新疆金申管业有限公司 管道知识

目前，我国已开发出了三种形式的“钢骨架笼子”。一种是用高强度钢丝通过左右旋缠绕胶粘形成的“钢丝笼子”；另一种是用低碳钢带冲孔焊接成型的薄壁“钢孔骨架”；第三种是用低碳钢丝缠绕焊接成网状的“钢丝笼子”。“钢骨架”都被包覆在挤出的内外层塑料（PE）之间。不同结构形式的钢骨架复合管，各有其独特的制造工艺。共同的优点是提高了钢－塑界面的结合力，使钢－塑界面结合的牢固性有了本质的突破。　　

目前，国内三种不同结构形式的钢骨架复合管（即：⑴钢丝缠绕网骨架复合管；⑵孔网钢带复合管；⑶钢丝焊接网复合管），因其钢柔性能兼备的特点，在城镇燃气、给水管网上得到了较好的应用。

1.1钢丝网骨架聚乙烯复合管（PSP管现英文缩写改为SRTP）结构特点

⑴管材结构

　钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管（代号为SRTP，以下可简称为SRTP管）的结构是在内层管壁和外层管壁中间设置了两层缠绕形成的钢丝网格状增强层。这种管材结构可粗分为三层：即内层PE＋钢丝网骨架中间层＋外层PE。但钢丝网骨架中间层较为复杂，是由两层钢丝按两个相反方向旋转缠绕在芯管上形成的。而且，其中的一层钢丝上预先过塑了一层高粘接性能树脂胶；缠绕两层钢丝后，还在两层钢丝上通过挤出机涂覆了一层粘接树脂胶。因此，也可将此结构管细分为五层：内层PE/胶层/钢丝层/胶层/外层PE。

　⑵管材结构特点

　钢丝网骨架塑料复合管采用中国专利ZL01213893.2和ZL01247508.4提供的技术和工艺路线进行生产。其管材结构具有下列四个显著的特点：

  ①摈弃焊接工艺，采用高强度钢丝。另两种钢丝网骨架塑料复合管均因使用焊接技术，钢骨架只能采用低碳钢材质。而一般的低碳钢材质的抗拉强度只有400MPa左右，加上钢丝点焊工艺会造成部分强度损失而钢带冲孔会使强度损失40%－48%，从而使这两种管材特别是大口径管材耐内压能力不高；高强度钢丝的抗拉强度可达2000MPa左右，为低碳钢材质的4－8倍，耐内压能力显著提高，其公称压力一般可达城镇燃气高压A极标准。例如：合格的Φ250孔网复合管的爆破压力为4.3－4.5MPa，而合格的Φ250钢丝网复合管的爆破压力为8.0－8.4MPa，几乎提高了一倍。

 ②采用高性能粘合树脂，作为钢丝与塑料之间的结合层。一般的钢塑复合管和另两种钢骨架复合管的钢塑界面之间都仅是机械的贴合，不同程度地存在着缝隙的缺陷，其间没有任何连接因子。而钢丝缠绕网复合管中使用的粘合树脂具有极性化学键，可将钢丝与塑料结合成一整体，克服了塑料脱层和层间窜水的缺陷，彻底解决了钢－塑界面的缝隙问题。高性能粘合树脂是高密度聚乙烯（HDPE）的改性物质（其中引入了带有极性键连接因子的马来酸酐），与内层、外层PE的许多特性基本相同，彼此相融性很好。粘接树脂是国外著名大公司的产品，质量可靠。其软化温度高达120℃，粘接强度达到美国ASTM标准200N/25mm以上。钢、塑、胶靠化学键联结在一起，形成了一个新的物质结构体系，有力地保障了复合管的耐内压能力。由于该高强度粘接树脂的优异性能，在我国西气东输管道工程中，也广泛用来解决工程中不同材质的界面结合性能问题。

 ③精心设计的管材结构中的外层PE厚度，具有优良的电热熔焊接性能。适当增加外层PE的厚度，减小了钢丝投影面占整个熔接面积的百分比，减少了熔接过程中的热量损失，大大减少了管材外表面塑料与管材内表面的温度梯度，使管材的焊接性能大幅度提高。

 ④结构中的金属用量最省。钢丝网骨架塑料复合管的金属用量比同规格的孔网及钢丝焊接复合管的用量少得多。这不仅使钢丝缠绕管具有重量轻、便于运输和现埸安装施工及减少工程费用，而且也有利于焊接质量。如孔网钢带管的金属用量多，外层PE较薄，钢板与这层PE接触面积大（达到75%），导致管材焊接处的热量部分被钢板传走，使这层PE的温度与电热丝处的熔质温度存在温差，直接影响电热熔焊接质量，并对焊接时间难以掌握。SRTP复合管的钢丝直径小，用量少，外层PE较厚，不存在上述焊接上的缺陷。

1.2钢丝网骨架聚乙烯复合管（SRTP）工艺特点

（1）生产工艺流程

（2）工艺特点

　从上述工艺流程图中可知，本管材生产具有如下独特的先进工艺特点：

①采用独有的分层制造、多次加热、多次复合、多次真空的制造工艺，有效地保证了各层复合的可靠性和均匀性，保证了各层厚度的可控性和均匀性。此工艺生产的管材的园度优于国家纯塑料管材标准的要求。

②工艺过程主要特点是：先做芯管，继而缠绕一层过塑钢丝，加热后再缠绕一层裸钢丝，再次加热使芯管与钢丝达到一定温度后进入中间胶层，最后复合外层PE，经冷却、印字、切割即得成品。完成此工艺的核心技术是独特的缠绕机组，该机组已申请多项知识产权保护。此外，还具有独特的模具设计。钢丝缠绕管的优异性能，是由其独特的工艺与设备铸成的。此工艺的研制成功，再一次说明了“领先的品质，源于制造手段的先进。”的道理。

（3）钢丝网骨架塑料复合管公称尺寸及公称压力

SRTP复合管的规格尺寸及偏差、公称压力见行业标准CJ/T189-2007。

2.钢丝网骨架聚乙烯复合管（SRTP）特性

2.1力学特性

钢丝网骨架聚乙烯复合管钢柔特性兼备。一般来说，其力学特性一般比纯PE管强；其化学、电气特性，凡是纯PE管具有的，钢丝网复合管都具备。 

2.2理化特性

①耐腐蚀性能

钢丝网PE复合管的内外层为PE，中间的钢丝过塑了胶层，且密封在中间，两端口有PE密封圈封牢。所以耐腐蚀性能完全与PE的抗蚀性能一致。

②耐老化性能

PE加入2－2.5%的炭黑，可有效抗老化。凡塑料都存在一个老化问题。但理论和实践都已说明：只要PE的原材料符合标准，埋地用钢骨架PE复合管承诺的50年使用寿命是有保证的。

④耐磨损性能

PE的耐磨性能是钢的54倍。其耐磨损性能比铁、聚丙烯、聚氯乙烯都好。

⑦卫生性

钢丝网骨架PE复合管中的内外壁材料PE，是塑料中最无毒的环保型材料，是输送饮用水最理想的安全环保型管材。

3.　SRTP复合管管道连接

3.1电热熔连接

电熔连接主要是指电熔套接和电熔鞍形连接两类。电熔套接主要是通过电熔管件实现的。电熔管件有直接（套筒）、弯头、变径、等径三通、异径三通等各种规格。

①电热熔连接原理

电热熔连接的原理是将电能转化为热能时，将管材及管件融为一体从而达到连接的目的。电阻丝预埋在管件的内表面上，通电加热时，热能将管件的内表面和与之承插的管材外表面融合成一整体。

②电熔焊接参数

焊接参数是指电压（V）、电流（A）、时间（S）三要素。管件出厂时，一般都附有焊接参数以供参考。不过，现场施工时，应因气候、地区的不同，对焊接参数进行调整。应严格控制管材与管件连接界面的间隙（≤1.5mm）。因此，连接前应对管材、管件进行选配。

③焊接工具

电熔连接的主要工具是专用直流焊机。公司设有工程技术部，可对外负责施工或对建设单位进行技术培训，并提供专用焊机等施工设备。

3.2钢塑过渡连接

当SRTP复合管需与其它材质如金属材质的管材及金属阀门、流量表、压力表等管路附件相连时，一般采用钢塑过渡连接方法。

①法兰管件

现有专用的法兰管件，一头与SRTP复合管电焊连接，另一头带法兰头，加上另配的金属活套法兰（由公司提供），可与钢管或阀门等金属附件相连。连接时，还需密封圈、垫圈、垫片等附件，通过螺栓、螺母紧固相连。

②钢塑过渡接头连接

现有钢塑转换管件，也可预制钢塑过渡法兰或预制钢塑管连接过渡件。钢塑过渡接头的塑料端与SRTP复合管仍采用电熔连接；另一端为钢管端与金属管道的连接，可采用法兰连接或焊接连接。

4.　SRTP复合管应用特点

   4.1　SRTP复合管应用领域及应用特点

SRTP复合管的应用领域和范围与它本身具有的特性有关。SRTP管的结构特点是：管材内外层为纯PE，中间层为塗覆了胶的高强度钢丝。因此，该管柔、刚特性兼备。凡纯PE管具有的特性，SRTP管均具备；凡能用纯PE管输送的介质，也能用SRTP管输送；凡纯PE管能耐的腐蚀介质但工程压力达不到时，而SRTP管却可胜任。在某种意义上说，SRTP复合管是提高了公称压力的纯PE管。SRTP复合管是比纯PE管更高级的新型管材，它优异的综合性能，是纯PE管无法比拟的。

SRTP复合管可用在市政工程（燃气、给排水）和建筑、石油、化工、电力、制药、冶金矿山等工业领域及农业灌溉方面。

4.2　SRTP复合管应用特点

作为新型高科技环保管材，SRTP管在使用中具有如下特点：

①管材内外两面防腐，可耐大部分酸、碱、盐化学腐蚀性物质，耐腐蚀性介质范围广泛；

②无毒、安全卫生，是理想的环保型给排水、燃气管材；

③密封性好。电热熔连接法使管材与管件熔为一体，确保接头不渗漏；

④水力特性好。由于PE内壁光滑不结垢，输送阻力小，输送能力可比钢管等传统管道提高20－30%；

⑤对地下运动和端载荷的有效抵抗能力强，安装时一般不必进行费用昂貴的锚定；

⑥有良好的快速裂纹扩展（RCP）和慢速裂纹增长（SCG）传递抵抗能力；

⑦有良好的尺寸稳定性和耐冲击性；

⑧柔韧性好，可抗地震；

⑨质量轻，铺设安装方便。埋地安装时，可有效承受由于沉降、滑移、车辆等造成的突发性冲击载荷，不需做混凝土管道基础，施工快捷，节省安装费用；

⑩使用寿命长，安全使用寿命为50年。