我國襯塑鋼管發(fā)展中的若干問題.doc

我國襯塑鋼管發(fā)展中的若干問題作者：佚名文章來源：本站原創(chuàng)點(diǎn)擊數(shù)：2004更新時(shí)間：2006-1-18 吳 念作者簡介：吳 念 男，1964年畢業(yè)于北京化工學(xué)院塑料加工機(jī)械專業(yè)，高級(jí)工程師。1964年1974年在北京塑料一廠擔(dān)任技術(shù)員職務(wù)，19741994年在北京塑料制品廠歷任技術(shù)員、工程師、高級(jí)工程師、設(shè)備動(dòng)力處處長、副總工程師職務(wù)。19941997年在北京塑料集團(tuán)公司擔(dān)任總工程師職務(wù)。1997年退休后一直從事塑料管材方面的技術(shù)工作；發(fā)表有關(guān)塑料管材論文十余篇。1 行業(yè)發(fā)展概況近年來我國襯塑鍍鋅管發(fā)展非常迅速；以北京市場為例，2004年上半年在北京市建委備案的襯塑鋼管產(chǎn)品只有幾家，到2005年上半年已經(jīng)接近30家。根據(jù)我國鋼塑管企業(yè)聯(lián)合會(huì)的數(shù)字：2004年我國襯塑鋼管的生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到30萬噸年，年產(chǎn)量超過了20萬噸；按照這個(gè)數(shù)字，我國在這個(gè)領(lǐng)域塑料的年使用量已經(jīng)超過了2萬噸；這個(gè)用量和我國其他品種的建筑內(nèi)新型塑料冷熱水管(包括PPR管，鋁塑復(fù)合管，PEX管，PB管，PERT管，CPVC管)所用塑料的數(shù)量相比，已經(jīng)不是一個(gè)小數(shù)字。襯塑鋼管之所以能夠迅速發(fā)展，主要是由于它既有金屬管強(qiáng)度高、剛性好、熱收縮率低等優(yōu)點(diǎn)，又有塑料管材的衛(wèi)生、對水無二次污染、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。襯塑鋼管克服了純塑料管材強(qiáng)度低、剛性差、容易變形、受熱膨脹率大，抗外力破壞能力低等缺點(diǎn)。另外由于鍍鋅管已經(jīng)有很長的應(yīng)用歷史和非常成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，襯塑鋼管可以沿用鍍鋅鋼管的標(biāo)準(zhǔn)，因此設(shè)計(jì)安裝標(biāo)準(zhǔn)齊全，施工規(guī)程完整成熟，很容易為用戶接受。建設(shè)部2004年3月18日公布的建設(shè)部推廣應(yīng)用和限制禁止使用技術(shù)公告（218號(hào)）中，規(guī)定了各種新型塑料管材的使用范圍；“住宅建筑(設(shè)計(jì)溫度不得大于70)在高層住宅建筑中僅適用熱水橫管?！惫嬖谝欢ǔ潭壬舷拗屏怂芰瞎懿牡氖褂?。根據(jù)北京建筑市場反映，目前建筑內(nèi)給水管的立管(指公用上水管，一般在40mm以上)使用中，襯塑鋼管的使用比例已經(jīng)達(dá)到80；幾年來走火的PP-R管材在建筑給水立管的使用上明顯不是襯塑鋼管的對手，市場的變化極大刺激了襯塑鋼管生產(chǎn)的迅速發(fā)展。以浙江金洲集團(tuán)為代表的大型襯塑鋼管生產(chǎn)企業(yè)大舉向北京建筑材料市場進(jìn)軍，標(biāo)志著襯塑鋼管與新型塑料管材爭奪建筑內(nèi)冷熱水管市場進(jìn)入了新的階段。這些襯塑鋼管生產(chǎn)企業(yè)一般實(shí)力比較強(qiáng)，以浙江金洲集團(tuán)為例，據(jù)介紹其年生產(chǎn)包括熱鍍鋅鋼管在內(nèi)的各種焊接鋼管40萬噸，銷售額18億元以上，并且自己有PPR、HDPE、鋁塑復(fù)合管等塑料管材生產(chǎn)能力和銷售經(jīng)驗(yàn)。其他的襯塑鋼管生產(chǎn)企業(yè)象本溪鋼廠、山東巨力、天津利達(dá)等也都是大型企業(yè)。 鋼塑管企業(yè)聯(lián)合會(huì)在2003年3月就下發(fā)了使用行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)管理細(xì)則，到2004年已經(jīng)有浙江金洲等五個(gè)品牌通過了使用行業(yè)標(biāo)識(shí)資格的審查。 其次由于鋼材市場包括鍍鋅鋼管市場這些年以來一直比較成熟規(guī)范，價(jià)格也比較透明，因此在鍍鋅鋼管市場上一直是必須付清全款才能給貨，不能欠款。由此延續(xù)，所以目前在襯塑鋼管的市場交易中也是不允許欠款，必須付清全款才能提貨。這就有利于襯塑鋼管市場的良性發(fā)展。 由于這幾年在建筑塑料管材市場上低水平的重復(fù)建設(shè)，導(dǎo)致供大于求，繼而就是無序的惡性競爭，因此形成了畸形的買方市場；買方不僅拼命壓價(jià)，而且還要欠款；因此這幾年塑料管材生產(chǎn)企業(yè)，特別是生產(chǎn)建筑內(nèi)冷熱水管的企業(yè)活得苦不堪言：不僅產(chǎn)品賣不上合理的價(jià)格，而且還要不回錢來。這些年房地產(chǎn)開發(fā)商開始使用新型塑料管材以后，建筑的檔次提高了(比如他可以宣傳房屋是綠色環(huán)保的，給水是健康無污染的)，并且管道的使用壽命延長了 (是鍍鋅鋼管的23倍)，這些都成為房地產(chǎn)商提高房價(jià)的賣點(diǎn)，成為房地產(chǎn)開發(fā)商額外的利潤；但是塑料管材生產(chǎn)企業(yè)得到的卻是一再被要求降價(jià)并且要欠款；這種現(xiàn)象對塑料管材生產(chǎn)企業(yè)是極不公平的，但是他們又無力反擊。因此襯塑鋼管大量進(jìn)入建筑管材市場，有利于逐步形成建筑用管材市場合理的性價(jià)比和公平的市場交易。這對塑料管材生產(chǎn)企業(yè)未必是一件壞事情。2 襯塑鋼管的承載能力 襯塑鋼管的外層鋼管是按照GBT3091低壓流體輸送用焊接鋼管標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的。符合普通鋼管級(jí)別的焊接管的試驗(yàn)壓力按下式計(jì)算：P=2SRD 式中：P一試驗(yàn)壓力，MPa；S一鋼管公稱壁厚，mm； R標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的屈服強(qiáng)度的60，MPa； D鋼管公稱外徑，mm； 鍍鋅鋼管試驗(yàn)壓力P和工作壓力P1的關(guān)系如下： Pl=2P3 式中：P試驗(yàn)壓力，MPa(一般試驗(yàn)壓力不超過7 MP)； P1允許工作壓力，MPa。 表1給出了GBT3091規(guī)定的鍍鋅鋼管的公稱工作壓力和計(jì)算允許工作壓力，可以看到其公稱工作壓力有相當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)；襯塑鋼管的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ136襯塑復(fù)合鋼管中所規(guī)定的襯塑鋼管的工作壓力與鍍鋅鋼管的工作壓力是一致的。由于襯塑鋼管實(shí)際使用的壁厚還應(yīng)該加上塑料管層的厚度，因此管體強(qiáng)度更可靠。此外襯塑鋼管如果希望提高工作壓力只需要改變鋼管的壁厚、材料或者選擇無縫鋼管，而不需要自己另外生產(chǎn)不同壁厚系列的塑料管材。表1 鍍鋅鋼管工作壓力的計(jì)算值與規(guī)定值比較公稱口徑外徑（mm）壁厚（mm）GB/T3091規(guī)定公稱工作壓力MPa）計(jì)算試驗(yàn)壓力（MPa）計(jì)算允許工作壓力（MPa）DN5060.03.52.08.605.74DN100114.04.02.05.653.77DN150165.04.52.06.974.64DN200219.15.02.05.833.89DN300323.97.02.05.523.68DN400426.08.01.64.83.20DN5005308.01.63.862.57DN6006309.01.63.652.43 襯塑鋼管的連接采用可鍛鑄鐵(瑪鋼)襯塑管件，是可鍛鑄鐵(瑪鋼)管件經(jīng)過表面處理以后，在注塑機(jī)中注塑成型的，目前市場上有2種形式(如圖1和圖2)。 溝縫式相比臺(tái)肩式可以在安裝時(shí)避免密封圈脫落而更加可靠；但是應(yīng)該注意，由于這里管件和管材的連接采用了錐管羅紋，如果在擰緊羅紋的同時(shí)又要能夠壓緊密封圈，因此存在過定位問題，也就是有可能羅紋已經(jīng)擰緊，密封圈卻沒有壓緊；或者是密封圈已經(jīng)壓緊，而羅紋還沒有擰緊。為了解決這個(gè)問題，目前一般采取規(guī)定羅紋的旋入牙數(shù)來保證密封的可靠性。表2列出了這個(gè)數(shù)值(來自CECSl25-2001建筑給水鋼塑復(fù)合管管道工程技術(shù)規(guī)范。公稱直徑（mm）旋入深度（mm）旋入牙數(shù)公稱直徑（mm）旋入深度（mm）旋入牙數(shù)15116.0-6.550209.0-9.520136.0-6.5652310.0-10.525156.5-7.0802711.5-12.032177.0-7.51003313.5-1440187.0-7.5 表2的旋入牙數(shù)在安裝時(shí)是必須控制的，因此現(xiàn)場施工需要用套扣機(jī)而不能手工套扣，并且在套扣后要仔細(xì)清理毛刺，以保證旋入牙數(shù)并壓緊密封圈。 襯塑管件的內(nèi)襯塑料品種要受到注塑工藝的限制，目前國內(nèi)市場上多數(shù)是用于冷水的管件采用聚乙烯，用于熱水的管件采用PP-R（無規(guī)共聚聚丙烯)，國內(nèi)還沒有見到采用CPVC(氯化聚氯乙烯)的，因此受PP-R耐熱性能的限制，一些襯塑鋼管生產(chǎn)企業(yè)宣傳自己的產(chǎn)品50年壽命、使用的溫度條件達(dá)95是錯(cuò)誤的，應(yīng)該規(guī)定為70比較合適。如果全部采用氯化聚氯乙烯(CPVC)，則可以把使用溫度提高到95。 襯塑管件所用的可鍛鑄鐵(瑪鋼)管件要執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB9440可鍛鑄鐵件和GB3287可鍛鑄鐵管路連接件，以保證管件材質(zhì)的質(zhì)量。襯塑管件的標(biāo)準(zhǔn)CJT137-2001給水襯塑可鍛鑄鐵管件規(guī)定其最大口徑為150mm，更大口徑的襯塑鋼管采用溝槽式接頭或者襯塑法蘭連接。襯塑管件標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)規(guī)定了襯塑管件的實(shí)驗(yàn)壓力為25MPa，使用壓力是1.6MPa。這個(gè)壓力和襯塑鋼管的20MPa的公稱壓力已經(jīng)完全能夠滿足建筑給水和供暖系統(tǒng)的要求。3 襯塑鋼管的生產(chǎn)工藝 襯塑鋼管只是鋼塑復(fù)合管中一個(gè)品種，性能上更接近金屬管道。襯塑鋼管是在鍍鋅管內(nèi)壁襯上一層壁厚為152.0mm的塑料管。國內(nèi)根據(jù)用途不同，多數(shù)是用于冷水時(shí)襯聚乙烯管，用于熱水時(shí)則襯PP-R管，PE-RT管或者交聯(lián)聚乙烯管；為了和鋼管能夠很好的貼緊，要在塑料管外壁予涂熱熔膠。襯塑工藝目前多數(shù)采用的是吹漲工藝：把涂了熱熔膠的塑料管穿入經(jīng)預(yù)處理的鋼管，兩端用卡具密封，加熱并且用壓縮空氣把塑料管吹漲貼緊在鋼管內(nèi)壁。與襯塑鋼管最接近的是涂塑鋼管，涂塑鋼管是在經(jīng)預(yù)處理的鋼管內(nèi)壁噴涂樹脂粉，而后再加熱固化。同樣要根據(jù)用途的不同涂以不同的樹脂。從目前來看，用于冷水的涂料是LLDPE，其黏結(jié)強(qiáng)度可以達(dá)到50Ncm；而用于熱水的涂料一環(huán)氧樹脂本身的耐熱性沒有問題，只是它和鋼管的粘接力比較小。因此目前涂塑管很少用在熱水輸送上。 我國襯塑鋼管的技術(shù)來自日本，日本也是世界上應(yīng)用襯塑鋼管最多的國家之一，從日本傳入中國的是吹漲工藝；但是應(yīng)該注意：日本的襯塑鋼管是襯PVC或者CPVC(氯化聚氯乙烯，用于熱水管)，它們都屬于無定型塑料，因此采用吹漲工藝是沒有問題的。而我國襯塑鋼管由于市場上對聚氯乙烯的無毒配方信心不夠，因此絕大多是采用聚烯烴材料，由于聚烯烴塑料是結(jié)晶型塑料，有記憶性能，因此吹漲以后塑料管還有回縮的趨勢，也就是使用聚烯烴塑料作襯管時(shí)，如果仍然采用吹漲工藝，則襯塑鋼管在產(chǎn)品存儲(chǔ)和使用過程中，有回縮的現(xiàn)象，特別在輸送熱水時(shí)更加明顯，而這個(gè)回縮不是熱溶膠所能夠克服的，因此這個(gè)回縮對襯塑鋼管的使用性能是致命的；因?yàn)橐r塑鋼管主要依靠外層鋼管承受壓力，壁厚1520mm的塑料襯管不能承受較大的壓力。一旦襯管回縮，襯管會(huì)很快破壞，因此這個(gè)問題是致命的，是在學(xué)習(xí)外來技術(shù)過程中，只知其一，不知其二的結(jié)果。目前國內(nèi)的襯塑鋼管生產(chǎn)企業(yè)一般采用以下幾種辦法來彌補(bǔ)。 31采用改進(jìn)的吹漲工藝 改進(jìn)的工藝是把塑料管的外徑做成和鋼管內(nèi)徑基本一致，鋼管清理以后用專用工具把塑料管強(qiáng)制拉進(jìn)去，然后的加熱加壓基本只起到定型作用，這就可以大大減少以后塑料管的回縮量，是眾多襯塑鋼管生產(chǎn)企業(yè)用得最多的工藝。但是這種辦法不能用來生產(chǎn)大口徑(100以上)襯塑鋼管，因?yàn)樵诠懿目趶奖容^大的情況下，鋼管和塑料襯管的形位公差已經(jīng)很大，鋼管和塑料襯管之間沒有足夠的間隙是無法穿管的，此時(shí)的回縮就成了關(guān)鍵的問題了，這也是目前襯塑鋼管口徑不能做大的重要原因。而大口徑襯塑鋼管鋼目前一般采用涂塑工藝或者滾塑工藝。 32采用鋼管縮徑工藝 這種工藝是在塑料襯管穿好以后，通過鋼管縮徑機(jī)縮小鋼管直徑，使二者緊密貼緊。而鋼管是不會(huì)彈回去的，因此這種工藝也是可靠的。日本生產(chǎn)襯塑鋼管也有這樣的工藝。在我國一些生產(chǎn)內(nèi)肋式襯塑鋼管的企業(yè)就是采用了這一工藝，比如成都貝根管道。但是由于襯塑鋼管最終產(chǎn)品的外徑應(yīng)該是鍍鋅鋼管的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，否則管件就不能用了；所以預(yù)先生產(chǎn)的鋼管外徑就要放大而成為非標(biāo)管，這是一個(gè)非常麻煩的事情，多數(shù)企業(yè)是作不到的，因此采用這種工藝的企業(yè)并不多。 33采用塑管縮徑工藝 聚烯烴材料有記憶功能，同樣我們可以利用它的記憶功能來生產(chǎn)襯塑鋼管。它的工作原理是這樣：預(yù)先生產(chǎn)好外徑比鋼管內(nèi)徑稍大的塑料襯管，然后讓塑料襯管通過專門的滾輪縮徑機(jī)，把塑料襯管外徑縮小10左右，再把襯管穿入鋼管，放置幾個(gè)小時(shí)襯管就能自己回彈并貼緊鋼管而完成襯管過程。塑料襯管回彈以后永遠(yuǎn)不會(huì)回縮，一般情況下回彈可以達(dá)到縮徑率的80以上(資料1)。這項(xiàng)技術(shù)實(shí)際上早已經(jīng)被應(yīng)用在“HDPE管材穿插法修復(fù)在線舊管線”上，勝邦旗下的柯林瑞爾就是這方面代表性企業(yè)之一。江蘇聯(lián)冠科技發(fā)展有限公司開發(fā)了第一臺(tái)國產(chǎn)塑管滾輪縮徑機(jī)，并且以此開發(fā)完成了襯塑油田油井鋼管的項(xiàng)目，取得了成功。說明這是生產(chǎn)襯塑鋼管比較好的技術(shù)。應(yīng)用塑管縮徑工藝來生產(chǎn)襯塑鋼管可以節(jié)能，目前國內(nèi)的襯塑鋼管生產(chǎn)線能耗都非常大，而縮徑工藝是冷加工，在低價(jià)能源時(shí)代即將結(jié)束的今天，這一點(diǎn)是非常重要的。采用塑管縮徑工藝生產(chǎn)襯塑鋼管還可以省去涂膠工序，也省去了熱熔膠，降低了成本，但是目前襯塑鋼管的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了塑料襯管和鋼管的剝離強(qiáng)度，因此如果推廣這一技術(shù)，還需要修改標(biāo)準(zhǔn)。不用熱熔膠生產(chǎn)襯塑鋼管，可以選擇一些沒有合適熱熔膠的新型塑料來做襯管，比如超高分子量聚乙烯管材，從而擴(kuò)大了襯塑鋼管的應(yīng)用范圍。4結(jié)束語 襯塑鋼管是新型建筑管材中的一個(gè)品種，它有一系列優(yōu)點(diǎn)，并且目前發(fā)展很快，但是并不等于目前的襯塑鋼管不存在問題；除去本文已經(jīng)涉及的幾點(diǎn)，還有比如襯塑鋼管的外防腐性能顯然不如塑料管材，連接部位的羅紋更是防腐的難點(diǎn)等；從這一點(diǎn)上講，現(xiàn)在宣傳襯塑鋼管50