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，市場對于鋼增強(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。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)勢顯著。但近幾年我國的石油價格持續(xù)攀升，包括聚乙烯在內(nèi)的塑料原料的價格也隨之上漲，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，市場對于既擁有加強(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)?、工業(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?，一機(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，降低了整個項目工程的成本。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)勢的復(fù)合結(jié)構(gòu)，性價比高，在排水排污方面具有很大優(yōu)勢。

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。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)中一個十分重要的細(xì)分市場。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，因此會長期持續(xù)對管壁進(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，競爭優(yōu)勢明顯。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研究室的模擬試驗證明，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。