钢骨架管技术文件 -生产工艺及性能要求

1、目录1.管道详细性能说明12.钢骨架塑料复合管原料性能要求6原材料说明73.钢骨架塑料复合管主要性能参数124规程、规范和标准215.生产工艺226.生产监造、检验和性能验收试验24附检验设备购买发票271.管道详细性能说明1.1产品特点我公司生产的钢骨架塑料复合管材（件）是一种集钢材与热塑性塑料两种材料优点于一身，有着优良的综合性能的新型复合管材产品，产品执行的行业标准为CJ/T123-2004、CJ/T124-2004、CJ/T125-2000、CJ/T125-2000、HG/T3690-2012、HG/T3691-2012。管材是由缠绕并焊接成型的管状钢丝网作为加强骨架镶嵌在热塑性塑料管

2、壁中间构成，管件的加强骨架是用薄钢板均匀冲孔后卷筒焊接制成（如图1.1和图1.2）。 图1.1 金属骨架塑料复合管材截面示意图图1.2 管件结构示意图 图1.3 电熔连接 图1.4 法兰连接 管道采取电熔和法兰连接两种方式（如图1.3和图1.4），连接处强度不低于管材本体，钢骨架塑料复合管具有防腐、不结垢、光滑低阻、保温、不结露、耐磨、质轻等塑料管的共同特点，而且其独特的结构还造就了如下特点：（1）抗蠕变性能好，持久机械强度高由于塑料在常温及应力作用下会发生蠕变，在较高持久应力下会发生脆性断裂，因此纯塑料管材的许用应力及承压能力较低。而钢材的机械强度约是高密度聚乙烯塑料的10倍左右，且在聚乙烯

3、使用温度范围内十分稳定，不发生蠕变。将钢骨架与聚乙烯塑料复合后，钢骨架可有效地约束塑料的蠕变，使塑料本身的耐应力水平也大大地提高。因此钢骨架塑料复合管材的许用应力与聚乙烯管材相比有大幅度提高。（2）耐温性能好聚乙烯管材的强度在其使用温度范围内一般随温度提高而降低，温度每提高10其强度约降低10%以上。由于钢骨架复合管强度约2/3是由钢骨架所承担，所以其强度随使用温度的提高而降低的程度低于聚乙烯管材。实验结果表明每提高10，钢骨架塑料复合管强度降低5%以下。（3）刚性、耐冲击性好、尺寸稳定性好，又有适度柔性，刚柔相济。钢的弹性模量通常是高密度聚乙烯弹性模量的200倍左右，由于钢骨架的加强作用使钢

4、骨架塑料复合管的刚性、耐冲击性及尺寸稳定性优于纯塑料管材，同时由于网状钢骨架本身又是一种柔性结构，从而使复合管在轴向也有一定柔性，因此该管材具有刚、柔结合的特点，从而使装卸、运输、安装的适应性及运行的可靠性更好。地上安装可节省支座数量，成本低，地下安装可有效承受由于沉降、滑移、车辆等造成的突发性冲击载荷。中小管径可作适当弯曲随地势起伏布置，节省管件。（4）热膨胀系数小由于普通碳钢线膨胀系数为10.612.2×10-6（1/），聚乙烯管材线膨胀系数为170×10-6（1/），钢骨架塑料复合管在网状钢骨架的约束下，复合管材的热膨胀性大大改善，低于常用的塑料管材。通过测试，钢骨架

5、塑料复合管线膨胀系数为35.435.9×10-6（1/），仅是普通碳钢管材33.4倍。实验结果表明，埋地安装时一般可不用热补偿装置，管材采用蜿蜒状铺设即可起到吸收（或释放）膨胀的作用，从而使安装成本降低。（5）不会发生快速开裂纯塑料管特别是大口径纯塑料管在持久环向应力的作用下，易产生突发外部载荷、局部缺陷、应力集中等造成的快速开裂（瞬间几百米至千米以上），因此目前国际上对管材塑料的抗快速开裂性能提出了很高的要求。由于钢网的存在使塑料的变形及应力均不会达到其产生快速开裂的临界点，因此从理论上讲钢骨架复合管不存在快速开裂，实际试验也证明了这一点。（6）钢、塑两种材料复合均匀可靠。目前市场

6、上的钢塑复合管由于钢、塑之间的复合是连续规范的界面。长期使用在交变应力的作用下易脱层，导致连接处泄漏，内部出现瓶颈状收缩，堵塞介质流动。与其相比，钢骨架塑料复合管是网状结构，钢网与塑料互相交织浑然一体，复合表面积大而不规则，两种材料互相约束力大而均匀，应力集中小，不会发生脱层现象。（7）双面防腐钢骨架复合在塑料之中，管材内外表面具有相同的防腐性能，耐磨，内壁光滑，输送阻力小，不结垢，不结腊，节能效果明显，用于地埋及有腐蚀性环境条件下十分经济方便。（8）自示踪性好由于钢骨架的存在，使埋入地下的钢骨架塑料复合管可以用通常的磁性探测的办法寻找定位，避免由于其它挖掘工程而造成的破坏。而这种破坏是纯塑料

7、管及其它非金属管发生最多的破坏。（9）产品结构性能调整方便灵活可以通过改变钢线直径、强度、网格间距、塑料层厚度、塑料种类来调整产品的结构与性能，以满足不同的耐压、耐温、防腐要求。（10）制造成本低、性能价格比高、市场竞争力强材料成本是管材制造成本的主体，钢材价格是塑料价格的1/3左右，而钢骨架塑料复合管的钢丝与塑料的用量比在1.2:1左右，所以较大直径钢骨架塑料复合管的制造成本低于功能与其相同的塑料管材，从而具有更强的市场竞争力。上述特点决定了钢骨架塑料复合管优越的安全可靠性和经济性，其不仅能满足目前普通塑料管适用范围内的要求，而且可以更大程度地适用于各种工业领域，取代不锈钢等金属防腐管材。1

8、.2产品规格及参数1.2.1管材系列表1.1 管材系列公称内径Dn（mm）506580100125150200250300公称璧厚e（mm）9999101212.51314.5公称压力（MPa）工业2.52.52.52.02.02.02.52.52.0燃气1.01.01.00.60.60.80.70.50.44给水2.52.52.51.61.61.61.61.61.6公称内径Dn（mm）350400450500600公称璧厚e（mm）1515161620公称压力（MPa）工业1.61.61.61.61.6燃气0.440.440.440.44给水1.61.61.61.61.0注：公称压力是管材在

9、预期寿命50年，输送20且相对管材塑料具有化学稳定性的介质时允许使用的最大压力，若实际使用压力高于公称压力，应调整钢骨架的强度，使产品爆破压力使用压力×3（输送介质是水）或爆破压力使用压力×3.0×1.6(输送介质是燃气)，若介质温度高于20时，公称压力应进行修正。输送液化石油气（气态）时最大工作压力为0.1MPa ；输送液化石油气混空气时最大工作压力为0.2MPa；输送人工煤气时最大工作压力为5KPa。1.2.2管配件系列各种规格配件包括11.25°弯头、22.5°弯头、45°弯头、90°弯头、三通、异径管件、电熔套筒，活

10、套法兰，法兰盲板等。1.3产品的适用范围（1） 油田：油田集输油管、污水管、原油、成品油输送管，油井注入聚合物管、卤水处理管等。特别适用于高含硫的油、气、水等介质输送.（2） 市政建筑：市政给排水、天然气和煤气输送。（3） 船舶：船上污水管、给排水管、压舱水管等生活管系和结构管系。（4） 煤矿：水煤浆、煤层气、粉煤灰管线。（5） 矿山：矿浆输送管、工程用井管、泵送用管（6） 其他：冶金、有色、电力、饮食等行业用管。电厂除灰 20万吨铜及银硒喷射泵房十万吨铜扩建工程 矿浆输送工艺管选矿厂高浓度尾矿输送 尾声矿输送中水终合利用工程 铜电解节能降耗改选项目 市政给水项目3.钢骨架塑料复合管主要性能参

11、数钢骨架塑料复合管是一种承压管材，由于它独特的结构决定了钢骨架塑料复合管具有集钢材和热塑性塑料两种材料优点于一身，同时也决定了钢骨架塑料复合管具有卓越的性能特点。（1）受压开裂稳定性取长度为100±10mm的管材样品进行试验，样品置于液压机板间进行缓慢下压，1015S压至管材直径的50%，管材应无裂纹（2）氧化诱导时间（200）/min:20；（3）纵向尺寸收缩（110°，保持1h）按热塑性塑料管材纵向回缩率的测定GBT6671的规定进行测定为0.4%（4）短期静液压强度试验按流体输送用热塑性塑料管材 耐内压试验方法GB6111的规定进行测定。20，1h，压力为：公称压力&

12、#215;2 无破坏80，165h，压力为：公称压力×2×0.71 无破坏20，1h，压力为：公称压力×1.5(工业) 无破坏70，165h，压力为：公称压力×1.5×0.76(工业) 无破坏20，1h，压力为：公称压力×1.5（给水） 无破坏80，165h，压力为：公称压力×1.5×0.6（给水） 无破坏（5）耐候性试验按塑料自然气候暴露试验方法GBT3681规定方法，管材积累接受3.5GJ/m2老化能量后，仍能满足上述（3）项性能要求。（6）卫生性能 卫生性能应符合GB/T17219或相应的卫生规范的规定。（7

13、）不圆度 按塑料管材尺寸测量方法GB/T8806测量，管材不圆度应不大于5%（8）公称压力修正系数若输送的液体介质温度高于20时，公称压力应进行修正。其修正系数如表3.1：表3.1公称压力温度修正系数（给水）温度t（）0t2020t3030t4040t5050t6060t7070t80公称压力修正系数10.950.900.860.810.760.60表3.1公称压力温度修正系数（工业）温度t（）0t2020t3030t4040t5050t6060t70公称压力修正系数10.950.900.860.810.76若输送的燃气介质温度高于20时，公称压力应进行修正。其修正系数如表3.2：表3.2输送

14、燃气公称压力温度修正系数温度t()-20t00t2020t2525t3030t3535t40公称压力修正系数0.910.930.870.80.74（9）线膨胀系数 管材线膨胀系数35.435.9×10-6（1/）（10）管材允许弯曲半径表3.3 管材允许弯曲半径规格(内径 d)50150200300350400500600允许弯曲半径R，mm80d100d110d120d注：管段上有接头时，R不应小于200d。（11）表3.4架空敷设支架间距 规格506080100125150200250300350400500支架间距（m）3.03.54.04.24.55.05.45.76.06.

15、06.06.0（12）管材爆破压力管材爆破压力公称压力×3（13）表3.5管材环刚度规格150200250300400500环刚度（KPa）47.5221.2616.059.287.325.52（14）钢骨架塑料复合管输送介质温度不宜超过80（工业70）（15）管材表面电阻为1013× 体电阻率为1016 介电强度为700KV/（16）管材20时热导率0.43W×（m×k）-1（17）管材介电常数2.33（18）介电损耗:50Hz时6×10-4 103Hz时8×10-4104Hz时7×10-4105Hz时6×10-

16、4（19）管道当量粗糙度：0.010（20）海澄威廉系数：140 (21) 管材良好的耐磨性钢骨架聚乙烯塑料复合管的抗磨损性能是钢管的3倍，见下表；同热板对接焊连接的塑料管道相比，钢骨架聚乙烯塑料复合管因采用电熔连接，连接处过渡平滑，避免了热板对接焊管道内壁连接处形成的凸台，有效的提高了管道的抗磨损性。钢骨架聚乙烯塑料复合管与钢管的抗磨损性能比较管道名称钢骨架聚乙烯塑料复合管钢管固体含量（%VOL）714714磨损量（m/h）0.380.581.52.3注：在水速78m/s及水温3035的条件下，用直径为50mm的HDPE管和钢管进行试验（水中混有15%的砂子）表明HDPE管1600小时后腐蚀

17、量为4mm，而同样磨量对钢管来说不到1000小时。（22） 优异的长期使用性能钢骨架聚乙烯塑料复合管已在美国塑料管道协会（PPI）下属的国家级BROTMAN实验室进行了长达2年多的长期静液压强度试验，其长期性试验结果远优于纯塑料管道，如下表所示。钢骨架聚乙烯塑料复合管道与塑料管道长期性能的对比(23)管道名称环向应力（MPa）时间（H）钢骨架聚乙烯塑料复合管30.9722752聚乙烯管（PE80,SDR11）10.7110128聚乙烯管（PE100,SDR11）11.415041（23） 较低的线性膨胀系数钢骨架聚乙烯塑料复合管线性膨胀系数仅为塑料管道的四分之一，如下表所示：钢骨架聚乙烯塑料复

18、合管同其他管道线性膨胀系数比较管道名称线性膨胀系数（K-1）钢骨架聚乙烯塑料复合管3.59×10-5聚乙烯塑料复合管16.2×10-5铸铁管1.04×10-5（24） 优异的抗快速开裂性能在管道使用的过程中，由于突发性事件，如断电、管道抢修等，造成管线突然停运，所输送的液体介质会出现水锤现象，即管道内的压力将在瞬间增至正常输送压力的1.5倍以上甚至更高，如果管道外壁存在划伤、碰伤等缺陷，容易造成管道的快速开裂，因此要求管道必须具有优良的抗快速开裂性能；同PE塑料管道相比，钢骨架聚乙烯塑料复合管具有优越的抗快速开裂性能，如下表所示。钢骨架聚乙烯塑料复合管与PE管道抗

19、快速开裂性能比较管道名称内部压力（MPa）开裂长度a（mm）样品外径（mm）钢骨架聚乙烯塑料复合管1.0不开裂174PE塑料管（PE80）0.7190110PE塑料管（PE100）0.8995110(25)抗腐蚀性能好与金属管道相比，钢骨架聚乙烯塑料复合管同PE管一样，具有优异的抗化学腐蚀性，对酸、碱和盐溶液、有机溶剂等约270余种腐蚀性介质有良好的耐腐蚀。(26) 优异的抗紫外线性能本产品选用的黑色聚乙烯管材专用料中，添加了一定量的碳黑及抗氧剂，所添加的碳黑具有优异的抗阳光中紫外线功能，能够保证用该料生产的管道长期在户外使用而产品性能不发生变化。（27） 内壁光滑，输送阻力小钢骨架聚乙烯塑料

20、复合管采用内定型工艺，其内表面较塑料管内壁更光滑，当量绝对粗糙度为0.01mm，而钢管内表面的当量绝对粗糙度为0.2mm，同等条件下的输送量比钢管有明显的提高。（28） 良好的韧性钢骨架聚乙烯塑料复合管具有适中的弹性模量，是聚乙烯管道的4倍，钢管的六十分之一，表明该产品有适中的韧性，如下表所示。几种材料弹性模量的对比管材名称弹性模量（GPa）钢骨架聚乙烯塑料复合管2.8-4.0高密度聚乙烯管0.84-0.95聚丙烯管1.1-1.6橡胶管0.00784碳钢管196-206混凝土管14-23（29） 优良的保温性能 同塑料管道一样，钢骨架聚乙烯塑料复合管具有优良的保温性能，如下表所示。钢骨架聚乙烯

21、塑料复合管导热性能管道名称导热系数（W/MK）钢骨架聚乙烯塑料复合管0.43PE塑料管0.43铸铁管50-60.5不锈钢15-18（不同合金成分不同）（30） 安全可靠连接方式到目前为止，塑料管道的电熔连接，被认为是几种连接方式中最为安全可靠的一种。DN50600全部口径规格的钢骨架聚乙烯塑料复合管系列产品，均采用电熔连接，该连接方式可以保证管接头、管件连接性能良好，熔接管接头及管件能有效地防止松脱、开裂、拉开。正常情况下，管线试压合格后，电熔接头部位，不需要额外的运行与维护，这对于埋地管线尤为方便。塑料（复合）管道几种连接方式的安全性能比较如下表所示。几种连接方式的安全性能比较连接方式焊接系

22、数热气体焊接（V型槽）0.57热板对接焊0.84熔融挤出焊接（V型槽）0.85熔融挤出焊接（X型槽）0.98电熔焊接1.0（31）化学稳定性表中的结果是在50mm×25mm×1mm的试样上试验了55天后得到的。代号：×稳定 膨胀3%或重量损失0.5%，断裂延伸率大体上不变。/ 部分稳定 膨胀为38%或重量损失0.55%与/或断裂延伸率降低到50%不稳定 膨胀8%或重量损失5%与/或断裂延伸率5%D脱色在室温条件下，在有游离卤素（氯、溴）的情况下，卤化聚乙与氢的卤化物一道形成。尽管这种聚乙烯具有与原烃不同的物理、化学性能，他仍保留有其聚合结构。因此在某些情况下，用聚

23、乙烯管材专用料制成的管道甚至可以应用于生产或生产中使用游离卤素的工厂，仅需考虑的一个问题是最终使用状态及卤素浓度。溶剂2060溶剂2060乙醛，气态×/乙酸（10%）××乙酸（100%0（冰醋酸）×/ D乙酸酐×/ D丙酮××四溴化乙炔*/到酸，芳香剂××丙烯腈××乙二酸××烯丙醇××氯化铝，无水的××硫酸铝*××矾类××氨，气态（100%）××氨，液态（100%）&

24、#215;×氯化铵*××氯化铵，含水（达到20%）××硝酸铵*××硫酸铵*××硫化铵*××乙酸戊酯××苯胺，纯净××苯甲醚/三氯化锑×/王水××氯化钡*××氢氧化钡*××啤酒××黄蜡×*/到苯/苯磺酸××苯甲酸*××苯甲醇××到/硼砂，所有浓度××硼酸*×&#

25、215;盐水，饱和××溴溴气/丁三醇××丁醇××丁氧基××乙酸丁酯×/丁二醇×/丁酸×/氯化钙*×次氯酸钙*××樟脑××二氧化碳××二硫化碳四氯化碳*/到氢氧化钾×苛性苏打××氯，液态含氯漂白溶液（含氯12%）/氯气，干燥/氯气，湿润/氯气（主要用来消毒）×氯乙酸（单元）××氯苯/氯乙醇××D三氯甲烷*/到氯磺酸铬酸（80%）×

26、 D柠檬酸××椰油×/铜盐*××玉米油×/杂酚油××D甲酚××D环乙烷××环乙醇××环乙酮×/萘烷×/润滑脂干燥剂×/合成洗涤剂××糊精，含水（18%饱和溶液）××二丁醚×到/邻苯二甲酸二丁酯×/二氯乙酸（100%）×/ D二氯乙酸（50%）××二氯乙酸甲酯××二氯苯/二氯乙烷/二氯乙烯柴油×/（二）乙醚&#

27、215;到/二异丁基甲酮×/到二甲基甲酰胺××到/二氧杂环乙烷××乳化剂××酯，脂族××到/乙醚×到/乙酸乙酯/乙醇××乙基乙二醇××乙基乙醇××氯化乙烯（二氯乙烷）/乙二胺××脂及酸（C8）××氯化铁*××氟碳氟化合物（如氟利根）/氟硅酸，含水（达32%）××甲醛（40%）××甲酰胺××甲酸×果汁×

28、;×果酱××糖醇××D明胶××葡萄糖*××丙三醇××甘油氯乙醇××乙二醇××乙醇酸（50%）××乙醇酸（70%）××Holothane/水合肼××氯溴酸（50%）××盐酸（所有浓度）××氢氰酸××氢氰酸（40%）×/氢氰酸（70%）×/氢××氯化氢气体，干和湿××过氧化

29、氢（30%）××过氧化氢（100%）×硫化氢××碘酊，DAB 7×/ D异辛烷×/异丙醇××异丙醚×到/果子酱××甲酮××到/乳酸××乙酸铅*××亚麻油××氯化镁*××硫酸镁*××马来酸××苹果酸××薄荷醇×/氯化汞（精炼）××水银××甲醇××甲丁醇

30、×/甲基，乙基酮×/到甲基，乙二醇××二氯甲烷/糖浆××一氯代乙酸××一氯乙醚××一氯甲酯××吗啉××石脑油×/萘×/镍盐*××硝酸（25%）××硝酸（50%）/硝基苯×/0硝基甲苯×/辛基甲酚/香精油/蔬菜，动物油××到/油酸（浓缩）×/乙二酸（50%）××溴氧/溴氧，含水溶液（炼）×石蜡油××高

31、氯酸（20%）××高氯酸（50%）×/高氯酸（70%）×D汽油××到石油（产品）×/石油蒸出物××到/石油醚××碳酸××D磷酸盐*××磷酸（25%）××磷酸（50%）××磷酸（95%）×/ D三氯氧化磷×/ D三氯化二磷××三氯化磷×/底片显影剂，商用××苯二甲酸（50%）××聚乙二醇××重铬酸钾（

32、40%）××铬酸钾，含水（40%）×氯化钾*××溴化钾*××氯化锌*××硼酸钾，含水（40%）××氰化钾*××氰氟化钾（30%溶液）××硝酸钾*××丙醇××丙酸（50%）××丙酸（100%）×/丙二醇××假枯稀/吡啶×/海水××硅酸××硅油××硝酸银××苯甲酸钠××亚硫酸钠，稀溶液××碳酸钠*××氢氧化钠（30%溶液）*××亚氯酸钠（50%）×/氢氧化钠（30%）××次氯酸钠（含15%的氯气）/硝酸钠*××硅酸钠*××硫化钠*××硫代硫酸钠×