試析鋼塑復(fù)合管的性能與制備工藝

郎魁元　鄭中勝　張國(guó)玉

摘要：隨著時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展，越來(lái)越多的高科技技術(shù)手段應(yīng)運(yùn)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(guò)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(duì)鋼塑復(fù)合管的成型工藝以及優(yōu)勢(shì)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(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TQ325 文章編號(hào)：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(guò)程中，不同的施工步驟以及施工方法可能會(huì)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(guò)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(duì)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(wèn)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(guò)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(shí)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(shí)又因?yàn)榫哂辛己玫碾姶牌帘涡阅埽谝兹家妆后w運(yùn)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(yùn)輸中不容易出現(xiàn)污垢問(wèn)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(guò)程中，主要的內(nèi)容是在管道中間層的骨架中會(huì)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(shí)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(duì)骨架進(jìn)行生產(chǎn)制造，就會(huì)由于起到支撐作用的剛性骨架沒(méi)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(shí)體板骨架的支撐水平好。生產(chǎn)廠家在對(duì)鋼板進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，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(zhǎng)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(huì)選擇一步成型法對(duì)鋼板進(jìn)行批量化的生產(chǎn)。

對(duì)鋼板進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，施工人員需要將聚乙烯原料放置在自動(dòng)上料機(jī)中，上料機(jī)會(huì)將生產(chǎn)原料分別加入兩臺(tái)擠出機(jī)中。此時(shí)，施工人員還要將粒狀的熱熔膠放置其他兩臺(tái)擠出機(jī)中，將起帶動(dòng)作用的鋼帶連接到這幾臺(tái)擠出機(jī)上，擠出機(jī)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，就會(huì)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(duì)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(duì)接。此時(shí)，得到復(fù)合處理的材料會(huì)在機(jī)械的壓力下得到吹脹處理。焊接步驟也會(huì)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(jiǎn)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(yùn)行之中，機(jī)頭是由四臺(tái)設(shè)備共同擠出的，使其在同一個(gè)平面上同時(shí)完成四道工序及輸送熱熔膠。這個(gè)設(shè)備的運(yùn)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(yùn)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(shí)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(gè)施工步驟需要使用外層共擠模具來(lái)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(shí)處理上面覆蓋物，機(jī)頭輸送來(lái)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(lái)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(guò)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(duì)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(gè)施工工藝是在一米的范圍內(nèi)完成的。也就是說(shuō)，是一套復(fù)合模具在同一時(shí)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(shì)，多次成型施工工藝在工作過(guò)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(duì)鋼管進(jìn)行包覆，擠出外層管。這些施工上的步驟都會(huì)被分解成獨(dú)立的施工操作，不僅需要更多的人員來(lái)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(cái)政投入。所以大多數(shù)生產(chǎn)廠家都會(huì)選擇一次成型工藝，鋼塑復(fù)合管進(jìn)行生產(chǎn)，不僅因?yàn)橐淮纬尚凸に囋诓僮鞑襟E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(duì)鋼塑復(fù)合管的內(nèi)層進(jìn)行生產(chǎn)制造時(shí)，內(nèi)管擠出機(jī)會(huì)與另外一臺(tái)熱熔膠擠出機(jī)通過(guò)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(duì)帶熱熔膠層的內(nèi)管進(jìn)行生產(chǎn)。此時(shí)生產(chǎn)出的內(nèi)管會(huì)經(jīng)過(guò)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(shí)施工人員會(huì)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(huì)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(cè)人員需要對(duì)內(nèi)層管道的質(zhì)量進(jìn)行在線檢測(cè)，主要的處理方法，是通過(guò)尺寸測(cè)控反饋信號(hào)系統(tǒng)，對(duì)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(cè)人員對(duì)檢驗(yàn)機(jī)器進(jìn)行看管即可，不需要人工進(jìn)行手動(dòng)檢測(cè)處理，這項(xiàng)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)?？茖W(xué)、合理地調(diào)節(jié)張力反饋?zhàn)詣?dòng)系統(tǒng)的速度是確保向成型機(jī)平穩(wěn)運(yùn)輸材料的主要手段，這是因?yàn)殇搸菀资艿桨櫰鸲冃?，從而出現(xiàn)顛簸。在具體的操作中，該設(shè)備主要由電動(dòng)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(shì)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(guò)程中具有非常多的優(yōu)勢(shì)，具有很強(qiáng)的耐腐蝕性，并且性能上的優(yōu)勢(shì)也有很多。所以在各個(gè)領(lǐng)域的工程建設(shè)過(guò)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(kāi)這種新型復(fù)合管材的參與。與此同時(shí)，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(huì)用這種鋼塑復(fù)合管作為輸送管道，因?yàn)檫@些工程上的建設(shè)對(duì)使用的年限以及管道的剛性要求非常高，沒(méi)有經(jīng)過(guò)特殊處理或是具備高性能的管道在投入使用過(guò)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(huì)讓這些工程因?yàn)闊o(wú)法穩(wěn)定地運(yùn)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(xiàng)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(yǔ)

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(diǎn)集于一身，使用過(guò)程中具備非常高的性價(jià)比。不僅施工工藝簡(jiǎn)單方便，工程建設(shè)使用過(guò)程中所花費(fèi)的財(cái)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(lái)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(lái)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(jiǎn)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）