精品资料（2021-2022年收藏）克拉管技术简述

1、第一章 概 述HDPE高密度聚乙烯管是一种新型异形结构壁管材，采用高密度聚乙烯热缠绕成型工艺制成。产品以高密度聚乙烯树脂（HDPE）为原料，以PP或PE波纹管做辅助支撑管，采用热缠绕成型工艺生产的高密度聚乙烯大口径缠绕增强管。因为这种管道最初由德国克拉公司研发制造，所以世界上俗称这种管为克拉管。这种管道在中国的正式名字是：高密度聚乙烯缠绕结构壁B型管。该产品是一种环保安全型产品，具有重量轻、承压能力强、接口质量高、寿命长、耐腐蚀、环刚度高、施工方便等优点，广泛应用于城市供水、排水、远距离输水及农田水利灌溉等工程。口径从DN300-DN4000，管材重量轻，整体柔性好，是目前埋地排污排水首选的主

2、要管材。第二章 HDPE缠绕增强管的产业背景HDPE缠绕增强管，是一种内壁光滑，外壁为螺形状加强肋，由螺旋卷绕工艺制成的异形结构壁管材，属柔性管材。HDPE缠绕增强管采用高密度聚乙烯为原料，在热熔状态下通过缠绕成型工艺制成，并在热态未脱模前，通过滚动风冷方式冷却， 管道逐步散热，壁厚均匀。HDPE缠绕增强管采用承插式电熔连接，管道两端 在生产时被加工成承口和插口，并在承口端嵌入电熔丝，在管道连接时，只需接入电源即可完成焊接，并且可以使管道系统实现零渗漏。该产品被广泛应用于城市排水、 市政排水、电力、石化、煤矿通风等领域，是钢筋混泥土、铸铁管的理想更新换代产品。目前

3、作为成熟的产品，HDPE缠绕增强管在国外早已得到广泛应用， 在国内也被建设部评为重点推广产品。随着我国经济的高速发展，管道工程的投资越来越多，每年各类管道的投资占全国基建总投资额的近1/3，是国家基本建设的重要组成部分，也是城市和工业生产的命脉。目前，国内采用的管材种类很多，主要有八大管：HDPE中空壁管、双壁波纹管、普通铸铁管（IP）、钢管（SP）、预应力钢筋混凝土管（PCP）、球墨铸铁管（DIP）、玻璃钢管（FRP、FGP或GRT）、钢筒混凝土管(PCCP)等，由于这些年我国的化学工业快速发展，由于新兴化学建材的优异性能及国家政策导向，使得我国的管材品种大为增加，如：硬聚氯乙烯管

4、（UPVC）、聚丙烯管（PP）、聚丁烯管（PB）、高密度聚乙烯管（HDPE）等。特别是HDPE缠绕增强管（HDPE），以其优良的产品品质，得到越来越多的市场认可。高密度聚乙烯（HDPE）缠绕增强管主要应用于：1、            市政给排水：目前高密度聚乙烯（HDPE）缠绕增强管的内压可达12kg/cm2, 是替换城市原有的排水铸铁管、水泥管的理想管材。2、          &#

5、160; 大型水利工程：长距离输水，农田灌溉，库区抽淤。3、            石油工业：输油、输气管线。4、            煤炭工业：输煤工程、各类通风系统。5、            化学工程：化学容器，特别是有腐蚀性流体输送管道。6、 

6、60;          环保工程：深海排污、污水处理、垃圾场排污、排毒管道。7、            电力工程：循环水管道。8、            周围腐蚀环境下的管道的铺设。9、        

7、60;   穿越公路铁路等有较大交通荷载的过水涵洞及人行横道。10、        其他：如沙漠、沼泽、湖区用流体输送。第三章 HDPE缠绕增强管技术性能一、技术性能HDPE缠绕增强管是用高密度聚乙烯（HDPE）做原料，用聚丙烯骨架管做辅助支撑，在可缩径模具上经多层缠绕，形成内表面光滑、外表面具有异形结构的管道。其结构形状见下图：第四章 HDPE缠绕增强管市场现状及发展前景分析一、市场空间HDPE缠绕增强管，虽然具有广泛的用途，但本研究认为，主要应用于市政、工矿、码头排水（包括雨水，污水），沿海城市深海排

8、污，大型引水，输油输气。众所周知，无论工业、农业、城市基础设施建设均离不开管道工程，国内每年敷设的各种输水输气管道都以万公里计算，随着工业发展和城市建设规模扩大，对管材品种、规格的多样化和质量的要求总是呈上升趋势。按城市下水道的普及覆盖率为65%，城市燃气化率达到50%，每年仅城乡住宅和城市基础设施的建设就需要各类管材总合就超过100万公里，排水管的使用量占3成以上，并且近十年塑料排水管道已经成为城市、工厂、码头、电厂等基础设施建设的首要选择，并且口径上也是向大口径发展，DN1500DN3000的大口径塑料排水管在沿海城市需求逐年增大。二、 政府政策导向的支持1995年国家五部委223号关于加

9、强我国化学建材生产和推广应用的若干意见下发后，于1997年又联合下发了154号国家化学建材推广应用“九五”计划和2010年发展规划纲要文件中明确指出：“化学建材是继钢材、水泥、木材之后发展的第四大类新型建筑材料，应纳入标准规范，工程设计时就应采用。尤其要抓紧开展大口径塑料管和塑料门窗的试点应用，做好技术分析，总结应用经验，以点带面，促进大面积推广于使用”。化学建材由于用途广泛，种类繁多，是建材行业最有希望和前途的产品，市场潜力巨大，以塑代钢，代水泥的时代已经来临。目前HDPE缠绕增强管经过十年的发展，已经得到了沿海地区的省市项目的认可，其以完美的连接方式和大口径的生产工艺逐步占领着塑料管道的市

10、场。三、缠绕增强管的现状简况我国使用HDPE缠绕增强管的历史不长。1999年，我国从德国进口了第一套克拉设备，从此，HDPE缠绕增强管在中国得到了应用。由于中国政府大力推进塑料代替水泥的建材发展战略，加上HDPE缠绕增强管独到的优势特点，使得HDPE缠绕增强管在蜂拥而上的各种管材（HDPE中空壁管、双壁波纹管、普通铸铁管（IP）、钢管（SP）、预应力钢筋混凝土管（PCP）、球墨铸铁管（DIP）、玻璃钢管（FRP、FGP或GRT）、钢筒混凝土管(PCCP)中脱颖而出，成为重点项目的首选管道。随着中国经济的发展以及新的更严格的环保要求，新的市政工程量和老城区改造等市政建设工程量越来越大，对管道的需

11、求旺盛，HDPE缠绕增强管应用前景广阔。这个项目技术和设备被许多国家使用，先后被美国、日本、意大利、英国、印度、土耳其等国购置该技术生产线，广泛用于排污工程，输水工程，输油工程，农田灌溉工程。世界上最先研究制造克拉设备的公司在德国。德国克拉公司位于德国西南部。该公司始建于1968年，已经有40多年的历史，是目前世界上最大的克拉设备制造商。制造的设备销售到欧洲美洲和亚洲等国家。 其中，出口到中国的6条HDPE缠绕增强管生产线设备分别安装在石家庄宝石集团宝石克拉公司、东北高速大连东高公司（设备现被泉州纳川租用）、山东兖矿集团长龙公司。国产仿造的克拉设备的分布情况是：序号安装地数量（条）1哈尔滨22

12、广东惠州23福建泉州14山东临沂15河北石家庄16天津2国内东部省市有广东，福建，山东，天津，哈尔滨这五个省市各建有一个HDPE缠绕增强管（克拉管）厂，主要供应点为环渤海圈和闽粤地区，而长江三角洲地区都由南北厂家的供管，由于距离远运输费用比较高，成本大。而大口径的塑料管运输半径一般在本省及附近省份比较经济。一般一个厂二条生产线的生产能力在6000吨/年，这样的生产能力，对于一个发展的地区，也仅够满足周围23个大城市。  四、HDPE缠绕增强管的发展目前，在给排水管道系统中，塑料管材逐渐取代了铸铁管等传统管材成为主流使用管材。塑料管和传统管材相比，具有重量轻、耐腐蚀、水流阻力小、节约能

13、源、安装简便迅速、造价较低等显著优势，受到管道工程界的青睐。同时，随着石油化工的飞速发展，塑料制造技术的不断进步，塑料管材产量迅速增长，产品种类更加多样化。而且，塑料管材在建筑中的设计理论和施工技术等方面取得了很大的发展和完善，并积累了丰富的实践经验，促使塑料管材在给排水管道工程中占据了相当重要的位置，并形成一种势不可挡的发展趋势。由于HDPE缠绕增强管是采用先进的生产工艺和技术，通过热挤塑而成型，具有耐腐蚀、内壁光滑、流动阻力小、强度高、韧性好、重量轻等特点，使得HDPE缠绕增强管是继U-PVC管道之后，成为世界上消费量第二大的塑料管道品种，在欧洲HDPE缠绕增强管得到了更为迅猛的发展和应用

14、，HDPE管道逐渐取代了U-PVC管道的地位，成为主要消费管道，便是有力证明。 由于使用拉伸性能优异的高密度聚乙烯（HDPE）做原料，加上克拉生产线的特殊的工艺过程，使得HDPE缠绕增强管具有其他塑料管道不可比拟的优点。以下是HDPE缠绕增强管的特点： n绿色环保、生产过程无污染、废料100%回收。n内表面光滑，流动阻力小。n耐腐蚀性强、耐酸、碱、油类的腐蚀。n环刚度高。 n抗冲击性能强，柔性好，不易断裂。n采用电熔、热熔连接，速度快，无渗漏。n使用寿命长，可达50年以上。HDPE缠绕增强管生产的国家标准是：GB/T19472.22004HDPE缠绕增强管施工规范是：CECS1642

15、004二、HDPE缠绕增强管的生产制程克拉设备有8个部分，以下是各部分名称和功能：挤出部分将HDPE熔融后挤出缠绕部分将熔融的HDPE料带缠绕到模具上切削部分切出承插口脱模部分使管道和模具脱离修形部分镶嵌电熔丝和修理表面（以下是辅助部分）混料部分将HDPE主料和色母按比例混合供电部分保证电力供应和控制保护燃气部分提供预热模具的热源以下是缠绕工艺示意图：以下是各部分图片：    挤出部分以下是各部分图片：    挤出部分缠绕部分切削部分脱模部分修形部分混料部分供电部分燃气部分三、HDPE缠绕增强管规格及连接方式HDPE缠绕增强管的口径从

16、DN300-DN4000多种级别。环刚度等级有SN2、SN4、SN6、SN8、SN10、SN12、SN16、SN20等。HDPE缠绕增强管在温度190240之间将被熔化，利用这一特性，将管材（或管件）两熔化的部分充分接触，并保持适当压力，冷却后两者便可牢固地融为一体。因此，HDPE管的连接方式与U-PVC的管不同，通常采用承插式电熔连接。四、HDPE缠绕增强管在应用上的优点 HDPE缠绕增强管被广泛应用，主要在于其具有其它管道所无法比拟的优点：1）、  易于承插电熔焊接而形成完全封闭的防渗系统。在沿沟槽敷设时，可减少沟槽开挖土方量和减少配件用量。2）、  重量轻而易于安装处

17、理，减轻了劳动强度、缩短了施工工期。3）、  强耐磨性和材料的优异性，在埋地时管道可无需外层保护，沙浆磨损试验证明，高密度聚乙烯（PE）管道寿命是钢管道4倍以上，可适用于地震和矿区土层沉降区，还可用沉入法在江河底敷设。4）、  耐化学腐蚀。抗内、外部及微生物腐蚀，耐腐蚀性强，具有健康性，适合于输送酸性、碱性、油污物质，输送污水、天然气、煤气等物质。同时其抗老化性能也比PVC管等性能好。5）、 柔韧性好。HDPE管属柔性管，延伸性能好，故较能适应地基较差条件下的施工及地基沉降，特别是在沿海地区，地基均较差，沉降严重，该种管材比其它所有管材最显其优势。6）、 

18、; 良好的环境适应性、使用年限长，由于HDPE管是采用100%高密度聚乙烯在热熔状态下整体形成的管道，其整体性好，化学性质稳定、强度高、使用寿命长，可达50年以上。7）、  生产的管径范围广。HDPE管目前可生产的管径范围为DN300DN4000，比PVC管生产的管径范围大大增加（PVC管管径最大为DN600，钢带复合管管径最大为DN1200，中空壁管管径最大为DN2000）8）、  易回收利用。五、HDPE缠绕增强管的经济性评价排水排污管道主要有球墨铸铁管、U-PVC管、钢带复合管、HDPE管等。HDPE管道之所以能取得如此快的发展和应用，还在于HDPE管道是有经济实用的

19、特点，下面以一工程实例说明。 XX项目排水排污管道，管径为DN300DN2200。管总长约为14公里，原设计为球墨铸铁管，按照公司规定，需要对管道系统进行经济性比较，我们就对球墨铸铁管和HDPE管分别进行造价分析并估计工程造价。经过比较分析（以DN300为例），(球墨铸铁管的曼宁系数为0.013，HDPE缠绕增强管的曼宁系数为0.0096，所以同等条件下，可以小一级口径使用，如DN300的HDPE缠绕增强管可替代DN400球墨铸铁管：1）、  球墨铸铁管的管材价格为DN300为263元/m，HDPE管的管材价格为DN300为347元/m，从管材单价上看，球墨铸铁管的价格要优于HDPE

20、管材，但如果要采DN400球墨铸铁管，则只需采用DN300的HDPE缠绕增强管，那价格比为393/347。2）、  由于HDPE管材的柔韧性比较好，在遇到障碍物或管沟开挖不当的情况下可以不用管件直接铺设，但球墨铸铁管就不行了，有时必须用弯头或之字管之类管件来过渡连接。这样，在管件部分HDPE管就优于球墨铸铁管。3）、  HDPE管材采用承插式电熔连接，接口部位的强度非常好。球墨铸铁采用和承插连接，在三通、弯头等部位要求捣制混凝土加固墩进行加固。这方面费用自然是选用球墨铸铁管的比选用HDPE管要高。4）、  HDPE管材不需要防腐。其排水管道选用球墨铸铁管，就要求对

21、球墨铸铁管管的内、外壁进行防腐处理。5）、  球墨铸铁管进行管内、外壁防腐处理后，正常的处理寿命为20-25年，而HDPE管即使存在腐蚀性工况，正常使用寿命也达50年。同时，我们对分别使用两种管材的造价进行分析和比较，情况如下表：HDPE管道与球墨铸铁管材工程造价比较计算表（单位：万元）施工项目名称球墨管HDPE管一、程直接费11.7810.311.1 人工挖沟槽费1.2 管道安装费用1.3 回填费用1.4 余泥清运6.120.992.462.214.901.791.841.78二、材料费2.1 砂砾石2.2 管材、管件42.615.0737.5337.953.2334.72三、费用

22、总计 每米造价54.38418.3148.26371.3从上述造价分析可以说明,采用HDPE用管材比球墨铸铁管的单价要节约11%，所以，最终该项目决定选用HDPE缠绕增强排水管。六、原料供应：生产用主要原材料：序号名称标准及规格1高密度聚乙烯树脂相当于PE80级2色母粒炭黑含量：30%3聚丙烯骨架管21#29#34#42#54#65#75#85#4电熔焊丝DN2.05黄铜丝主要原材料性能指标高密度聚乙烯树脂（HDPE）：序号项目指标单位测试方法1密度（23）950-955Kg/m3GB1033-96(A法)2熔体流动速度MFR（190/5kg）0.4-0.7G/10minGB3682-883拉

23、伸屈服强度20MPaGB1045-924弹性模量700MPaGB/T9341-885耐环境应力开裂F50250HrGB1842-80聚丙烯（PP）序号项目指标单位测试方法1密度（23）900-920Kg/m3GB1033-96(A法)2熔体流动速度MFR（230/2.16kg）0.3-0.4G/10minGB3682-883拉伸屈服强度25MPaGB1045-924缺口冲击强度（RT）20KJ/m2ISO1975维卡软化温度60GB1633-79产品原材料供应：高密度聚乙烯和聚丙烯是石油工业的深加工产品，我国的大型石化工厂已经很多，如大庆石化，燕山石化，齐鲁石化，上海金山石化，盘锦石化，福建炼

24、化，茂名石化，抚顺石化等，目前市场价格1万/吨左右（随着国际石油价格变化有所波动）。现有可用于HDPE缠绕增强管的原料产家为北京燕山石化，齐鲁石化，金山石化，茂名石化等型号有6100M，5502，T41等，相当于PE80PE100级，原料来源供应有保障。第四章 HDPE缠绕增强管市场现状及发展前景分析一、市场空间HDPE缠绕增强管，虽然具有广泛的用途，但本研究认为，主要应用于市政、工矿、码头排水（包括雨水，污水），沿海城市深海排污，大型引水，输油输气。众所周知，无论工业、农业、城市基础设施建设均离不开管道工程，国内每年敷设的各种输水输气管道都以万公里计算，随着工业发展和城市建设规模扩大，对管材

25、品种、规格的多样化和质量的要求总是呈上升趋势。按城市下水道的普及覆盖率为65%，城市燃气化率达到50%，每年仅城乡住宅和城市基础设施的建设就需要各类管材总合就超过100万公里，排水管的使用量占3成以上，并且近十年塑料排水管道已经成为城市、工厂、码头、电厂等基础设施建设的首要选择，并且口径上也是向大口径发展，DN1500DN3000的大口径塑料排水管在沿海城市需求逐年增大。二、 政府政策导向的支持1995年国家五部委223号关于加强我国化学建材生产和推广应用的若干意见下发后，于1997年又联合下发了154号国家化学建材推广应用“九五”计划和2010年发展规划纲要文件中明确指出：“化学建材是继钢材

26、、水泥、木材之后发展的第四大类新型建筑材料，应纳入标准规范，工程设计时就应采用。尤其要抓紧开展大口径塑料管和塑料门窗的试点应用，做好技术分析，总结应用经验，以点带面，促进大面积推广于使用”。化学建材由于用途广泛，种类繁多，是建材行业最有希望和前途的产品，市场潜力巨大，以塑代钢，代水泥的时代已经来临。目前HDPE缠绕增强管经过十年的发展，已经得到了沿海地区的省市项目的认可，其以完美的连接方式和大口径的生产工艺逐步占领着塑料管道的市场。三、缠绕增强管的现状简况我国使用HDPE缠绕增强管的历史不长。1999年，我国从德国进口了第一套克拉设备，从此，HDPE缠绕增强管在中国得到了应用。由于中国政府大力推进塑料代替水泥的建材发展战略，加上HDPE缠绕增强管独到的优势特点，使得HDPE缠绕增强管在蜂拥而上的各种管材（HDPE中空壁管、双壁波纹管、普通铸铁管（IP）、钢管（SP）、预应力钢筋混凝土管（PCP）、球墨铸铁管（DIP）、玻璃钢管（FRP、FGP或GRT）、钢筒混凝土管(PCCP)中脱颖而出，成为重点项目的首选管道。随着中国经济的发展以及新的更严格的环保要求，新的市政工程量和老城区改造等市政建设工程量越来越大，对管道的需求旺盛，HDPE缠绕增强管应用前景广阔。这个项目技术和设备被许多国家使用，先后被美国、日本、意大利、英国、印度、土耳其等国购置该技术