大口径涂塑钢管的应用与研发.doc

大口径涂塑钢管的应用与开发钢塑管行业联合会 王显功鼎顺钢塑管设备材料（杭州）有限公司 李腾炎CJ/T120给水涂塑复合钢管标准中规定的涂塑钢管主要指公称口径不大于150mm的自来水给水管。近几年，随着国家城市化步伐的加快和其他行业基础建设的发展，涂塑钢管应用的领域由过去单一的建筑供水拓展到消防、电缆保护、市政供水、煤矿排风、排水等多个领城，管径也由过去的150mm扩大到1米以上。因而，加强对大口径涂塑钢管开发的研究，是当前钢塑管行业的重要课题。一、大口径涂塑钢管扩展到的主要领域和要求1、消防供水管：新修订的自动喷水灭火系统设计规范中，对于灭火系统的配水管道除了规定采用热镀锌钢管外，还增加了涂塑钢管。今年公安部已安排制定自动喷水灭火系统用涂敷钢管道标准，标准中规定用于消防的涂塑钢管的涂层附着力要求、耐压强度要求、耐高温性能要求、耐火试验要求等。目前这种涂塑钢管不仅用在了城市高层建筑的消防系统中，在公路隧道、海底隧道、地铁工程中也已得到广泛使用，例如在上海地铁中选用的是外镀锌内涂PE的DN200的消防管道，全长近800km，在陕西秦岭终南山隧道工程中选用的是内外涂重防腐环氧的DN250的消防管道，全长30多km。2、电缆保护套管：国家通讯行业的发展、高速公路的发展和城市供电线路的地下电缆化，使得电缆保护套管的需要量剧增。虽然在电缆的大部分铺设地段采用了高强度的塑料套管，但在过路、过桥、过河底、海底等要求强度高的地段必须采用涂塑钢管。涂塑钢管电缆套管的公称口径一般在DN80DN250的范围，钢管壁厚在35mm的范围。钢管内外都有塑料涂层，涂层的厚度应0.4mm，涂层性能要满足耐电火花试验、附着力试验、压扁试验、冲击试验、耐化学试剂试验的要求。3、市政自来水及大型企业、院校的供水管道：国家建设部门负责人前不久指出：“十一五”期间，我国在供水、污水处理、中水回用和排水、水污染防治等方面的总投资将超过一万亿元人民币。“十一五”期间是我国城市化最快的时期，由于过去的供水、水污染处理、水循环利用等方面的配套与城市发展不相适应，所以许多城市的市政近几年拿出上亿元的资金进行城市管网的改造，其中首先改造的是供水管网。从目前新改造的供水管网管道的规格看，大多在DN200DN1200的范围，从管道的品种看，有球墨铸铁管、纯塑料管和涂塑钢管。由于涂塑钢管从供水的卫生性、安全性和工程的经济性三方面与其他两种管道相比具有明显的优势，所以在新建供水管网中选用涂塑钢管的越来越多。从DN200DN600范围，一般采用内外涂PE或内外涂环氧树脂，涂层厚度0.4mm，连接方式采用法兰连接或沟槽连接。对于DN600以上的管道，一般内涂PE或环氧树脂，外防腐采用聚氨酯或环氧沥青涂料，连接方式采用焊接。4、煤矿用排风、排水管：由于发展能源的需要和保证煤矿安全生产的需要，近几年国家特别强调煤矿装备的投入，因而煤矿排风、排水管的需求量大大增加。排风、排水管的管径一般在DN200DN600的范围，由于矿井内潮湿、地形复杂，所以管道内外都要进行防腐，连接方式一般采用法兰连接。因为矿井中容易有易燃易爆气体存在，考虑安全的需要，对塑料涂层特别要求要有较好的导电率。目前广州的一家公司已经研制出符合这方面要求的PE粉末，并且已在工程中得到了应用。二、大口径涂塑钢管制造和安装中应重点控制的几个质量问题由于大口径涂塑钢管应用在大的系统中，一旦产品出现质量问题，会造成很大影响，因此在大口径涂塑钢管的制造和安装中尤其要控制好以下几个技术、质量问题：1、钢管内毛刺的去除质量：大口径涂塑钢管所用的钢管一般为符合GB/T3091标准的直缝焊管和符合SY/T5037标准的螺旋缝埋弧焊管。对于直缝焊管，由于管径大、管壁厚，焊接造成的内焊筋高、毛刺大，而钢管涂塑的涂层厚度只有0.5mm左右，所以彻底除去焊管内毛刺成为影响涂层质量的首要问题。内毛刺的高度应控制在0.2mm以下，而且两侧不能有焊接造成的飞溅铁鳞。除去内毛刺可采用焊管制造中拉去内焊筋的方法或者采用离线砂轮磨削的方法。2、钢管表面的预处理：塑料涂层涂敷前对钢管表面的预处理质量直接影响到涂层附着力的高低。对于大口径涂塑钢管的表面预处理质量应达到GB/T8923标准中规定的Sa2级要求。锚纹深度达到50m75m。表面预处理过的钢管应在6h内进行涂塑，超过6h后应重新进行处理。因而生产大口径涂塑钢管的厂家在选择生产设备时一定要首先把钢管的预处理设备选择好，要想生产出合格的涂塑钢管必须选择好能满足质量要求的预处理设备。3、涂塑钢管焊接后焊缝部位的涂层修补：对于焊接连接的大口径涂塑钢管，由于焊接时焊缝及热影响区的高温，塑料涂层肯定会破坏，所以为了保证整个系统使用中管道耐腐蚀的要求，对焊缝及热影响区部位必须在安装现场进行涂层的第二次涂敷。一般采用的接头部位涂层修补后的断面结构如图1所示。其修补步骤是：在工厂生产时，涂塑钢管应在两端分别留出150 mm的长度不进行涂塑，焊接前对该部位打磨除锈，焊后清理焊缝部位的焊渣及飞溅，保证达到塑料粉末涂敷的预处理要求，然后再进行涂塑。目前在施工现场涂塑有两种工艺方法：一种是利用感应线卷对需涂塑部位进行加热，达到所需要温度时进行粉末喷涂，喷到需要的厚度时进行保温流平或固化；另一种是采用无火焰热喷涂的方法，此方法不需对管道进行感应加热，类似火焰喷涂的方法将粉末熔融后喷到需涂塑的部位，形成涂层后用喷枪加热进行流平或固化。不论采用哪一种涂塑方法，所形成的涂层都应进行质量检查，重点检查两方面：一是涂层厚度，要保证大于原来涂层的厚度，并与原涂层有一定重叠部（一般在30 mm以上）；二是进行针孔检查，达到无针孔的要求。三、大口径钢管涂塑的几种技术介绍1、喷枪喷涂法对钢管进行内喷涂，采用的喷枪喷涂系统如图2所示。钢管加热后输送到旋转工作台上，喷粉枪按照设定速度进入管道内喷涂，利用这种喷涂方法形成的涂层均匀，涂层厚度也便于控制，一般可涂到0.51 mm。对钢管外喷涂使用的不是一支喷枪，而是多支喷枪，组成一个环形布置的喷枪组，其系统组成如图3。采用这种喷枪组对钢管外喷涂形成的涂层均匀、光滑，厚度可达0.51 mm。进行喷涂时钢管可以是旋转的，也可以是不旋转的；钢管可以是行走式的，也可以钢管不行走让喷枪组行走。2、瀑布淋涂法瀑布淋涂法用于钢管外涂，而且是在涂层厚度较厚的情况下，其系统组成如图4。瀑布淋涂法的供粉量大，容易形成较厚涂层，尤其适合于较大口径钢管的外涂塑，涂层厚