大口徑鋼增強塑料復合管道的應用與生產技術

文/四川金石東方新材料設備股份有限公司

如今，市場對于鋼增強塑料復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，在力學性能、耐腐蝕和耐壓等方面展現了顯著的優勢。四川金石東方新材料設備股份有限公司就是一家致力于鋼增強塑料復合管道技術的研發和應用的企業，本文介紹了其為市政給水、排水和漿體輸送領域打造的鋼增強塑料復合管道解決方案及生產設備。

市政給水

隨著我國管道用聚乙烯（PE）材料的不斷改進，以及生產和應用技術的發展，聚乙烯管道已在市政給水領域得到了廣泛應用。這種材料無毒無害，在環保方面優勢顯著。但近幾年我國的石油價格持續攀升，包括聚乙烯在內的塑料原料的價格也隨之上漲，使得之前蓬勃發展的聚乙烯管道產業面臨一定的困境。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用中，聚乙烯管道的原料成本顯著增加。另一方面，國內的鋼塑復合管道品種繁多，市場上有各種類型的聚乙烯塑料復合管，這其中以焊接鋼絲骨架增強塑料復合管和鋼板孔網塑料復合管為主，但這些產品存在一些不足。鑒于此，市場對于既擁有加強作用又牢固可靠的聚乙烯復合管的需求十分強烈。為了更好地滿足市場需求，四川金石東方新材料設備股份有限公司（以下簡稱“金石東方”）自主開發了鋼絲纏繞增強聚乙烯管道（即鋼絲網骨架聚乙烯復合管），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外壁與鋼絲增強層的復合性能，且具有很高的隔氧、阻水作用，能有效防止滲水導致的增強層被腐蝕問題。鋼絲纏繞緊密、均勻，管材內應力不集中。在同等工作壓力環境中，這類管材更節省原材料。

金石東方鋼絲網骨架聚乙烯復合管的應用

除了用于市政給水、給氣，這類管材還可作為石油、燃氣、工業、化工及農業等多種行業的壓力復合管道系統。

作為一家致力于鋼增強塑料復合管道技術的研發與應用的企業，金石東方能為管道生產企業提供用于生產這種給水管的鋼絲網骨架增強塑料復合管材生產設備。該設備是金石東方自主研發，既可利用高強度鋼絲、玻璃纖維束和聚脂纖維等高強度線材生產增強復合塑料管材，也能生產符合國標的給水、燃氣用純聚乙烯管材，一機多用，減少了設備的重復投資成本。另外，此生產線也能生產與管材配套的直通管件，降低了整個項目工程的成本。該生產線所生產的管材直徑范圍50～1 000 mm，用料省，比同規格、同壓力等級的純聚乙烯管成本低。

金石東方自主研發的鋼絲網骨架增強塑料復合管材生產設備

市政排水

金石東方依據其自主知識產權開發的埋地排水用鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管（MRP管）是我國近十年來發展比較快的一種新型塑料埋地排水管。現在，這種管材已經從使用單一材料發展為集成了兩種以上材料優勢的復合結構，性價比高，在排水排污方面具有很大優勢。

鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管是以高密度聚乙烯（HDPE）為基體（內外層），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構與聚乙烯材料纏繞復合成整體的螺旋波紋管。因此，這類管材能將鋼材的高剛度、高強度和塑料的耐腐蝕、耐磨損和柔韌性等優良性能結合起來，不僅能使管材達到SN8、SN12.5和SN16三種環剛度，而且解決了鋼材的耐腐蝕問題，彌補了較大直徑全塑料埋地排水管環剛度一般只能達到SN8的短板。

這種管材可作為城市埋地排水、排污管道；工業排水、排污管道；海水、雨水輸送管道；集水系統、滲水系統管道；農業灌溉用水管道；或用于制作化工工藝容器等。

金石東方根據自主知識產權研發的鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管材成套技術與設備屬國內首創。管材（直徑范圍300～3 000 mm）能達到 SN8～SN16的環剛度等級。與同直徑同環剛度的全塑料埋地排水管相比，可顯著降低材料成本。與上一代設備相比，金石東方開發的新一代鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管材生產設備的工藝更先進，性能更優異，生產更穩定，管材成型質量更好。

金石東方的鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管的結構示意圖

漿體輸送

耐磨管道是管道行業中一個十分重要的細分市場。耐磨管道主要用于氣力、泵送漿體等。由于輸送介質具有硬度高、流速快和流量大等特點，因此會長期持續對管壁進行沖擊、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。這類管道的應用范圍非常廣泛，包括：

1.在化工領域：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.在冶金領域：可作為精礦漿、尾礦的長距離輸送管道；

4.在水泥生產中：可作為旋窯濕法生產線的生料漿輸送、煤粉輸送、提升機的下料、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、谷粒和谷殼等的風送管道等。

金石東方鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管的應用

金石東方的鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管材成套設備

金石東方的新一代聚烯烴復合耐磨管道結構

金石東方新一代聚烯烴復合耐磨管道的應用

金石東方開發的以新型熱塑性彈性體（GXCG-1101）為內耐磨層，以高強度鋼絲為增強層，以高密度聚乙烯為外層的新一代聚烯烴復合耐磨管道是能夠滿足上述這些應用要求的解決方案。這種管材采用芯管共擠工藝生產而成。全新開發的熱塑性彈性體耐磨原材料（GXCG）具有遠優于超高分子量聚乙烯的熔融指數，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。由于采用了高強度鋼絲網骨架增強，同等壓力條件下更節約塑料原料用量，降低了管材成本，競爭優勢明顯。湖南大學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。

金石東方用于生產這種耐磨管道的成套設備是對其鋼絲網骨架增強復合塑料管成套設備進行升級而得到的產品，通過少量的設備投入，既可以生產傳統的純聚乙烯管、鋼絲網骨架增強復合塑料管，又可以生產鋼絲網骨架增強耐磨管。