衬塑钢管的承载能力
衬塑钢管的外层钢管是按照GB/T3091《低压流体输送用焊接钢管》标准生产的。符合普通钢管级别的焊接管的试验压力按下式计算:
P=2SR/D 式中:P一试验压力,MPa;
S一钢管公称壁厚,mm;
R—标准规定的屈服强度的60%,MPa;
D—钢管公称外径,mm;
镀锌钢管试验压力P和工作压力P1的关系如下:
Pl=2P/3 式中:P——试验压力,MPa(一般试验压力不超过7 MP);
P1——允许工作压力,MPa。
表1给出了GB/T3091规定的镀锌钢管的公称工作压力和计算允许工作压力,可以看到其公称工作压力有相当的安全系数;衬塑钢管的行业标准CJ/136《衬塑复合钢管》中所规定的衬塑钢管的工作压力与镀锌钢管的工作压力是一致的。由于衬塑钢管实际使用的壁厚还应该加上塑料管层的厚度,因此管体强度更可靠。此外衬塑钢管如果希望提高工作压力只需要改变钢管的壁厚、材料或者选择无缝钢管,而不需要自己另外生产不同壁厚系列的塑料管材。
表1 镀锌钢管工作压力的计算值与规定值比较
公称口径 | 外径 (mm) | 壁厚(mm) | GB/T3091规定公称工作压力MPa) | 计算试验压力 (MPa) | 计算允许工 作压力(MPa) |
DN50 | 60.0 | 3.5 | 2.0 | 8.60 | 5.74 |
DN100 | 114.0 | 4.0 | 2.0 | 5.65 | 3.77 |
DN150 | 165.0 | 4.5 | 2.0 | 6.97 | 4.64 |
DN200 | 219.1 | 5.0 | 2.0 | 5.83 | 3.89 |
DN300 | 323.9 | 7.0 | 2.0 | 5.52 | 3.68 |
DN400 | 426.0 | 8.0 | 1.6 | 4.8 | 3.20 |
DN500 | 530 | 8.0 | 1.6 | 3.86 | 2.57 |
DN600 | 630 | 9.0 | 1.6 | 3.65 | 2.43 |
衬塑钢管的连接采用可锻铸铁(玛钢)衬塑管件,是可锻铸铁(玛钢)管件经过表面处理以后,在注塑机中注塑成型的,目前市场上有2种形式。
沟缝式相比台肩式可以在安装时避免密封圈脱落而更加可靠;但是应该注意,由于这里管件和管材的连接采用了锥管罗纹,如果在拧紧罗纹的同时又要能够压紧密封圈,因此存在过定位问题,也就是有可能罗纹已经拧紧,密封圈却没有压紧;或者是密封圈已经压紧,而罗纹还没有拧紧。为了解决这个问题,目前一般采取规定罗纹的旋入牙数来保证密封的可靠性。表2列出了这个数值(来自CECSl25-2001《建筑给水钢塑复合管管道工程技术规范》。
公称直径(mm) | 旋入深度(mm) | 旋入牙数 | 公称直径(mm) | 旋入深度(mm) | 旋入牙数 |
15 | 11 | 6.0-6.5 | 50 | 20 | 9.0-9.5 |
20 | 13 | 6.0-6.5 | 65 | 23 | 10.0-10.5 |
25 | 15 | 6.5-7.0 | 80 | 27 | 11.5-12.0 |
32 | 17 | 7.0-7.5 | 100 | 33 | 13.5-14 |
40 | 18 | 7.0-7.5 |
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表2的旋入牙数在安装时是必须控制的,因此现场施工需要用套扣机而不能手工套扣,并且在套扣后要仔细清理毛刺,以保证旋入牙数并压紧密封圈。
衬塑管件的内衬塑料品种要受到注塑工艺的限制,目前国内市场上多数是用于冷水的管件采用聚乙烯,用于热水的管件采用PP-R(无规共聚聚丙烯),国内还没有见到采用CPVC(氯化聚氯乙烯)的,因此受PP-R耐热性能的限制,一些衬塑钢管生产企业宣传自己的产品50年寿命、使用的温度条件达95℃是错误的,应该规定为70℃比较合适。如果全部采用氯化聚氯乙烯(CPVC),则可以把使用温度提高到95℃。
衬塑管件所用的可锻铸铁(玛钢)管件要执行标准GB9440《可锻铸铁件》和GB3287《可锻铸铁管路连接件》,以保证管件材质的质量。衬塑管件的标准CJ/T137-2001给水衬塑可锻铸铁管件》规定其较大口径为150mm,更大口径的衬塑钢管采用沟槽式接头或者衬塑法兰连接。衬塑管件标准同时规定了衬塑管件的实验压力为2.5MPa,使用压力是1.6MPa。这个压力和衬塑钢管的2.0MPa的公称压力已经完全能够满足建筑给水和供暖系统的要求。
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钢衬.PO管,其壳体采用钢管,内衬.PO(聚烯烃)材料。聚烯烃(.PO)是以聚乙烯、聚丙烯、丁烯等烯烃类聚合物的总称,是目前最理想的防腐蚀材料之一。 我公司生产的钢衬.PO管,采用钢管为基体,内衬.PO采用热塑旋转一次成型工艺。由于钢塑附着力很强,因此它既有金属的强度,又有.PO耐腐蚀、耐高温及低温、耐负压、抗老化的特性。产品广泛应用于化工、生物、电力、冶炼、制药、食品、环保等领域.
性能:
(1) 介质工作压力:正压1.6MPa,负压96Kpa
(2) 介质工作温度:-15℃~+110℃
(3) 耐腐蚀性:除浓硝酸、发烟、 等强氧化性酸外,能耐大多数的有机和无机酸、碱、盐对应力腐蚀的抗腐蚀的抗腐性良好,在下100℃以下温度,其耐腐蚀性可参阅“防腐数据手册”。 用途:与钢塑管件配套使用,可作为饮料、食品、制药、水处理等企业对介质要求一定纯度而无污染及各种酸、碱、盐等有腐蚀作用的介质的输送管道。
应用领域:
(1)城建给排水系统中冷热水管道;
(2) 住宅和商业楼宇的给排水系统的冷热水管道;
(3) 天然气、煤气等输送管道;
(4)石油、化工、食品、药品等液体输送管道;
(5)工业造纸、消防系统中的给排水管道。
工程案例:
成都化工集团磷石膏浆液用钢衬塑管网建设一期工程(1150米钢衬.PO管道)
河南永银化工实业有限公司年产16万吨离子膜烧碱(钢衬塑(.PO)管道)
石家庄森诺工贸有限公司 钢衬.PO管道(电厂循环水处理)
陕西略县电厂 钢衬.PO直管及管件(化工厂循环水处理系统)
湖南金驹集团煤矸石发电厂二期工程衬塑管道项目(1200米钢衬.PO管道)
北京慧翔科技有限公司 钢衬.PO直管及管件 (永银化工)
武汉汉口绿色能源有限公司化工车间管道项目(1500m钢衬.PO管道及配套管件)
衬塑管道产品焊管壁厚合理:
壁厚是重要参数,在《机械设计手册》第3册给出的管道壁厚的设计公式: S=PD/(2[δ]ψ)+C 式中:S:管壁厚(mm) P:管内介质压力(MPa); D:管外径(mm); [δ]:工作温度下的管材许用应力(MPa); j:管材纵向焊缝系数,无缝钢管j = 1;对焊接钢管j = 0.8; C:管壁厚度附加值(mm);包括制造负偏差C1;腐蚀裕度C2;螺纹深度C3;C= C1+ C2+ C3。 内筋嵌入式衬塑钢管按以上理论确定焊管壁厚。管道材料的许用应力[δ]般按材料的各项强度分别除以对应的安全系数,取其中的小值作为该材料的许用应力,该值为管道材料容许承受的应力。同时由于内筋嵌入式衬塑钢管采用卡环式连接,冷挤压变形制槽,不需考虑管壁厚度附加值的C3。因而与传统镀锌钢管相比,壁厚更加合理,经济性有明显的潜力。
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