大口徑鋼增強(qiáng)塑料復(fù)合管道的應(yīng)用與生產(chǎn)技術(shù)

文/四川金石東方新材料設(shè)備股份有限公司

如今，市場(chǎng)對(duì)于鋼增強(qiáng)塑料復(fù)合管道的需求逐漸增加。這類管道將塑料和金屬的特點(diǎn)集于一體，在力學(xué)性能、耐腐蝕和耐壓等方面展現(xiàn)了顯著的優(yōu)勢(shì)。四川金石東方新材料設(shè)備股份有限公司就是一家致力于鋼增強(qiáng)塑料復(fù)合管道技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用的企業(yè)，本文介紹了其為市政給水、排水和漿體輸送領(lǐng)域打造的鋼增強(qiáng)塑料復(fù)合管道解決方案及生產(chǎn)設(shè)備。

市政給水

隨著我國管道用聚乙烯（PE）材料的不斷改進(jìn)，以及生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，聚乙烯管道已在市政給水領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。這種材料無毒無害，在環(huán)保方面優(yōu)勢(shì)顯著。但近幾年我國的石油價(jià)格持續(xù)攀升，包括聚乙烯在內(nèi)的塑料原料的價(jià)格也隨之上漲，使得之前蓬勃發(fā)展的聚乙烯管道產(chǎn)業(yè)面臨一定的困境。特別是在一些要承受較大壓力或是所需管道口徑較大的應(yīng)用中，聚乙烯管道的原料成本顯著增加。另一方面，國內(nèi)的鋼塑復(fù)合管道品種繁多，市場(chǎng)上有各種類型的聚乙烯塑料復(fù)合管，這其中以焊接鋼絲骨架增強(qiáng)塑料復(fù)合管和鋼板孔網(wǎng)塑料復(fù)合管為主，但這些產(chǎn)品存在一些不足。鑒于此，市場(chǎng)對(duì)于既擁有加強(qiáng)作用又牢固可靠的聚乙烯復(fù)合管的需求十分強(qiáng)烈。為了更好地滿足市場(chǎng)需求，四川金石東方新材料設(shè)備股份有限公司（以下簡稱“金石東方”）自主開發(fā)了鋼絲纏繞增強(qiáng)聚乙烯管道（即鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管），這類管材能很好地解決目前市場(chǎng)上給水管存在的問題。

這種管材采用高強(qiáng)度鋼絲多層纏繞，耐壓能力大于純塑料管材。其特有的粘接層提高了聚乙烯內(nèi)外壁與鋼絲增強(qiáng)層的復(fù)合性能，且具有很高的隔氧、阻水作用，能有效防止?jié)B水導(dǎo)致的增強(qiáng)層被腐蝕問題。鋼絲纏繞緊密、均勻，管材內(nèi)應(yīng)力不集中。在同等工作壓力環(huán)境中，這類管材更節(jié)省原材料。

金石東方鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管的應(yīng)用

除了用于市政給水、給氣，這類管材還可作為石油、燃?xì)狻⒐I(yè)、化工及農(nóng)業(yè)等多種行業(yè)的壓力復(fù)合管道系統(tǒng)。

作為一家致力于鋼增強(qiáng)塑料復(fù)合管道技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用的企業(yè)，金石東方能為管道生產(chǎn)企業(yè)提供用于生產(chǎn)這種給水管的鋼絲網(wǎng)骨架增強(qiáng)塑料復(fù)合管材生產(chǎn)設(shè)備。該設(shè)備是金石東方自主研發(fā)，既可利用高強(qiáng)度鋼絲、玻璃纖維束和聚脂纖維等高強(qiáng)度線材生產(chǎn)增強(qiáng)復(fù)合塑料管材，也能生產(chǎn)符合國標(biāo)的給水、燃?xì)庥眉兙垡蚁┕懿模粰C(jī)多用，減少了設(shè)備的重復(fù)投資成本。另外，此生產(chǎn)線也能生產(chǎn)與管材配套的直通管件，降低了整個(gè)項(xiàng)目工程的成本。該生產(chǎn)線所生產(chǎn)的管材直徑范圍50～1 000 mm，用料省，比同規(guī)格、同壓力等級(jí)的純聚乙烯管成本低。

金石東方自主研發(fā)的鋼絲網(wǎng)骨架增強(qiáng)塑料復(fù)合管材生產(chǎn)設(shè)備

市政排水

金石東方依據(jù)其自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)開發(fā)的埋地排水用鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管（MRP管）是我國近十年來發(fā)展比較快的一種新型塑料埋地排水管。現(xiàn)在，這種管材已經(jīng)從使用單一材料發(fā)展為集成了兩種以上材料優(yōu)勢(shì)的復(fù)合結(jié)構(gòu)，性價(jià)比高，在排水排污方面具有很大優(yōu)勢(shì)。

鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管是以高密度聚乙烯（HDPE）為基體（內(nèi)外層），在表面涂敷粘接樹脂的鋼帶成型為波形以作為主要支撐結(jié)構(gòu)與聚乙烯材料纏繞復(fù)合成整體的螺旋波紋管。因此，這類管材能將鋼材的高剛度、高強(qiáng)度和塑料的耐腐蝕、耐磨損和柔韌性等優(yōu)良性能結(jié)合起來，不僅能使管材達(dá)到SN8、SN12.5和SN16三種環(huán)剛度，而且解決了鋼材的耐腐蝕問題，彌補(bǔ)了較大直徑全塑料埋地排水管環(huán)剛度一般只能達(dá)到SN8的短板。

這種管材可作為城市埋地排水、排污管道；工業(yè)排水、排污管道；海水、雨水輸送管道；集水系統(tǒng)、滲水系統(tǒng)管道；農(nóng)業(yè)灌溉用水管道；或用于制作化工工藝容器等。

金石東方根據(jù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)研發(fā)的鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管材成套技術(shù)與設(shè)備屬國內(nèi)首創(chuàng)。管材（直徑范圍300～3 000 mm）能達(dá)到 SN8～SN16的環(huán)剛度等級(jí)。與同直徑同環(huán)剛度的全塑料埋地排水管相比，可顯著降低材料成本。與上一代設(shè)備相比，金石東方開發(fā)的新一代鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管材生產(chǎn)設(shè)備的工藝更先進(jìn)，性能更優(yōu)異，生產(chǎn)更穩(wěn)定，管材成型質(zhì)量更好。

金石東方的鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管的結(jié)構(gòu)示意圖

漿體輸送

耐磨管道是管道行業(yè)中一個(gè)十分重要的細(xì)分市場(chǎng)。耐磨管道主要用于氣力、泵送漿體等。由于輸送介質(zhì)具有硬度高、流速快和流量大等特點(diǎn)，因此會(huì)長期持續(xù)對(duì)管壁進(jìn)行沖擊、磨損和腐蝕，使管道疲勞從而逐漸被磨穿，而耐磨管道能降低這種磨穿的速度。這類管道的應(yīng)用范圍非常廣泛，包括：

1.在化工領(lǐng)域：可作為煤粉、硅粉、鹽漿和堿漿等固液混合物的輸送管道；

2.在電力領(lǐng)域：可作為火電廠除灰、排渣、送粉、回粉和脫硫用工藝管道；

3.在冶金領(lǐng)域：可作為精礦漿、尾礦的長距離輸送管道；

4.在水泥生產(chǎn)中：可作為旋窯濕法生產(chǎn)線的生料漿輸送、煤粉輸送、提升機(jī)的下料、成品水泥氣力輸送裝卸以及混凝土輸送管道；

5.還可作為小麥、谷粒和谷殼等的風(fēng)送管道等。

金石東方鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管的應(yīng)用

金石東方的鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管材成套設(shè)備

金石東方的新一代聚烯烴復(fù)合耐磨管道結(jié)構(gòu)

金石東方新一代聚烯烴復(fù)合耐磨管道的應(yīng)用

金石東方開發(fā)的以新型熱塑性彈性體（GXCG-1101）為內(nèi)耐磨層，以高強(qiáng)度鋼絲為增強(qiáng)層，以高密度聚乙烯為外層的新一代聚烯烴復(fù)合耐磨管道是能夠滿足上述這些應(yīng)用要求的解決方案。這種管材采用芯管共擠工藝生產(chǎn)而成。全新開發(fā)的熱塑性彈性體耐磨原材料（GXCG）具有遠(yuǎn)優(yōu)于超高分子量聚乙烯的熔融指數(shù)，易加工，與高密度聚乙烯之間有良好的共擠特性。全新的共擠模具，特殊設(shè)計(jì)的共擠流道，保證了不同熔指的GXCG原料和高密度聚乙烯原料在模具中的壓力、流速一致，從而確保了管材壁厚均勻。由于采用了高強(qiáng)度鋼絲網(wǎng)骨架增強(qiáng)，同等壓力條件下更節(jié)約塑料原料用量，降低了管材成本，競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)明顯。湖南大學(xué)與長沙礦冶研究院共建的長距離高濃度漿體管道輸送試驗(yàn)研究室的模擬試驗(yàn)證明，這種管材的耐磨性能高于超高分子量聚乙烯管道及其他耐磨管道。

金石東方用于生產(chǎn)這種耐磨管道的成套設(shè)備是對(duì)其鋼絲網(wǎng)骨架增強(qiáng)復(fù)合塑料管成套設(shè)備進(jìn)行升級(jí)而得到的產(chǎn)品，通過少量的設(shè)備投入，既可以生產(chǎn)傳統(tǒng)的純聚乙烯管、鋼絲網(wǎng)骨架增強(qiáng)復(fù)合塑料管，又可以生產(chǎn)鋼絲網(wǎng)骨架增強(qiáng)耐磨管。