架塑料復(fù)合管道和鋼帶增強塑料排水管道技術(shù)的基礎(chǔ)上,利用金屬塑料復(fù)合成型、鋼塑復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計及帶材纏繞焊接成型等技術(shù)研發(fā)的新型鋼塑復(fù)合壓力輸送管道。該管道系 統(tǒng)將結(jié)構(gòu)壁技術(shù)、多層壁技術(shù)及鋼塑復(fù)合技術(shù)綜合運用,既有效地提高了管材的徑向強度和 環(huán)剛度,又降低了塑料的使用量,從而節(jié)約了生產(chǎn)成本。
帶材及管材結(jié)構(gòu)
根據(jù)口徑不同,管材由一層或二層鋼塑復(fù)合帶材同步螺旋纏繞焊接而成。外層帶材由板 帶和與板帶表面垂直且與板帶成一體的豎直加強肋構(gòu)成。加強肋內(nèi)復(fù)合有增強鋼帶,板帶內(nèi) 依不同強度需求復(fù)合有多層增強鋼絲網(wǎng)。內(nèi)層帶材呈等厚帶狀,與外層帶材等寬,內(nèi)有多層 增強鋼絲網(wǎng)夾層。由單層帶材構(gòu)成管材時時,外層帶材螺旋纏繞,邊緣采取搭接形式,設(shè)計 足夠的搭接寬度,以保證管材有足夠的軸向強度。由雙層帶材構(gòu)成管材時,內(nèi)外層帶材的螺 旋纏繞接縫錯開,以使管材獲得最大的軸向強度。單層帶材的搭接及內(nèi)外層帶材之間的貼合 均采取同種塑料連續(xù)擠出壓合的焊接形式。
管材規(guī)格及壓力/環(huán)剛度系列
公稱直徑 dn,mm | 公稱壓力 PN,MPa | 環(huán)剛度SN,KN/m2 | ||
0.6 | 0.8 | 1.0 | ||
最小壁厚 en,mm | 最小壁厚 en,mm | 最小壁厚 en,mm | ||
315 | 6 | 6 | ≥12.5 | |
355 | 6 | 6 | ≥12.5 | |
400 | 8 | 8 | ≥12.5 | |
450 | 8 | 8 | ≥12.5 | |
500 | 8 | 8 | ≥12.5 | |
560 | 8 | 8 | ≥12.5 | |
630 | 8 | 8 | ≥12.5 | |
710 | 8 | 8 | ≥12.5 | |
800 | 10 | 10 | ≥12.5 | |
1000 | 10 | 10 | ≥12.5 | |
1200 | 11 | 11 | ≥12.5 | |
1500 | 22 | 22 | 22 | ≥10 |
1600 | 22 | 22 | 22 | ≥10 |
1800 | 22 | 22 | ≥10 | |
2000 | 22 | 22 | ≥10 | |
2200 | 22 | 22 | ≥10 |
說明:該種管材結(jié)構(gòu)可通過調(diào)整鋼網(wǎng)及鋼帶的結(jié)構(gòu)參數(shù)實現(xiàn)良好的系列拓展性,從而獲得不同壓力級別的系列產(chǎn)品。
公稱壓力的溫度修正系數(shù)
管材在輸送20℃以上介質(zhì)時,最大許用壓力可用下表所示的修正系數(shù)乘以公稱壓力進行 確定。
溫度 t/℃ | 0<t≤20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
公稱壓力修正系數(shù) | 1.00 | 0.95 | 0.90 | 0.80 | 0.70 |
管道特性及優(yōu)點
管材抗內(nèi)外壓能力兼優(yōu),長期強度穩(wěn)定
多重增強鋼塑復(fù)合壓力管機理是采用在管壁中設(shè)計鋼帶和鋼網(wǎng)二種骨架增強相,分別提高塑料管道抗外壓的環(huán)剛度和抗內(nèi)壓的環(huán)應(yīng)力。具體表現(xiàn)在采用異型鋼塑復(fù)合帶材,即用一層或多層金屬網(wǎng)與塑料復(fù)合提高成型塑料底管的抗拉強度,另有數(shù)根鋼帶與塑料異型片材復(fù)合形成與底管片材垂直的鋼板加強肋。特殊設(shè)計的增強復(fù)合帶材經(jīng)過纏繞、焊接、連續(xù)成管 后,管外面的鋼塑復(fù)合筋能提高管道的外部抗壓能力使管道環(huán)剛度提高,底管片材塑料內(nèi)的 增強鋼網(wǎng)能提高管材的內(nèi)部耐壓力,使管道使用壓力大幅度提高。采取鋼帶、鋼網(wǎng)雙重增強 的合理結(jié)構(gòu),使管材的強度與環(huán)剛度均能良好滿足工程應(yīng)用、運輸、貯存、施工要求。
電熱熔焊連接技術(shù)簡便可靠,100%無泄漏,不會造成輸送液體資源的浪費
多重增強鋼塑復(fù)合壓力管連接全部采用成熟的無泄漏的鋼塑復(fù)合電熱熔帶加熱熔焊技術(shù)進行方便快捷的連接,從而做到100%密封,接口泄漏率為零,完全隔絕了管道內(nèi)液體向外界的泄露。這一點是某些其它類型的管道如球墨鑄鐵管和PCCP管等做不到的。在水資源 日益緊張的今天,多重增強鋼塑復(fù)合壓力管的此項優(yōu)勢更具有特殊的時代意義。
抗內(nèi)外腐蝕,使用壽命長
多重增強鋼塑復(fù)合壓力管的原料是管材專用聚乙烯、鋼帶和鋼網(wǎng),而鋼帶和鋼網(wǎng)被完全包覆于聚乙烯之中。管材專用聚乙烯具有穩(wěn)定的化學性能,幾乎對所有稀釋酸、堿、酒精、油和汽油以及其它腐蝕性介質(zhì)和環(huán)境均具有抗腐蝕能力,因此,該管道可埋設(shè)于幾乎任何使用條件下,包括環(huán)境惡劣的環(huán)境如高堿、污水及其它具有腐蝕性的環(huán)境。
國際標準規(guī)定,在正常使用情況下,聚乙烯管道的使用壽命至少 50 年,而多重增強鋼 塑復(fù)合壓力管不存在蠕變問題故其使用壽命遠高于純塑料管道,也遠大于鋼筋混凝土、鑄鐵 或普通鋼制管道。多重增強鋼塑復(fù)合壓力管耐磨損、抗腐蝕、接頭密封性好等特點,使得其 使用壽命可達 100 年以上。而鋼筋混凝土管、鑄鐵或普通鋼制管道正常工作條件下的平均 壽命則相對低得多。
極強的耐磨性
實驗證明,管道級聚乙烯材料具有極強的耐磨性,在 15ft/s 的流速條件下,其耐磨性 要優(yōu)于普通鋼管 3 至 5 倍。
內(nèi)壁相對光滑,輸送阻力小,水力特性好,輸送能力高
多重增強鋼塑復(fù)合壓力管內(nèi)壁非常光滑,粗糙率很小,而且由于塑料材料具有很強的抗附著性,管內(nèi)不易結(jié)垢,沉積物無法附著,因此流體流動時阻力損失小。實踐證明,在同樣的壓力下,采用直徑較小的多重增強鋼塑復(fù)合壓力管就可以達到要求的流量;在同樣的直徑 下,采用多重增強鋼塑復(fù)合壓力管可以增大液體流量。
安全無毒性
管材塑料采用可達到飲用水輸送衛(wèi)生等級的聚乙烯樹脂,適用于清潔供水管道,不會對輸送介質(zhì) 造成二次污染。
柔性系統(tǒng),良好地避免災(zāi)害
在多重增強鋼塑復(fù)合壓力管中,由于高密度聚乙烯和鋼帶均具有良好的柔韌性,加之管道連接采用電熱熔帶熔焊法,使其連成柔性整體, 整個管線具有較大的柔韌性,即使發(fā)生土壤沉降甚至地震,管道也不會斷裂,仍能正常輸送 介質(zhì),不會使地震次生災(zāi)害擴展。而玻璃鋼管、水泥管、鑄鐵管或聚氯乙烯管道等由于剛度 過大,承受不了管基的不均勻變形,地震時發(fā)生破裂實屬難免。
重量輕,施工安裝費用低
多重增強鋼塑復(fù)合壓力管采用鋼帶和鋼網(wǎng)加強 , 重 量 輕, 相對密度低 , 而混凝土密度為2400kg/m3,鑄鐵密度7850kg/m3??梢钥闯?,和鋼筋混凝土管、鑄鐵管及其他結(jié)構(gòu)壁類型純塑料 管相比易于運輸和現(xiàn)場安裝,可以縮短工期,大幅度節(jié)省施工費用。
原材料消耗成本低于純塑或其他結(jié)構(gòu)壁塑料壓力管材
在多重增強鋼塑復(fù)合壓力管中,由于使用了加強的鋼帶和鋼網(wǎng)骨架,管材強度主要由鋼帶和鋼網(wǎng)承擔,而鋼的彈性模量是塑料的235倍,因此,管道的徑向強度和環(huán)向剛度得到加強,即使管徑較大,也能承擔相當強度的輸送介質(zhì)造成的內(nèi)壓及土壤和交通荷載等造成的外 壓。因此,管材的壁厚可以大大減薄,從而大幅度節(jié)省原材料成本。
相對于20世紀 90年代,石油價格幾乎提高了兩倍,2012 年 2 月 7 日更達到創(chuàng)紀錄的136多美元一桶,而且石油價格還有不可逆轉(zhuǎn)的繼續(xù)上揚的趨勢,從而導(dǎo)致作為石油化工下 游產(chǎn)品的聚氯乙烯、聚乙烯等塑料的價格也居高不下。在這種形勢下,多重增強鋼塑復(fù)合壓 力管的原材料成本優(yōu)勢會愈加突出。
工程總體造價低,性價比高,具有很強的市場競爭力
考慮到原材料、運輸和安裝節(jié)省的費用,中小直徑(dn200-dn1200mm)多重增強鋼塑復(fù)合壓力管道工程的綜合造價成本低于現(xiàn)有任何純塑管道、塑料復(fù)合管道、結(jié)構(gòu)壁塑料管道或鑄鐵管;另外,由于塑料管道的內(nèi)部糙率低,和鋼筋混凝土管道同樣直徑的塑料管道可以輸送更大的介質(zhì)流量(約高 30%),所以多重增強鋼塑復(fù)合壓力管道的綜合造價也低于鋼筋 混凝土管。而大規(guī)格產(chǎn)品不僅工程總體造價成本低,且具有填補市場空白的優(yōu)勢。
管材結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好
管材裝卸、貯存、運輸過程中不會發(fā)生變形或橢圓化,安裝容易,連接可靠。
節(jié)能環(huán)保
多重增強鋼塑復(fù)合壓力管生產(chǎn)制造過程沒有廢氣、廢水和廢料產(chǎn)生,為零排放,對環(huán)境無污染。其次,廢舊塑料管道中的塑料可以重新破碎造粒,回收再利用;廢鋼帶、鋼網(wǎng)可以作為電爐煉鋼的優(yōu)質(zhì)原料。此外,由于該管道內(nèi)壁光滑,輸送阻力小,不結(jié)垢,因此運行成 本低而節(jié)能。多重增強鋼塑復(fù)合壓力管將會是最新一代節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品的代表。
管材連接結(jié)構(gòu)
多重增強鋼塑復(fù)合壓力管主要有電熔直接連接和鋼塑復(fù)合管電熱熔帶連接這兩種方式。
電熔直接連接
鋼塑復(fù)合電熱熔帶連接
鋼塑復(fù)合電熱熔帶連接可以適用于所有規(guī)格的管材連接,鋼塑復(fù)合增強電熱熔帶是一種典型的多層結(jié)構(gòu),塑料帶中間有多層增強鋼絲網(wǎng)夾層,表層下設(shè)置有加熱金屬網(wǎng),加熱網(wǎng)表面覆蓋有用以提高連接水密性及保護加熱網(wǎng)的塑 料膜。管材連接結(jié)構(gòu)由兩層鋼塑復(fù)合電熱熔帶構(gòu)成,內(nèi)層為連接帶,外層為補強帶。