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时间:2018-03-31
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1、钢丝网骨架聚乙烯复合管结构性能和工程应用摘要:本文简单介绍了钢丝网骨架塑料(聚乙烯)复合管(PSP)结构、性能、连接方法,着重阐述了PSP管水中铺设、矿浆输送、煤矿井下用管及在其它领域的应用。结果表明,PSP结合了钢塑的优点,应用领域广泛,并在不断拓宽。关键词:钢丝网骨架塑料(聚乙烯)复合管(PSP);水中铺设;连接;韧性;刚性一、钢丝网骨架塑料(聚乙烯)复合管(可简称PSP管)简介1.PSP管结构特点l结构:HDPE选用PE100级管材专用料、骨架钢丝选用抗拉强度1800~2000MPa的70#高强度镀铜钢丝、复合管材料选用高性能胶,复合强度达到380N/25mm.
2、 粗分三层:内层PE+中间层(钢丝+胶)+外层PE。 细分五层:内层PE/胶层/钢丝层/胶层/外层PE。l结构特点: A.钢丝与塑料之间引入粘合胶。胶具有极性化学键,使钢丝与塑料之间有了连接因子,彻底解决了钢-塑界面的结合力不牢及缝隙问题。B.钢塑复合,吸取聚乙烯和钢的优点,造就了PSP管耐腐蚀性强,强而韧等杰出性能。 2.产品理化及力学性能压力等级:通过调整PSP管的壁厚、钢丝根数、钢丝直径参数,获得不同压力等级(1.0MPa~3.5MPa)的管材。使用温度:-20℃-70℃。 抗张弹性模量:2.8-3.0GPa; 弯曲弹性模量:6-8GPa。-12-线膨
3、胀系数:12-15×10-5m/m.k(不必用补偿装置,蜿蜒铺设即可)。抗腐蚀性:双面防腐。可耐酸、耐碱、耐化学腐蚀。还可抗电化学腐蚀,不会与环境土壤杂散电流产生原电池效应。耐冲击性:钢的弹性模量是PE的200倍以上,由于钢骨架的增强作用,PSP管的刚性、耐冲击性、尺寸稳定性,都较好。卫生环保性能:无毒、安全卫生。不含任何毒素,也不释放有害物质,是无污染环境的绿色管材。不会有海藻或细菌等的繁殖,且能耐污水、废水及化学药品、土壤中腐烂物质的腐蚀,无锈蚀。不会改变水的味道,是最理想的饮用水管。耐候性、耐寒性:PSP管埋地用时,耐候性勿关紧要;耐寒性与PE管相当。-80℃时,
4、不会有物性变化,不会发生冻裂,一年四季都可使用,夏季使用不结露,冬季使用外壁不需保温(导热系数为钢的1/200)。水力特性:PSP管内壁当量粗糙度为0.0015-0.015mm之间,而钢管的当量粗糙度一般情况下为0.19mm(一般三年后,钢管由于腐蚀,结垢,其水力特性变差,内壁当量粗糙度按0.6mm计算),是PE的10倍以上。故PSP管内壁光滑不易结垢,输送阻力小,水头损失小,节能效果好,输送能力可比钢管等传统管道提高20-30%。耐磨性能:HDPE耐磨性能优异,采用10%金刚砂(过120目砂砾/水)泥浆,以14m/s喷射速度,70°倾斜角做水喷试验.其质量损失为20m
5、g,体积损失为21mm3;而钢的质量损失为1081mg,体积损失为138mm3.造就了PSP管优异的耐磨性能,是钢管的6倍以上.柔韧及弯曲性能:PSP管柔韧性好,弯曲度一般在12-15%之间,在角度不大的弯曲部分,不需要弯曲管或加弯头管件,节省安装费用。密封性能:电热熔焊接连接,连接处强度高且不渗漏,密封性能好。抗蠕变性能:钢材机械强度是热塑性塑料的10倍以上,复合管中的钢骨架既能有效制约塑料的蠕变,还可使塑料本身持久强度大大提高。因而PSP管抗蠕变性能好,持久机械强度亦高。可应变性能:基体为支链短而少的C-C直链高分子聚合物-聚乙烯,粘弹效应显著,受力应变性强;加强体
6、为高强度钢丝,强度高、韧性好。造就了PSP管可应变性能强。安装性能:A、质量轻,接头少,铺设安装方便、快捷。B、对地下运动和端载荷有足够的端载荷抵抗能力,安装时不必进行费用昂贵的锚定。C、对管沟底部要求低,土方工程量少,节省安装费用。经济性:管材刚柔特性兼备,防腐不泄漏,环保卫生,安装施工快捷,接头连接可靠,直接投资比钢管稍高,但使用寿命长且维护及运行成本低。其较钢管减少的运行费用15-20-12-年可收回管道直接投资。3.PSP管连接方式3.1电热熔连接电熔连接主要是指电熔套接和电熔鞍形连接两类。电熔套接主要是通过电熔管件实现的。电熔管件有直接(套筒)、弯头、变径、等
7、径三通、异径三通等各种管件。是一种连接强度高、寿命长、气密性好、操作简便、施工效率高的高质量连接方法。3.2钢塑过渡连接当PSP复合管需与其它材质如金属材质的管材及金属阀门、流量表、压力表等管路附件相连时,一般采用钢塑过渡连接方法。过渡连接主要有如下几种方法:①法兰管件现有专用的法兰管件,一头与PSP复合管电热熔连接,另一头带法兰头,加上另配的金属活套法兰,可与钢管或阀门等金属附件相连。连接时,还需密封圈、垫圈、垫片等附件,通过螺栓、螺母紧固相连。②钢塑过渡接头连接现有钢塑转换管件,也可预制钢塑过渡法兰或预制钢塑管连接过渡件。钢塑过渡接头
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