試析鋼塑復(fù)合管的性能與制備工藝

郎魁元　鄭中勝　張國玉

摘要：隨著時代的進(jìn)步與發(fā)展，越來越多的高科技技術(shù)手段應(yīng)運而生。鋼塑復(fù)合管在這些高科技成果中屬于應(yīng)用較為廣泛的一種新型管道。在使用過程中，鋼塑復(fù)合管具有很多優(yōu)異的性能，并且在應(yīng)用領(lǐng)域上也非常廣泛。文章針對鋼塑復(fù)合管的成型工藝以及優(yōu)勢進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：鋼塑復(fù)合管；管道性能；管道制備工藝；機(jī)械性能；電性能；熱性能 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TQ325 文章編號：1009-2374（2017）05-0104-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.050

在工業(yè)以及民業(yè)工程的建設(shè)過程中，不同的施工步驟以及施工方法可能會涉及到各種液體或是化工流體上的使用，這些液體以及蒸汽等液流體需要通過管道進(jìn)行輸送處理，不同的物質(zhì)具有不同的化學(xué)性能，強(qiáng)酸強(qiáng)堿等化學(xué)物質(zhì)對于輸送的管道要求非常高。鋼塑復(fù)合管的應(yīng)用很好地將這些問題進(jìn)行了解決。這種管道的生產(chǎn)工藝是由內(nèi)外兩層塑料與中間的高層通過特殊的復(fù)合工藝制造而成的。鋼塑復(fù)合管具有非常高的強(qiáng)度以及使用壽命，并且在輸送特殊液體時也具有非常良好的效果。

1 鋼塑復(fù)合管的性能

1.1 優(yōu)異的機(jī)械性能

鋼塑復(fù)合管有著抗沖擊性能強(qiáng)、強(qiáng)度高、可塑性強(qiáng)、蠕變能力突出且質(zhì)量輕的特征。

1.2 優(yōu)異的電性能

由于鋼塑復(fù)合管的抗靜電性能較強(qiáng)，其中間的鋼管部分又有著良好的導(dǎo)電性能，因此可作為接地、接零的導(dǎo)體，同時又因為具有良好的電磁屏蔽性能，在易燃易爆液體運輸中作用突出。

1.3 優(yōu)異的熱性能

具有良好的保溫性能。各種管道的導(dǎo)熱系數(shù)，如表1所示：

1.4 優(yōu)異的輸送性能

（1）鋼塑復(fù)合管的內(nèi)部非常光滑，在液體運輸中不容易出現(xiàn)污垢問題，與其他管道相比較，鋼塑復(fù)合管的內(nèi)部摩擦指數(shù)僅僅為0.009，是其他管道的三分之一左右；（2）這種管道彈性較強(qiáng)，在液體輸送中避免了水錘現(xiàn)象的出現(xiàn)，有效地減少了液體的壓力沖擊，降低了噪音污染。

1.5 優(yōu)異的耐溫及耐候性能

（1）耐溫性能好，高密度聚乙烯復(fù)合管工作溫度為-40℃～60℃，交聯(lián)高密度聚乙烯復(fù)合管工作溫度為-40℃～95℃；（2）耐老化性能好，冷脆溫度低，防紫外線，熱老化能力強(qiáng)；（3）在高溫和強(qiáng)紫外線輻射條件下，使用壽命在50年以上。

2 工藝及設(shè)備

2.1 工藝流程

鋼塑復(fù)合管在制作過程中，主要的內(nèi)容是在管道中間層的骨架中會放置一層鋼板，這層鋼板在施工工藝上主要有三種：一種是具備高硬度的實體鋼板；另一種是鋼絲編織的鋼網(wǎng)；最后一種是鋼板網(wǎng)。如果管道生產(chǎn)人員采用后兩種生產(chǎn)工藝對骨架進(jìn)行生產(chǎn)制造，就會由于起到支撐作用的剛性骨架沒有達(dá)到相應(yīng)的硬度標(biāo)準(zhǔn)，在氣密性以及耐壓性上都不如實體板骨架的支撐水平好。生產(chǎn)廠家在對鋼板進(jìn)行生產(chǎn)時，生產(chǎn)上的工藝有一步法和多步法兩種，多步法顧名思義，施工工藝較為復(fù)雜，流水線長并且由于步驟多，所以生產(chǎn)成本較高，這使得大多數(shù)生產(chǎn)廠家都會選擇一步成型法對鋼板進(jìn)行批量化的生產(chǎn)。

對鋼板進(jìn)行生產(chǎn)時，施工人員需要將聚乙烯原料放置在自動上料機(jī)中，上料機(jī)會將生產(chǎn)原料分別加入兩臺擠出機(jī)中。此時，施工人員還要將粒狀的熱熔膠放置其他兩臺擠出機(jī)中，將起帶動作用的鋼帶連接到這幾臺擠出機(jī)上，擠出機(jī)設(shè)備在運行過程中，就會將成型的鋼管進(jìn)行輸出處理。制作好的鋼管輸出后，工作人員還要對其進(jìn)行焊接復(fù)合成型的步驟，與擠出機(jī)擠出的材料進(jìn)行復(fù)核處理，使用專用的模具將鋼管材料的擠出機(jī)進(jìn)行復(fù)合對接。此時，得到復(fù)合處理的材料會在機(jī)械的壓力下得到吹脹處理。焊接步驟也會讓鋼管的內(nèi)壁粘結(jié)上塑料，這種施工工藝讓管材的成型步驟，直接使用一套模具就可以完成整體的制作流程，不僅使施工工藝的流程得到了簡化處理，也大大降低了工作人員的勞作強(qiáng)度。

2.2 成型模具

讓鋼管成型的模具是鋼管制作工藝中的核心部分，成型磨具主要包含了機(jī)頭、內(nèi)層、外層等部件。在運行之中，機(jī)頭是由四臺設(shè)備共同擠出的，使其在同一個平面上同時完成四道工序及輸送熱熔膠。這個設(shè)備的運行可以有效保證內(nèi)外層熱熔膠的合理分配與穩(wěn)定輸送。內(nèi)層作為鋼管成型磨具的第二環(huán)節(jié)，其運行中主要是利用吹脹法，機(jī)頭內(nèi)層聚乙烯和熱熔機(jī)共同作用形成鋼塑復(fù)合管的管坯，此時生產(chǎn)人員可以使用壓縮空氣將管坯吹附在成型好的鋼管內(nèi)壁上。下一個施工步驟需要使用外層共擠模具來完成，就是將已經(jīng)成型的管坯結(jié)合在鋼管的內(nèi)層上，并且及時處理上面覆蓋物，機(jī)頭輸送來的外層聚乙烯跟熱熔機(jī)的復(fù)合物也要利用成型磨具來加工，最終生成由聚乙烯熱熔膠與鋼管等五層材料組成的復(fù)合管材。

在管材生產(chǎn)過程中，五層一次復(fù)合成型施工工藝具體可以分為以下步驟：首先施工人員先要被鋼管進(jìn)行焊接處理，然后鋼管內(nèi)管擠出成型以后就可以鋼管進(jìn)行復(fù)合處理。下一步是對外管進(jìn)行擠出加工，外管生產(chǎn)完畢后就可以與鋼管進(jìn)行粘合。這三個施工工藝是在一米的范圍內(nèi)完成的。也就是說，是一套復(fù)合模具在同一時間與平面下完成的。這種一次成型施工工藝與多次成型施工工藝相比具有很多的優(yōu)勢，多次成型施工工藝在工作過程中需要先將內(nèi)層管進(jìn)行生產(chǎn)，然后再與粘合劑進(jìn)行粘接，最后再對鋼管進(jìn)行包覆，擠出外層管。這些施工上的步驟都會被分解成獨立的施工操作，不僅需要更多的人員來進(jìn)行設(shè)備處理。涉及的施工設(shè)備也較多，需要更多的財政投入。所以大多數(shù)生產(chǎn)廠家都會選擇一次成型工藝，鋼塑復(fù)合管進(jìn)行生產(chǎn)，不僅因為一次成型工藝在操作步驟上非常緊湊，減少了占地使用面積，操作環(huán)節(jié)的大跨度縮減，而且也使得生產(chǎn)效率與成品率得到了有效的提升。

2.3 主要設(shè)備

2.3.1 內(nèi)層制造系統(tǒng)。施工人員在對鋼塑復(fù)合管的內(nèi)層進(jìn)行生產(chǎn)制造時，內(nèi)管擠出機(jī)會與另外一臺熱熔膠擠出機(jī)通過相應(yīng)的技術(shù)合并成為一套具備整體生產(chǎn)工藝的處理設(shè)備，對帶熱熔膠層的內(nèi)管進(jìn)行生產(chǎn)。此時生產(chǎn)出的內(nèi)管會經(jīng)過吹脹處理緊緊地粘貼在鋼管的內(nèi)壁上。為了使施工工藝的效率得到有效提升，此時施工人員會將已經(jīng)粘貼完畢的鋼管放置進(jìn)水槽中，進(jìn)行冷卻成型處理。在冷卻水的作用下，粘貼完整的鋼管會迅速冷卻完成定型上的步驟，鋼塑復(fù)合管的內(nèi)管生產(chǎn)步驟全部完成以后，質(zhì)量檢測人員需要對內(nèi)層管道的質(zhì)量進(jìn)行在線檢測，主要的處理方法，是通過尺寸測控反饋信號系統(tǒng)，對生產(chǎn)工藝中出現(xiàn)的誤差進(jìn)行調(diào)整與檢查。檢查上的步驟，只需要相應(yīng)的質(zhì)量檢測人員對檢驗機(jī)器進(jìn)行看管即可，不需要人工進(jìn)行手動檢測處理，這項高新技術(shù)的使用不僅很大限度地節(jié)省了人力與物力，也使生產(chǎn)效率得到了有效保障。

2.3.2 鋼管焊接成型系統(tǒng)。科學(xué)、合理地調(diào)節(jié)張力反饋自動系統(tǒng)的速度是確保向成型機(jī)平穩(wěn)運輸材料的主要手段，這是因為鋼帶容易受到皺起而變形，從而出現(xiàn)顛簸。在具體的操作中，該設(shè)備主要由電動伺服控制系統(tǒng)、張力側(cè)屈調(diào)節(jié)系統(tǒng)、機(jī)械放卷系統(tǒng)組成，鋼管則是采用直緣成型工藝為主。這種工藝的優(yōu)勢在于距離短、方便機(jī)模與鋼管的鏈接，從而提高焊接質(zhì)量，確保了電弧的穩(wěn)定性及管道去氧化膜能力。

3 鋼塑復(fù)合管的應(yīng)用

鋼塑復(fù)合管在工程使用中屬于一種融入了高科技生產(chǎn)手段的新型復(fù)合管材，在使用過程中具有非常多的優(yōu)勢，具有很強(qiáng)的耐腐蝕性，并且性能上的優(yōu)勢也有很多。所以在各個領(lǐng)域的工程建設(shè)過程中應(yīng)用范圍非常廣泛，市政工程的給排水管道施工都離不開這種新型復(fù)合管材的參與。與此同時，城市基礎(chǔ)設(shè)施中的各種燃?xì)夤艿琅c天然氣輸送管道都會用這種鋼塑復(fù)合管作為輸送管道，因為這些工程上的建設(shè)對使用的年限以及管道的剛性要求非常高，沒有經(jīng)過特殊處理或是具備高性能的管道在投入使用過程中，很容易出現(xiàn)突發(fā)情況。而這些不可控的因素一旦引發(fā)狀況，就會讓這些工程因為無法穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)，而影響到整座城市的基礎(chǔ)功能發(fā)揮。只有鋼塑復(fù)合管才能承擔(dān)起這項重任，讓城市中的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)可以得到質(zhì)量與穩(wěn)定性上的保障。

4 結(jié)語

鋼塑復(fù)合管在管道分類上，屬于高性能多用途的環(huán)保型復(fù)合管材。這種管材將塑料管以及金屬管的優(yōu)點集于一身，使用過程中具備非常高的性價比。不僅施工工藝簡單方便，工程建設(shè)使用過程中所花費的財政預(yù)算也比較合理，可以有效替代其他許多種類的管材。而這種管材的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，也從側(cè)面促使了鋼塑復(fù)合管的生產(chǎn)數(shù)量越來越多，五層共擠一步成型施工工藝使生產(chǎn)鋼塑復(fù)合管的操作步驟變得簡單，不止有效提高了生產(chǎn)上的效率，也讓復(fù)合管的質(zhì)量達(dá)到了工程施工上的要求。

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（責(zé)任編輯：蔣建華）