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PE克拉管簡介

時間:2017-06-28   訪問量:227

一、克拉管既熱態(tài)纏繞成型高密度聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管,HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管簡介 HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管是以高密度聚乙烯樹脂為主要原材料,采用熱態(tài)纏繞楊型工藝,以聚丙烯(PP)單壁波紋管為支撐結(jié)構(gòu)制成具有較高抗外壓能力的特殊結(jié)構(gòu)壁管材。

二、 克拉管產(chǎn)品可分為PR、OP、SQ、VW三種系列,其中: PR、OP-主要用做埋地排水管道, SQ-主要用于制造容器或窨井, VW-主要用于三通、彎頭、二次加工成型的管件, 產(chǎn)品中應(yīng)用的是PR系列,該產(chǎn)品內(nèi)表面光滑、外部為異型增強結(jié)構(gòu),管材標(biāo)準(zhǔn)長度為6米,管內(nèi)徑范圍為DN300-DN4000,產(chǎn)品指標(biāo) 均達到GB/T 19472. 2-2004 B型結(jié)構(gòu)壁管標(biāo)準(zhǔn)及PREN-13476歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求。

三、HDPE纏繞結(jié)構(gòu)壁管的性能特點有如下幾點

1.熱態(tài)纏繞成型熔縫質(zhì)量高 從擠塑機口模擠出的處于熔融狀態(tài)的平料帶和U型料帶,按預(yù)定的位置均勻的纏繞在加熱的滾筒模具上,保證了結(jié)構(gòu)壁管熔接縫質(zhì)量。特別是結(jié)構(gòu)設(shè)計中平料帶的熔接縫被聚乙烯包覆支撐管所覆蓋,提高了制品整體的抗外壓能力

2.安裝性能優(yōu)異 管道連接采用在承口預(yù)埋電熔絲同材質(zhì)承插電熔連接技術(shù),連接質(zhì)量高??勺龅?00%無泄露,保證了管道系統(tǒng)壽命的相同性和運行的安全性。同時,由于該產(chǎn)品在同等應(yīng)用條件下比其它管材重量輕,便于運輸,施工方便快捷,可降低施工費用,在應(yīng)用范圍,不需混凝土墊層和混凝土管基溝槽合格后即可直接敷管,基本上呆做到邊開挖、邊下管、邊回填,簡化了施工程序,縮短了工期。在工程驗收時,采用閉氣檢驗代替閉水試驗,既加快了驗收速度,又節(jié) 閉水試驗中繁雜的工作和大量的試驗費用.

3.較好的柔韌性 高密度聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管材在宏觀上上具有很好的柔韌性,而局部管段又有很強的剛性和整體抗外壓能力,在有超重荷載路面下使用時,可保證通行安全。由于管材的柔韌性,發(fā)生地震、在面不均勻沉降等地質(zhì)活動時,也能將管道破壞損失降為較小,從而提高了公用設(shè)施抗震減災(zāi)的能力

4.HDPE可循環(huán)回收使用,屬綠色環(huán)保型產(chǎn)品纏繞結(jié)構(gòu)壁管的主要原材料高密度聚丙烯,無任何毒性,在生產(chǎn)過程中也無任何染物產(chǎn)生,廢管道可100%回收再利用。確屬環(huán)保安全型綠色產(chǎn)品

5.抗腐蝕、耐老化、使用壽命確保50年 高密度聚乙烯具有極強的耐化學(xué)藥品腐蝕和侵蝕的能力。因此纏繞結(jié)構(gòu)壁管在輸送腐蝕性流體或在腐蝕性地土壤中敷設(shè)時,不須防腐處理,性能大大優(yōu)于其它管材。該產(chǎn)品在設(shè)計過程中,選擇合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式,確保塑管的使用壽命在50年以上,并在壽命期內(nèi)免維護

6.管內(nèi)壁糙率低,輸水量大 繞結(jié)構(gòu)壁管產(chǎn)品內(nèi)壁糙率N約為0.010,因此輸送流體時比摩阻小,相對同內(nèi)徑其它客票和,在同等使用條件下輸水量較水泥管可大幅度提高。因此可用內(nèi)徑較小的纏繞結(jié)構(gòu)壁管替代內(nèi)徑較大的水泥管 在應(yīng)用中,同等條件下使用纏繞結(jié)構(gòu)壁管的工程和可靠性與傳統(tǒng)管材相比都將提高,綜合效益明顯,特別是在施工場地狹窄、建筑密集、地下管線復(fù)雜和交通繁忙路段以及在酸堿性土壤鋪設(shè)時,更具優(yōu)越性

四、生產(chǎn)原材料介紹

主要原材料:為HDPE(高密度聚乙烯),我公司主要選用北京燕山石化公司6100M、大韓油化P600,前者為專門按照克拉管的要求而開發(fā),后者為給水管材級材料;

輔助原材料:管材外壁螺旋增強材料為PP,即聚丙烯,其彈性模量和熱變形溫度高于聚乙烯,起到增強抗外壓能力、提高環(huán)剛度的作用。

選用北京燕山石化8101。

電熱元件:管材承口預(yù)埋電熱元件為黃銅絲,由天津有色金屬拔絲有限公司提供。

五、主要成型工藝-熱態(tài)纏繞成型

從擠塑機口模擠出的190 ℃的平料帶和U型料帶按預(yù)定的位置均勻地纏繞在加熱的鋼制輥筒模具上,自然冷卻后保證了管材熔接縫質(zhì)量。l特別是結(jié)構(gòu)設(shè)計中平料帶的熔接縫被包覆支撐管所覆蓋,也提高了管材熔接縫質(zhì)量及制品整體的抗外壓能力 。

主要生產(chǎn)工藝流程:

l纏繞:熱態(tài)纏繞成型工藝熔融狀態(tài)的HDPE平料帶及包覆PP的圓形加強筋同步纏繞在加熱到預(yù)定溫度的鋼模上

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切削:承、插口按既定尺寸成型

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脫模:管材從模具上脫離

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修整:使外觀平滑規(guī)范電熔絲

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預(yù)埋:承口預(yù)埋電熱熔絲

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檢驗:判定產(chǎn)品狀態(tài)

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六、產(chǎn)品對比

6.1、克拉管與雙壁波紋管的比較

所述HDPE高密度聚乙烯管是指: 

產(chǎn)品名稱:高密度聚乙烯(HDPE)纏繞增強管(下稱:纏繞增強管) 

采用標(biāo)準(zhǔn):管材必須符合GB/T19472.2-2004規(guī)定的B型結(jié)構(gòu)壁管; 

連接方式:采用承插式電熔連接方式的纏繞管材。 

本文所述HDPE雙壁波紋管是指:

產(chǎn)品名稱:高密度聚乙烯(HDPE)雙壁波紋管(下稱:雙壁波紋管); 

采用標(biāo)準(zhǔn):管材必須符合GB/T19472.1-2004規(guī)定的B型結(jié)構(gòu)壁管; 

連接方式:緊力型承插式填料連接。

 1、生產(chǎn)工藝比較

 纏繞增強管 是全程采用計算機控制熱態(tài)纏繞并采用自然風(fēng)滾動冷卻,結(jié)構(gòu)壁無內(nèi)有應(yīng)力,無焊縫,管材壁厚均勻。纏繞成型生產(chǎn)的大口徑管,主要生產(chǎn)DN300mm―DN4000mm,采用螺旋肋管加強,大大增加了管材的環(huán)剛度。環(huán)剛度超過20 KN/m2,并且根據(jù)工程要求環(huán)剛度還可以連續(xù)可調(diào),可埋深可達20m。 

而雙壁波紋管是通過直接擠出兩個同心管胚,并經(jīng)吸塑成型的管材。屬擠出成型工藝。由于擠出成型管的口徑與設(shè)備口模成比例當(dāng)達到一定口徑時,設(shè)備開發(fā)成了技術(shù)難題且提高了生產(chǎn)成本,所以生產(chǎn)管材的口徑較小,主要生產(chǎn)DN600mm以下管材,另外由于雙壁波紋管雙壁復(fù)合程度不好,在受壓時容易出現(xiàn)內(nèi)外壁分層,且外層肋形壁薄,受力能力差,受擠壓時出現(xiàn)凹陷等現(xiàn)象,因此環(huán)剛度低,口徑越大,安全性越低,國內(nèi)雖有少數(shù)廠家可生產(chǎn)DN1200mm以下的管材,但實際應(yīng)用案例不多。 

2、原材料比較 

同等管徑的纏繞增強管的重量要比雙壁波紋管重60%以上,并且為了保證其品質(zhì)上的柔性和接口良好的熔接性能必須用100%的全新原材料,所以生產(chǎn)出來的的管材質(zhì)量可靠穩(wěn)定。而雙壁波紋管擠出工藝簡單,管材結(jié)構(gòu)上相對分層的雙壁,管材失去了柔性;并且生產(chǎn)時添加再生料往往超過70% ,增加了管材的品質(zhì)的不穩(wěn)定和脆弱,改變了管材的柔性和熔體質(zhì)量流動速率,造成管材外觀不光滑,并且環(huán)剛度和焊縫拉伸強度降低,容易在地質(zhì)上有不均勻沉降的地區(qū)造成斷管、裂管。由于這種管材在生產(chǎn)過程中添加的再生料遠遠大于聚乙烯材料,所以就會出現(xiàn)在市面上可以用很低的價格就能買到這種管材。

3、連接方式比較 

纏繞增強管采用的連接方式是:“承插式電熔連接”,這種管材它一端為內(nèi)嵌電熔絲的承口,另一端為平壁插口(承口和插口見下圖),施工時只需將插口 放入承口,電熔絲通上電即熔為一體,全程幾十公里長的管道猶如一根整管。 

承插式電熔連接具有以下優(yōu)點: 

a、承插口完全熔合,接口處剛度和強度與管材本體一致,屬于本體連接。當(dāng)管道受力產(chǎn)生變形,變形將順暢地通過接頭分散到整段管上不會在接頭處形成應(yīng)力集中。在軟基或灘涂等地質(zhì)狀況復(fù)雜地區(qū),地基經(jīng)常發(fā)生不均勻沉降,采用承插式電熔連接纏繞增強管就如一根整管一樣充分發(fā)揮其密封性和柔性等特點,適應(yīng)地質(zhì)變化。在地質(zhì)不穩(wěn)定地區(qū),頻繁重載荷作用的埋地敷設(shè),采用承插式電熔連接的纏繞管有極強的抗沖擊能力。而這對于雙壁波紋管是不可想象的。 

b、采用承插式電熔連接的纏繞增強管是真正能夠讓施工快捷,并且在有地下水且排降水困難時、容易塌坊地區(qū)及長時開挖會影響交通、建筑物及人員安全時,采用承插式電熔連接的HDPE纏繞增強管可以做到邊開挖邊敷管邊回填。由于接口為本體連接,抵抗應(yīng)力能力強,管道可以在溝槽邊焊接后,以一整段一整段管放入溝槽,除與其它塑料管材一樣要求有嚴(yán)格的回填的密實度外,對于溝槽的平整度,溝槽開挖寬度,以及放坡等要求較低,減少了開挖量和外運地土方量。然而雙壁波紋管不但要注重溝槽的平整度,增加工程量,而且采用密封圈連接,此種連接采用了聚乙烯以外的材料,使得管道系統(tǒng)的有較大溫差的情況下,接頭處因膨脹系數(shù)的差別可能出現(xiàn)漏水、或塑性變形,影響管道系統(tǒng)的通流能力和密封性。在通常情況下,聚乙烯材料抗老化能力、壽命長都是無可否認的,但由于現(xiàn)有雙壁波紋管接頭都采用橡膠密封圈,橡膠材料的耐老化能力及壽命遠遠低于聚乙烯材料,且橡膠材料不耐腐蝕和易老化,老化后表現(xiàn)為硬化無彈性或橡膠圈糜爛(例如世界上的密封圈壽命也只有15年),因此將大大降低聚乙烯管道系統(tǒng)運行質(zhì)量和聚乙烯管道系統(tǒng)的壽命。

4、環(huán)剛度比較

所有異形管材都采用調(diào)整慣性矩(管材結(jié)構(gòu)壁重心與管外徑頂端的距離)方式提調(diào)整環(huán)剛度,HDPE纏繞增強管的慣性距是連續(xù)可調(diào),并且可以通過多層方式來提高慣性矩(即兩層的主PR型,慣性矩值可達19.8cm,SQ型的可以為四層以上,其慣性矩≥2*19.8cm),所以所有口徑的管材環(huán)剛度高,可以超過國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19472.2-2004標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的SN16(≥16KN/㎡)。而雙壁波紋管在DN600以下口徑環(huán)剛度只可以達到S2級(S2≥8KN/㎡),DN800以上口徑環(huán)剛度只能達到S1級(S1≥4KN/㎡)。

5、維護和使用壽命比較

 纏繞增強管所用的主要材料(高密度聚乙烯)壽命超過50年,連接采用承插式電熔連接(即本體連接)無需輔助材料,所以管道系統(tǒng)壽命超過50年.而雙壁波紋管連接需要輔助材料,所以管道系統(tǒng)壽命隨輔助材料(例如:橡膠密封圈)壽命影響(加上生產(chǎn)過程中再生料的添加,一般不到15年),管道系統(tǒng)需維護并且維護比較困難。 

結(jié)語:通過以上兩種管材的對比可以看出, 纏繞增強管無論從重量、質(zhì)量和綜合性能都要遠遠高于雙壁波紋管。纏繞增強管作為成熟的產(chǎn)品在國外早已得到廣泛應(yīng)用, 在國內(nèi)也被建設(shè)部評為重點推廣產(chǎn)品,,在沿海地區(qū)市政、電力、碼頭、化工等領(lǐng)域大量采用(僅福建省內(nèi)大口徑部分已超過200公里,得到一致好評)并且在深圳和哈爾濱已應(yīng)用DN2200及以下的管材。目前HDPE纏繞增強管被中國石化、中國石油、中國核電,中國廣東核電、中國鋁業(yè)、冶金等國家重要項目和行業(yè)已成功使用的背景下,作為唯一的新型材料排水管材;中國五大電力集團在沿海地區(qū)也在廣泛使用。環(huán)保和工程質(zhì)量是全世界都在關(guān)注的問題, 更是人文工程,這就要求這些不易維護的地下管線要有穩(wěn)定的質(zhì)量,較長的壽命,高安全性,免維護。百年大計的決策需要大智慧。

 6.2、克拉管與中空管的比較

1.HDPE纏繞增強管又名克拉管,是采用德國設(shè)備和技術(shù),以高密度聚乙烯(HDPE)材料為原料,在熱熔狀態(tài)下纏繞成型,采用自然風(fēng)冷卻后,冷態(tài)脫模,符合國標(biāo)GB/T19472.2-2004規(guī)定的B型結(jié)構(gòu)壁管。

 主要特點有:

A)、熱熔狀態(tài)纏繞,結(jié)構(gòu)壁內(nèi)外壁同步纏繞,管材整體均勻、沒有焊縫。

B)、采用風(fēng)冷,管材在成型內(nèi)貯熱量完全散發(fā),不會形成內(nèi)應(yīng)力,不會分層和開裂。

C)、冷態(tài)脫模,管材冷卻至常溫時,采用模具收縮方式脫模,管材不會變形。而HDPE中空壁纏繞管,采用國產(chǎn)設(shè)備和技術(shù),以高密度聚乙烯材料(HDPE)為原料,在熱熔狀態(tài)下纏繞成型,采用水冷,符合國標(biāo)GB/T19472.2-2004規(guī)定的A型結(jié)構(gòu)壁管。在工藝上先擠出方形管,經(jīng)水冷卻后定形,再纏繞成圓形管,再用水冷卻。這樣就會出現(xiàn)以下缺陷:

A)、存在明顯的焊縫,且長度較長,質(zhì)量難以控制。

B)、水快速冷卻,熱量散發(fā)不均勻,結(jié)構(gòu)壁存在應(yīng)力??刂撇缓脮r經(jīng)常出現(xiàn)彈簧狀裂開。

C)、外壁光滑,無法有效抑制因PE材料熱脹冷縮引起的縱向位移,經(jīng)常造成在管道兩端形成應(yīng)力集中,破壞接頭或管道與檢查井的連接,形成漏水。

 2.HDPE高密度聚乙烯纏繞增強管的慣性距是連續(xù)可調(diào)的且值可達19.8,所以管材環(huán)剛度高,DN1500以上的管材仍可以生產(chǎn)出16KN/m2以上的管材。而HDPE中空壁纏繞管,結(jié)構(gòu)壁型高受限,可調(diào)慣性矩較小只能達到5,所能生產(chǎn)的管材環(huán)剛度低,基本為 8KN/㎡,當(dāng)管材大于DN1000以上時其環(huán)剛度為SN4(≥4KN/㎡).

 3.HDPE高密度聚乙烯纏繞增強管在生產(chǎn)時對產(chǎn)品原料性能要求極高,所以除了2%的色母粒以外,其它都為HDP E材料,所以價格相對低。而HDPE中空壁纏繞增強管單位環(huán)剛度所產(chǎn)生耗材較多,所以成本較高。但由于生產(chǎn)設(shè)備投資較小,門坎較低,所以廠家較多,在無序的市場競爭下,為了在成本上取得優(yōu)勢,大量采用無機物(碳酸鈣)和再生料,以致市場的價格差矩較大,并且低得離譜。 

4.HDPE纏繞增強管采用承插式電熔連接(剛性接口),接口部采用承插和電熔兩種方式同時使用,確保了管材接口的受力能力,同時也保證了接口的密封性。HDPE纏繞增強管承受不均勻能力極強,并且施工方式可以多樣化,在需要快速回填地區(qū),HDPE纏繞增強管可以在地面上進行多根預(yù)焊,再放入溝槽。而HDPE中空壁纏繞管采用(電)熱熔帶方式進行連接,由于管材端口變形,(電)熱熔帶不能與管材完全粘后,施工時必須在溝槽內(nèi)焊接,需要較大的土方開挖,施工速度慢。(電)熱熔帶連接,受力結(jié)構(gòu)較差,加上管材焊了縫長,無法適應(yīng)軟基或不均勻沉降地區(qū)敷設(shè)。

5.在同材質(zhì)的HDPE纏繞增強管(B型管)和HDPE中空壁管(A型管)相比,在技術(shù)上B型管要優(yōu)于A型管、應(yīng)用上B型管還要優(yōu)于A型管,在相同的指標(biāo)下,兩種型式的管材用料相差不多,正常價位也應(yīng)相差無幾,所B型管的性價比明顯要優(yōu)于A型管。 

6.HDPE纏繞增強管,在國家及省市重點工程中大量使用,尤其是沿海地區(qū)存在不均勻沉降地區(qū)更是普遍使用。而HDPE中空壁纏繞管由于工藝和結(jié)構(gòu)較不合理,用料不夠純,工程安全性太低,在一些重點工程中已被限制使用,在沿海地區(qū)已普遍不使用。

 綜上所述:我們不難得出,采用承插式電熔連接的HDPE纏繞增強管柔性好,且接口為剛性接口,既確保了接口的密封性又有受力結(jié)構(gòu)。在工程施工過程中,如果溝槽地下水位高,大面積降水困難,或者塌方嚴(yán)重,可以在地面上完成多根管的焊接在放入溝槽,這種方式是其它管材無法做到的,采用這種方式既可以加快施工進度、同時又可避免危險施工,并降低施工成本. 

 

公馳塑膠技術(shù)部    2017-06-28


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