试析钢塑复合管的性能与制备工艺

郎魁元　郑中胜　张国玉

摘要：随着时代的进步与发展，越来越多的高科技技术手段应运而生。钢塑复合管在这些高科技成果中属于应用较为广泛的一种新型管道。在使用过程中，钢塑复合管具有很多优异的性能，并且在应用领域上也非常广泛。文章针对钢塑复合管的成型工艺以及优势进行了研究。

关键词：钢塑复合管；管道性能；管道制备工艺；机械性能；电性能；热性能 文献标识码：A

中图分类号：TQ325 文章编号：1009-2374（2017）05-0104-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.050

在工业以及民业工程的建设过程中，不同的施工步骤以及施工方法可能会涉及到各种液体或是化工流体上的使用，这些液体以及蒸汽等液流体需要通过管道进行输送处理，不同的物质具有不同的化学性能，强酸强碱等化学物质对于输送的管道要求非常高。钢塑复合管的应用很好地将这些问题进行了解决。这种管道的生产工艺是由内外两层塑料与中间的高层通过特殊的复合工艺制造而成的。钢塑复合管具有非常高的强度以及使用寿命，并且在输送特殊液体时也具有非常良好的效果。

1 钢塑复合管的性能

1.1 优异的机械性能

钢塑复合管有着抗冲击性能强、强度高、可塑性强、蠕变能力突出且质量轻的特征。

1.2 优异的电性能

由于钢塑复合管的抗静电性能较强，其中间的钢管部分又有着良好的导电性能，因此可作为接地、接零的导体，同时又因为具有良好的电磁屏蔽性能，在易燃易爆液体运输中作用突出。

1.3 优异的热性能

具有良好的保温性能。各种管道的导热系数，如表1所示：

1.4 优异的输送性能

（1）钢塑复合管的内部非常光滑，在液体运输中不容易出现污垢问题，与其他管道相比较，钢塑复合管的内部摩擦指数仅仅为0.009，是其他管道的三分之一左右；（2）这种管道弹性较强，在液体输送中避免了水锤现象的出现，有效地减少了液体的压力冲击，降低了噪音污染。

1.5 优异的耐温及耐候性能

（1）耐温性能好，高密度聚乙烯复合管工作温度为-40℃～60℃，交联高密度聚乙烯复合管工作温度为-40℃～95℃；（2）耐老化性能好，冷脆温度低，防紫外线，热老化能力强；（3）在高温和强紫外线辐射条件下，使用寿命在50年以上。

2 工艺及设备

2.1 工艺流程

钢塑复合管在制作过程中，主要的内容是在管道中间层的骨架中会放置一层钢板，这层钢板在施工工艺上主要有三种：一种是具备高硬度的实体钢板；另一种是钢丝编织的钢网；最后一种是钢板网。如果管道生产人员采用后两种生产工艺对骨架进行生产制造，就会由于起到支撑作用的刚性骨架没有达到相应的硬度标准，在气密性以及耐压性上都不如实体板骨架的支撑水平好。生产厂家在对钢板进行生产时，生产上的工艺有一步法和多步法两种，多步法顾名思义，施工工艺较为复杂，流水线长并且由于步骤多，所以生产成本较高，这使得大多数生产厂家都会选择一步成型法对钢板进行批量化的生产。

对钢板进行生产时，施工人员需要将聚乙烯原料放置在自动上料机中，上料机会将生产原料分别加入两台挤出机中。此时，施工人员还要将粒状的热熔胶放置其他两台挤出机中，将起带动作用的钢带连接到这几台挤出机上，挤出机设备在运行过程中，就会将成型的钢管进行输出处理。制作好的钢管输出后，工作人员还要对其进行焊接复合成型的步骤，与挤出机挤出的材料进行复核处理，使用专用的模具将钢管材料的挤出机进行复合对接。此时，得到复合处理的材料会在机械的压力下得到吹胀处理。焊接步骤也会让钢管的内壁粘结上塑料，这种施工工艺让管材的成型步骤，直接使用一套模具就可以完成整体的制作流程，不仅使施工工艺的流程得到了简化处理，也大大降低了工作人员的劳作强度。

2.2 成型模具

让钢管成型的模具是钢管制作工艺中的核心部分，成型磨具主要包含了机头、内层、外层等部件。在运行之中，机头是由四台设备共同挤出的，使其在同一个平面上同时完成四道工序及输送热熔胶。这个设备的运行可以有效保证内外层热熔胶的合理分配与稳定输送。内层作为钢管成型磨具的第二环节，其运行中主要是利用吹胀法，机头内层聚乙烯和热熔机共同作用形成钢塑复合管的管坯，此时生产人员可以使用压缩空气将管坯吹附在成型好的钢管内壁上。下一个施工步骤需要使用外层共挤模具来完成，就是将已经成型的管坯结合在钢管的内层上，并且及时处理上面覆盖物，机头输送来的外层聚乙烯跟热熔机的复合物也要利用成型磨具来加工，最终生成由聚乙烯热熔胶与钢管等五层材料组成的复合管材。

在管材生产过程中，五层一次复合成型施工工艺具体可以分为以下步骤：首先施工人员先要被钢管进行焊接处理，然后钢管内管挤出成型以后就可以钢管进行复合处理。下一步是对外管进行挤出加工，外管生产完毕后就可以与钢管进行粘合。這三个施工工艺是在一米的范围内完成的。也就是说，是一套复合模具在同一时间与平面下完成的。这种一次成型施工工艺与多次成型施工工艺相比具有很多的优势，多次成型施工工艺在工作过程中需要先将内层管进行生产，然后再与粘合剂进行粘接，最后再对钢管进行包覆，挤出外层管。这些施工上的步骤都会被分解成独立的施工操作，不仅需要更多的人员来进行设备处理。涉及的施工设备也较多，需要更多的财政投入。所以大多数生产厂家都会选择一次成型工艺，钢塑复合管进行生产，不仅因为一次成型工艺在操作步骤上非常紧凑，减少了占地使用面积，操作环节的大跨度缩减，而且也使得生产效率与成品率得到了有效的提升。

2.3 主要设备

2.3.1 内层制造系统。施工人员在对钢塑复合管的内层进行生产制造时，内管挤出机会与另外一台热熔胶挤出机通过相应的技术合并成为一套具备整体生产工艺的处理设备，对带热熔胶层的内管进行生产。此时生产出的内管会经过吹胀处理紧紧地粘贴在钢管的内壁上。为了使施工工艺的效率得到有效提升，此时施工人员会将已经粘贴完毕的钢管放置进水槽中，进行冷却成型处理。在冷却水的作用下，粘贴完整的钢管会迅速冷却完成定型上的步骤，钢塑复合管的内管生产步骤全部完成以后，质量检测人员需要对内层管道的质量进行在线检测，主要的处理方法，是通过尺寸测控反馈信号系统，对生产工艺中出现的误差进行调整与检查。检查上的步骤，只需要相应的质量检测人员对检验机器进行看管即可，不需要人工进行手动检测处理，这项高新技术的使用不仅很大限度地节省了人力与物力，也使生产效率得到了有效保障。

2.3.2 钢管焊接成型系统。科学、合理地调节张力反馈自动系统的速度是确保向成型机平稳运输材料的主要手段，这是因为钢带容易受到皱起而变形，从而出现颠簸。在具体的操作中，该设备主要由电动伺服控制系统、张力侧屈调节系统、机械放卷系统组成，钢管则是采用直缘成型工艺为主。这种工艺的优势在于距离短、方便机模与钢管的链接，从而提高焊接质量，确保了电弧的稳定性及管道去氧化膜能力。

3 钢塑复合管的应用

钢塑复合管在工程使用中属于一种融入了高科技生产手段的新型复合管材，在使用过程中具有非常多的优势，具有很强的耐腐蚀性，并且性能上的优势也有很多。所以在各个领域的工程建设过程中应用范围非常广泛，市政工程的给排水管道施工都离不开这种新型复合管材的参与。与此同时，城市基础设施中的各种燃气管道与天然气输送管道都会用这种钢塑复合管作为输送管道，因为这些工程上的建设对使用的年限以及管道的刚性要求非常高，没有经过特殊处理或是具备高性能的管道在投入使用过程中，很容易出现突发情况。而这些不可控的因素一旦引发状况，就会让这些工程因为无法稳定地运转，而影响到整座城市的基础功能发挥。只有钢塑复合管才能承担起这项重任，让城市中的基础设施建设可以得到质量与稳定性上的保障。

4 结语

钢塑复合管在管道分类上，属于高性能多用途的环保型复合管材。这种管材将塑料管以及金属管的优点集于一身，使用过程中具备非常高的性价比。不仅施工工艺简单方便，工程建设使用过程中所花费的财政预算也比较合理，可以有效替代其他许多种类的管材。而这种管材的应用领域越来越广泛，也从侧面促使了钢塑复合管的生产数量越来越多，五层共挤一步成型施工工艺使生产钢塑复合管的操作步骤变得简单，不止有效提高了生产上的效率，也让复合管的质量达到了工程施工上的要求。

参考文献

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[3] 孙凯.新型的防腐管道——钢塑复合管[J].中国科技信息，2005，（16）.

（责任编辑：蒋建华）