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钢骨架塑料复合管应用技术手册1目录一、钢骨架塑料复合管产品特点、规格及应用…………………………………………………………………2二、钢骨架塑料复合管原料性能要求……………………………………………………………………………5三、钢骨架塑料复合管主要性能参数……………………………………………………………………………6四、钢骨架塑料复合管公称压力计算……………………………………………………………………………8五、钢骨架塑料复合管水力计算…………………………………………………………………………………11六、钢骨架塑料复合管的管道设计………………………………………………………………………………14七、钢骨架塑料复合管的管道布置………………………………………………………………………………21八、材料验收、存放、搬运和运输………………………………………………………………………………23九、钢骨架塑料复合管的管道连接………………………………………………………………………………24十、钢骨架塑料复合管的管道敷设………………………………………………………………………………26十一、钢骨架塑料复合管的试压与验收…………………………………………………………………………29十二、钢骨架塑料复合管工程施工质量保证……………………………………………………………………32十三、钢骨架塑料复合管热膨胀及收缩问题的分析和解决办法………………………………………………33附录一：钢骨架塑料复合管化学稳定性…………………………………………………………………………35附录二：燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管抢修规程……………………………………………………………392一、钢骨架塑料复合管产品特点、规格及应用1.1产品特点钢骨架塑料复合管材（件）是一种集钢材与热塑性塑料两种材料优点于一身，有着优良的综合性能的新型复合管材产品。钢塑两种材料以结构复合方式复合。管材是由缠绕并焊接成型的管状钢丝网作为加强骨架镶嵌在热塑性塑料管壁中间构成，管件的加强骨架是用薄钢板均匀冲孔后卷筒焊接制成（如图1.1和图1.2）。管道采取电熔和法兰连接两种方式（如图1.3和图1.4），连接处强度不低于管材本体。图1.1金属骨架塑料复合管材截面示意图图1.2管件结构示意图图1.3电熔连接图1.4法兰连接钢骨架塑料复合管具有防腐、不结垢、光滑低阻、保温、不结露、耐磨、质轻等塑料管的共同特点，而且其独特的结构还造就了如下特点：（1）抗蠕变性能好，持久机械强度高由于塑料在常温及应力作用下会发生蠕变，在较高持久应力下会发生脆性断裂，因此纯塑料管材的许用应力及承压能力较低。而钢材的机械强度约是高密度聚乙烯塑料的10倍左右，且在聚乙烯使用温度范围内十分稳定，不发生蠕变。将钢骨架与聚乙烯塑料复合后，钢骨架可有效地约束塑料的蠕变，使塑料本身的耐应力水平也大大地提高。因此钢骨架塑料复合管材的许用应力与聚乙烯管材相比有大幅度提高。（2）耐温性能好聚乙烯管材的强度在其使用温度范围内一般随温度提高而降低，温度每提高10℃其强度约降低10%以上。由于钢骨架复合管强度约2/3是由钢骨架所承担，所以其强度随使用温度的提高而降低的程度低于聚乙烯管材。实验结果表明每提高10℃，钢骨架塑料复合管强度降低5%以下。（3）刚性、耐冲击性好、尺寸稳定性好，又有适度柔性，刚柔相济。钢的弹性模量通常是高密度聚乙烯弹性模量的200倍左右，由于钢骨架的加强作用使钢骨架塑料复合管的刚性、耐冲击性及尺寸稳定性优于纯塑料管材，同时由于网状钢骨架本身又是一种柔性结构，从而使复合管在轴向也有一定柔性，因此该管材具有刚、柔结合的特点，从而使装卸、运输、安装的适应性及运3行的可靠性好。地上安装可节省支座数量，成本低，地下安装可有效承受由于沉降、滑移、车辆等造成的突发性冲击载荷。中小管径可作适当弯曲随地势起伏布置，节省管件。（4）热膨胀系数小由于普通碳钢线膨胀系数为10.6～12.2×10-6（1/℃），聚乙烯管材线膨胀系数为170×10-6（1/℃），钢骨架塑料复合管在网状钢骨架的约束下，复合管材的热膨胀性大大改善，低于常用的塑料管材。通过测试，钢骨架塑料复合管线膨胀系数为35.4～35.9×10-6（1/℃），仅是普通碳钢管材3～3.4倍。实验结果表明，埋地安装时一般可不用热补偿装置，管材采用蜿蜒状铺设即可起到吸收（或释放）膨胀的作用，从而使安装成本降低。（5）不会发生快速开裂纯塑料管特别是大口径纯塑料管在持久环向应力的作用下，易产生突发外部载荷、局部缺陷、应力集中等造成的快速开裂（瞬间几百米至千米以上），因此目前国际上对管材塑料的抗快速开裂性能提出了很高的要求。由于钢网的存在使塑料的变形及应力均不会达到其产生快速开裂的临界点，因此从理论上讲钢骨架复合管不存在快速开裂，实际试验也证明了这一点。（6）钢、塑两种材料复合均匀可靠。目前市场上的钢塑复合管由于钢、塑之间的复合是连续规范的界面。长期使用在交变应力的作用下易脱层，导致连接处泄漏，内部出现瓶颈状收缩，堵塞介质流动。与其相比，钢骨架塑料复合管是网状结构，钢网与塑料互相交织浑然一体，复合表面积大而不规则，两种材料互相约束力大而均匀，应力集中小，不会发生脱层现象。（7）双面防腐钢骨架复合在塑料之中，管材内外表面具有相同的防腐性能，耐磨，内壁光滑，输送阻力小，不结垢，不结腊，节能效果明显，用于地埋及有腐蚀性环境条件下十分经济方便。（8）自示踪性好由于钢骨架的存在，使埋入地下的钢骨架塑料复合管可以用通常的磁性探测的办法寻找定位，避免由于其它挖掘工程而造成的破坏。而这种破坏是纯塑料管及其它非金属管发生最多的破坏。（9）产品结构性能调整方便灵活可以通过改变钢线直径、强度、网格间距、塑料层厚度、塑料种类来调整产品的结构与性能，以满足不同的耐压、耐温、防腐要求。（10）制造成本低、性能价格比高、市场竞争力强材料成本是管材制造成本的主体，钢材价格是塑料价格的1/3左右，而钢骨架塑料复合管的钢丝与塑料的用量比在1.2:1左右，所以较大直径钢骨架塑料复合管的制造成本低于功能与其相同的塑料管材，从而具有更强的市场竞争力。上述特点决定了钢骨架塑料复合管优越的安全可靠性和经济性，其不仅能满足目前普通塑料管适用范围内的要求，而且可以更大程度地适用于各种工业领域，取代不锈钢等金属防腐管材。1.2产品规格及参数1.2.1管材系列表1.1管材系列公称内径Dn（mm）65100150200250300350400500公称璧厚e（mm）991212.512.512.5151516公称压力（MPa）工业2.51.62.01.61.251.61.01.61.01.61.01.61.01.6燃气1.00.80.80.70.80.50.80.440.80.440.80.440.80.440.8给水2.51.61.61.61.01.61.01.61.01.61.01.61.01.6工业增强型4.04.03.23.23.23.22.52.02.04注：公称压力是管材在预期寿命50年，输送20℃且相对管材塑料具有化学稳定性的介质时允许使用的最大压力，若实际使用压力高于公称压力，应调整钢骨架的强度，使产品爆破压力≥使用压力×3（输送介质是水）或爆破压力≥使用压力×3.0×1.6(输送介质是燃气)，若介质温度高于20℃时，公称压力应进行修正。输送液化石油气（气态）时最大工作压力为0.1MPa；输送液化石油气／混空气时最大工作压力为0.2MPa；输送人工煤气时最大工作压力为5KPa。1.2.2管配件系列各种规格配件包括11.25°弯头、22.5°弯头、45°弯头、90°弯头、三通、异径管件、电熔套筒，活套法兰，法兰盲板等。1.2.2.1电熔管件：表1.2电熔管件系列规格产品Dn65Dn100Dn150Dn200Dn250Dn300Dn350Dn400Dn500电熔套筒●●●●●●●●●三通●●●●●●●●●11.250弯头——●●●●●●●22.50弯头——●●●●●●●450弯头●●●●●●●●●900弯头●●●●●●———1.2.2.2法兰管件：表1.3法兰管件系列规格产品Dn65Dn100Dn150Dn200Dn250Dn300Dn350Dn400Dn500三通●●●●●●●●●11.250弯头——●●●●●●●22.50弯头——●●●●●●●450弯头●●●●●●●●●900弯头●●●●●●———1.2.2.3异径管件：表1.4异径管件系列规格Dn100-65Dn150-100Dn200-150Dn250-200Dn300-200Dn300-250Dn350-300Dn400-300Dn400-350Dn500-4001.2.2.4鞍型抽头：表1.5鞍型抽头系列规格DN150/Φ63DN200/Φ63DN250/Φ63DN300/Φ631.3产品的适用范围（1）油田：油田集输油管、污水管、原油、成品油输送管，油井注入聚合物管、卤水处理管等。特别适用于高含硫的油、气、水等介质输送.（2）市政建筑：市政给排水、天然气和煤气输送。（3）船舶：船上污水管、给排水管、压舱水管等生活管系和结构管系。（4）煤矿：水煤浆、煤层气、粉煤灰管线。（5）矿山：矿浆输送管、工程用井管、泵送用管（6）其他：冶金、有色、电力、饮食等行业用管。5二、钢骨架塑料复合管原料性能要求2.1钢骨架塑料复合管用骨架钢丝技术性能要求（1）材质：Q235A（GB700-80）；（2）退火状态：抗拉强度＝550～650N/mm2；（3）表面镀铜，镀层均匀，不脱落，无漏镀，镀层厚度1~3μ；（4）钢丝表面应光滑平整，不得有任何凸凹，刃伤等缺陷及油污、灰垢等污染；（5）钢丝直径公差：φ±0.05mm。2.2钢骨架塑料复合管所用塑料性能要求钢骨架塑料复合管用于承压管材，例如，燃气管、排污管、给水管、输油管和工业用管，生产钢骨架塑料复合管塑料采用高密度或中密度聚乙烯管道专用塑料，其性能指标如下：密度≥0.93g/cm3（基础树脂）熔流率（熔融指数）0.4～0.6g/10min（190℃，5Kg）挥发分含量＜350mg/kg炭黑含量2.0~2.5%热稳定性（200℃）＞20min慢速裂纹扩展＞165h长期静液压强度≥8MPa2.3钢骨架塑料复合管管件骨架性能要求2.3.1低碳钢板钢骨架原料采用20钢或合金钢板。2.3.2表面镀层钢骨架表面需镀防锈层，镀层表面平整光滑、不脱落、无漏镀、不得有油污、灰垢等污物。6三、钢骨架塑料复合管主要性能参数钢骨架塑料复合管是一种承压管材，由于它独特的结构决定了钢骨架塑料复合管具有集钢材和热塑性塑料两种材料优点于一身，同时也决定了钢骨架塑料复合管具有卓越的性能特点。（1）受压开裂稳定性取长度为100±10mm的管材样品进行试验，样品置于液压机板间进行缓慢下压，10～15S压至管材直径的50%，管材应无裂纹（2）纵向尺寸收缩（110°，保持1h）按《热塑性塑料管材纵向回缩率的测定》GB／T6671的规定进行测定为≤0.4%（3）短期静液压强度试验按《流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法》GB6111的规定进行测定。20℃，1h，压力为：公称压力×2无破坏80℃，165h，压力为：公称压力×2×0.71无破坏（4）耐候性试验按《塑料自然气候暴露试验方法》GB／T3681规定方法，管材积累接受≥3.5GJ/m2老化能量后，仍能满足上述（3）项性能要求。（5）不圆度按《塑料管材尺寸测量方法》GB/T8806测量，管材不圆度应不大于5%（6）公称压力修正系数若输送的液体介质温度高于20℃时，公称压力应进行修正。其修正系数如表3.1：表3.1输送水公称压力温度修正系数温度t（℃）0＜t≤2020＜t≤3030＜t≤4040＜t≤5050＜t≤6060＜t≤7070＜t≤80公称压力修正系数10.950.900.860.810.700.60若输送的燃气介质温度高于20℃时，公称压力应进行修正。其修正系数如表3.2：表3.2输送燃气公称压力温度修正系数温度t(℃)-20﹤t≤00﹤t≤20