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1、内筋嵌入式衬塑钢管的技术特点 - 建筑给排水论文 摘要：作为一种专利技术产品，内筋嵌入式衬塑钢管继承了钢管和 塑料管各自的优点，并且根据市场需求、生产工艺、防腐措施、连 接方式、性价比等诸多方面进行综合分析后合理设计管材。因此， 该产品具有众多技术特点，广泛应用于各类建筑的冷热水的给水系 统。2004 年被建设部列为科技成果推广项目，具有极好的市场潜力。关键词：内筋嵌入式 衬塑钢管 技术特点 给水系统 推广随着人们的环保意识、健康意识的普及，新型环保给水用管 材如雨后春笋般层出不穷，其品种之多难以枚举。内筋嵌入式衬塑 钢管作为一种国内专利技术产品自 2001 年投放市场以来，深受用户 青睐，销
2、售额连年翻番。它继承了钢管和塑料管各自的优点，同时 又摒弃了各自的缺点。在管材设计中最重要的内容之一是根据使用 条件和要求，合理确定管材的壁厚，同时该参数直接影响产品的性 价比。内筋嵌入式衬塑钢管独特的壁厚设计包括内层塑料管壁厚和 外层焊管壁厚，从而决定了内筋嵌入式衬塑钢管的一系列技术特点：1、适用范围广泛，规格品种齐全；2、生产工艺独特； 3、连接方式可靠快捷；4、表面防蚀措施完善，美观；5、外层焊管壁厚设计合理， ；6、内层塑料管的壁厚合理，确保通径；7、节能环保，发展潜力大；一、适用范围广泛、规格品种齐全目前，在建筑给水行业中，高层建筑的给水管和消防管材长 期使用压力约为 1.6MPa
3、左右，因此内筋嵌入式衬塑钢管的设计压力 确定在 2.0MPa 基本上能满足建筑给水的压力使用要求，同时这一参 数也是壁厚设计的重要参数。使用温度也是管材设计的一个重要参数，它决定着材料的许 用应力。在行业中按输送水的温度分为冷水和热水，冷水温度一般 为 025，但明装管路内介质温度受大气温度影响，我国南方 夏季气温可高达 40左右，而北方气温在冬季可低于-40，但是水 于 0以下就会凝固成冰，从而达不到用水的目的。因此在行业中有保温的一些规范，使管路中水的温度一直保持在 0以上，以保 持流体的可流动性。热水一般用于采暖、淋浴，水温通常为 75以 下，瞬间温度可达为 95左右。介于以上调研，内筋
4、嵌入式衬塑钢管分为冷水型和热水型两 大类，确定冷水型长期使用温度为 055，热水型管材的长期 使用温度为 075，瞬间温度可达 95。规格按管道通径标准 化确定为 DN15、DN20、DN25 、DN32 、DN40 、DN50、DN65、DN80、DN1 00、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300 共 14 个品种。二、生产工艺独特在产品结构确定后采用何种工艺进行生产是目前经济活动中 至关重要的，它直接关联了产品的生产成本和生产效率，同时又反 过来对产品的结构设计、材料的选择提出工艺上的要求。内筋嵌入 式衬塑钢管采用独特的机械拉拔复合工艺，通过对金属管的缩径压 迫内层塑
5、料管，使两种材料产生永久性合理过盈，加之焊管内表面 独特设计的花纹内筋对塑料管外表面的嵌入作用，以及塑料管复合 前的物理和化学改性，使得内筋嵌入式衬塑钢管具有不分层、不缩 管，长期使用有保障的技术特点。并于 2001 年获国家实用新型专利。 这种独特的工艺生产效率高，过程控制易行，复合质量高。 三、连接方式可靠快捷管道之间的连接方式是建材行业最重要的问题，连接强度可 不可靠、便不便于安装、维修，能不能适应恶劣的自然条件，这些 问题都是用户、设计、施工等各个单位最关心的问题。内筋嵌入式 衬塑钢管利用冷挤压原理在距管材端面一定距离作引伸变形成一小 型圆弧槽，再将卡簧式不锈钢卡环置入槽内，套上螺母或
6、接口、新 型搪瓷管件及其附件，旋紧即可，安装快捷。由于卡环配合部位的 锥面自锁设计，以及采用端向和径向的双向密封设计，使之具有可 靠的连接强度和抗渗漏性能。同时由于所有管接头采用的是可拆卸 结构，加之专用活接管件的配合使用，使其维修极其方便。四、外表面的防蚀措施完善众所周知，钢铁的腐蚀是非常普遍的，由此带来的经济损失 是巨大的。我们知道钢铁的腐蚀主要是由于电化学腐蚀，塑料的腐 蚀老化主要是化学腐蚀以及紫外线照射而引起的，内筋嵌入式衬塑 钢管由于内层塑料管由外层金属管庇护，彻底消除了塑料腐蚀老化 的成因，使塑料管具有经久耐用的性能。而外层金属管的保护却要 困难得多。内筋嵌入式衬塑钢管的外表面采用
7、了三层防蚀措施：第 一层为镀锌层，钢管形成阴极进行保护防锈。第二层：环氧底漆，在镀锌层外表形成致密的高分子保护膜，使之与空气、水隔离，减 缓锌层的氧化腐蚀，从而提高管材的使用年限。第三层：面漆，加 强膜的保护作用，提高产品的美观程度。在埋地使用时，采用适当 的防腐措施以提高系统的使用寿命；也可采用于衬塑钢管为基管， 外表面再覆一层塑料管的“内筋嵌入式双面衬塑钢管” （PE 管+碳钢 管+PP 管）系列产品直接埋地使用，该类产品于 2004 年获国家实用 新型专利，并应用于西气东输克拉 2 气田建设项目。五、焊管壁厚合理壁厚是一重要参数，在机械设计手册第 3 册给出的管道 壁厚的设计公式： S=
8、PD/（2）+C式中:S：管壁厚(mm)P：管内介质压力（MPa） ；D：管外径（mm） ； ：工作温度下的管材许用应力（MPa ） ； j ：管材纵向焊缝系数，无缝钢管 j = 1；对焊接钢管 j = 0.8；C：管壁厚度附加值（mm） ；包括制造负偏差 C1 ；腐蚀裕度 C2；螺纹深度 C3 ；C= C1+ C2+ C3。内筋嵌入式衬塑钢管按以上理论确定焊管壁厚。管道材料的 许用应力一般按材料的各项强度分别除以对应的安全系数，取其 中的最小值作为该材料的许用应力，该值为管道材料容许承受的应 力。同时由于内筋嵌入式衬塑钢管采用卡环式连接，冷挤压变形制 槽，不需考虑管壁厚度附加值的 C3。因而
9、与传统镀锌钢管相比，壁 厚更加合理，经济性有明显的潜力。六、内层塑料管卫生环保，通径有保证内层塑料管在钢塑复合管的主要作用在于保证管材长期使用 能有效杜绝水质的二次污染，因此对塑料材质要求环保卫生、不分 解。内筋嵌入式衬塑钢管采用聚丙烯挤压管材为内管，经省级卫生 防疫站多次抽样检验，完全符合生活饮用水输配水设备安全评价 规范的各项指标要求。其壁厚决定塑料管的刚度，以满足缩径复 合的工艺要求，长期使用不会产生缩径现象，确保长期使用的实际 通径完全符合管道通径标准化要求，使管道水力坡降计算简化。七、节能环保、发展潜力大内筋嵌入式衬塑钢管作为一种专利产品，因其特殊的结构， 使其具有结合强度高，可有效防止内层塑料管的轴向和径向收缩、 外表面防腐措施完善、美观大方，通径符合管道标准化，长期使用 有保证。其合理的壁厚设计大幅节省钢材耗用，同时满足各项使用 要求，符合国家可持续发展战略精神。内筋嵌入式衬塑钢管无疑极 具市场竞争力的经济管材，被建设部列为 2004 年科技成果推广项目， 发展潜力巨大。
