钢带增强螺旋波纹管在国外的应用情况.docx
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钢带增强螺旋波纹管在国外的应用情况
钢带增强螺旋波纹管在国外的应用情况
金石东方新材料设备股份有限公司
外贸部韩洪涛
自2003年金石东方新材料设备有限公司成功开发出第一条钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管（以下简称SRPCP管）生产线以来，该种新型螺旋增强波纹管不仅在中国的大直径埋地排水管领域内越来越多地被采用，逐步成为大直径埋地排水管领域的主流产品；而且在意大利、以色列、美国、日本、俄罗斯等十多个国的大直径排水管领域也得到较为广泛的应用，提升了这种产品在全球产业链中的价值。
以下就钢带增强聚乙烯螺旋波纹管在国外的应用情况做简要的介绍。
采用金属增强的螺旋波纹管解决方案起源于日本Kanaflex公司上世纪90年代初的产品设计理念。
该方案是结合金属和塑料的优点从而达到既有高刚度又能降低消耗的一种理想办法。
该套管道系统不仅在日本国内得到大量的应用，而且被介绍到美国，南美洲，以色列等的地区，并且形成了ASTMF2435的标准和SII458以色列标准。
但是，Kanaflex的管道设备设计也具有一定局限性，例如：
一、设备能生产的最大的管道直径最初仅为900mm,后来扩展到1000mm，1200mm，最新型的设备能生产1500mm的管材；二、钢带成型系统不够强壮，只能加工厚度较薄的钢带，例如0.4到0.8mm。
所以，Kanaflex生产的SRPCP管以中小直径（300-1200mm）为主。
金石东方新材料设备有限公司根据客户对大口径排水管的需求自主开发了一套全新的金属增强的螺旋波纹管解决方案，采用不同的钢带成型装置和管道缠绕成型装置，可以满足从300毫米直到2400毫米的大直径螺旋波纹管的生产。
自2006年出口第一条生产线以来，金石东方公司先后向意大利、以色列、土耳其、苏丹、俄罗斯、伊朗、阿塞拜疆、乌克兰、泰国、塞尔维亚等国家地区提供了全套的生产设备和管道技术方案，并且在上述地区得到了大量的应用实例。
现针对一些典型的应用做简要的介绍：
一、以色列
以色列Palad公司接触钢带增强聚乙烯螺旋波纹管技术比较早，于1995年就引进了一条日本Kanaflex公司的生产设备和全套工艺技术，并且在此基础上开发了一套实用的承插连接技术。
鉴于上述的该型设备的不足，最大可生产的管道直径只有1000mm，因此以色列公司于2008年从金石东方公司采购了新型的最大直径为1600的SRPCP管生产设备。
SRPCP管在以色列排水，排污，雨水收集，农业灌溉等方面积累了大量的使用经验，并且出口到欧洲，在意大利，法国和西班牙都有许多工程实例。
该公司采用了一种比较新颖的管道连接方法。
1.先将管材切割成平口
2.在管道设备上生产一种特殊尺寸的母管，保证其内径稍大于管体本身的外径尺寸。
然后将这种管子切割成4-5个螺距的一小段管作为承口。
在中间焊接一根PE管作为承插的止口。
3.将承口插入管体，并采用内外手工焊接牢固地安装在管体上形成承口管。
用一个直径比较大的实壁管切割成环状并开槽，做出插口和橡胶密封圈槽。
4.最终成品为带双唇橡胶密封圈的承插口管。
二、
意大利
意大利POLIECO公司于2006年从金石东方引进一条1500SRPCP生产线，配合他们自行研制的滚塑承插接头，在意大利和法国做了一些工程。
由于滚塑连接头的手工焊接工序比较多，后期他们也采用了以色列开发的承插口方式。
意大利PALADERI公司是以色列公司在意大利的合作工厂，于2009年从金石东方采购了一条1600的SRPCP管生产线。
该公司同样采用了以色列的承插连接方案，但是鉴于该方案的成本非常高，所以目前也在实验采用我们中国比较成熟的电热熔带焊接连接方案。
意大利公司在欧洲地区，包括意大利，法国，西班牙，波兰，希腊等地有多项工程实例。
之前SRPCP管在欧洲是参考使用双壁波纹管的EN13476标准，经过多年的努力，最终SRPCP管在2012年底正式签署了意大利的国家标准UNI11434，并有望在2014年升级成为欧盟的产品标准。
SRPCP管道的所能提供的高性能，高强度受到市场的欢迎，但是由于其昂贵的连接方式造成了管道的价格比其他类型的竞争管道高而阻碍了SRPCP在欧洲的广泛和快速地推广。
下面例举了几个典型的工程应用。
DN1200SN12
HIGHWAYSS106（ITALY）2007
11.500METERS
DN1200SN8-SN12
HIGHWAYA1-VALICOVARIATION（ITALY）2009-2012
16.000METERS
DN1500SN16
GLIWICEAIRPORT（POLAND）2011
8,000METERS
DN1500SN8
SARNO（ITALY）2010-2011
12,000METERS
DN1500SN8
SEWERAGEOFFIUMICINOCITY（ITALY）2009
500METERS
三、俄罗斯
俄罗斯最大的塑料管道集团POLYPLATIC于2010年在金石东方订购了一条1600的SRPCP管道生产线，并且与次年增加了第二条2400的生产线。
该条2400生产线主要用于生产2014年俄罗斯索契冬季奥运会的主排水管道系统，这也是金石东方的SRPCP管道系统在北京奥运会之后第二次应用在奥运会场馆上。
在大口径管的连接上，POLYPLASTIC还是采用比较成熟的内外焊接加热收缩套的方式。
根据目前已经完成的工程来看，效果还是不错的。
四、土耳其
土耳其是SRPCP管开发应用比较早，工程量比较大的地区之一。
早在2007年，土耳其ECETAS就引进了金石东方的钢带增强螺旋波纹管生产技术。
稍候，又相续有NEOBORU，OZALTIN，NEOPLAS等几家公司投产了1600和2000的生产线，市场的认可程度比较高。
对于大口径排水管，在土耳其的主要竞争对手是FIRAT公司引进的德国KRAH缠绕管，市场竞争也比较激烈，SRPCP管占领了大约1/3的市场份额。
另外，在土耳其市场上，大口径的钢带增强螺旋波纹管在拦水坝，农田引水等新的应用领域也做了一些示范工程。
五、埃及和苏丹
目前在非洲地区只有埃及和苏丹有在使用SRPCP管道，主要用于排水和农业。
在管体上开孔或者开槽，作为雨水收集管在沙漠地区包括以色列和北非的应用是比较多的，另外还有用户将钢带波纹管切平后在底部焊接一张8-10毫米HDPE厚板形成为一个储水罐。
六、泰国及东南亚
中科华飞对东南亚地区一直有少量钢带增强波纹管的销售，包括泰国、新加坡、菲律宾等国对于SRPCP有初步的认识但是还没有被主流用户所接收。
泰国公司于2012年从金石东方公司引进了泰国市场的第一条生产线，可生产从600到1800的增强波纹管。
现在正处于市场推广阶段，工程量还不是特别多。
但是，这个新型的管引起了良好的市场反应，该公司计划在2014年增加一条2400的设备来满足市场的需求。
在连接方式上，泰国公司试用了广州奥林开发的玻璃钢哈夫连接件和热收缩套，但是从成本上考虑小管用电热熔带和热收缩套的方式比较好。
从SRPCP管在国外的实际应用情况来看，有以下几点问题值得我们注意：
1.关于标准
日本KANAFLEX公司为SRPCP管在美国申请了标准ASTMF2435-05，于2005年发布，规定了使用钢带增强复合结构的管道方式。
其最新的版本为2012年发布的ASTMF2435-12，增加了双平壁钢带增强结构和方形波结构的描述。
以色列参考ASTM标准做了SII458-1997的标准。
该标准比较详细的规定了SRPCP的结构，材料，刚度，检验方法，连接方法，管道铺设等。
该标准规定的钢带抗拉强度至少在300MPA以上，实际上规定了只能使用镀锌钢带做增强材料。
意大利的国家标准UNI11434（012012）于2012年底发布，结合了ASTM和SII的标准并添加了欧盟的要求。
该标准有望今后升级成为欧盟标准，为SRPCP管在欧洲的广泛应用奠定基础。
俄罗斯参考中国的CJT-225-2006标准制定了俄罗斯的行业标准，尚未升级成国家标准。
等欧盟的标准形成后，俄罗斯有可能实行欧盟的标准。
2.关于原材料的问题
按照欧盟的标准，双壁波纹管内壁是不允许使用回收料的。
所以客户有将内壁做成黄色，蓝色或者白色来说明使用了全新料的习惯。
对于外壁的PE料，各厂家也是严格控制质量，大都使用本厂第一次回收HDPE实壁管的粒料，品质还是比较有保证的。
也有使用外购回收料的，但是会选用Class1级的回收料，全部是PE100而不掺杂其他杂质。
另外以色列公司有用片材级的PE来做内壁的经验，据称可以将内壁做得相对更平滑一些，经过多年的测试尚未发现有什么缺陷。
使用普通的冷轧钢带需要用去污剂来洗去表面的油污，而这种洗涤后的废水在欧洲是很难处理的，需要缴纳高额的环保处理费。
处理这样一箱废水的成本往往比钢带清洗剂本身的成本高几十上百倍，所以客户都愿意使用不需要使用化学清洗剂来去除表面油污的镀锌钢带。
环保的要求是一个趋势，目前在中国还没有像欧洲这么严格的规定，但是以后这方面肯定会越来越得到重视。
在使用镀锌钢带的时候，要注意镀锌层的脱落问题。
镀锌层的脱落会产生严重的质量隐患，使粘接剂和钢带完全没有结合在一起。
所以在镀锌钢带通过高频加热器和涂塑模具的时候，要严格控制其表面温度不能超过200度，一般以160-180度左右为好，这样镀锌层不容易产生从钢带本体脱落的现象。
但是温度过低会造成粘接效果不好，也要注意避免，具体什么温度合适以实际操作测试为准。
粘接剂方面各个厂家使用了不同的原料，比如三井化学的ADMER，杜邦的BynelE529，FusabondEMB158以及意大利生产的和中国生产的粘接树脂。
另外日本KANAFLEX的涂胶工艺采用了共挤模具的两层复合，底层涂很薄一层胶（0.15-0.2mm）,然后上面共挤一层PE，这样可以降低一部分涂胶成本。
综合来看，使用中国生产的原料和金石东方提供的工艺制成的产品性能还是比较稳定的，基本没有出现脱层开胶的现象。
性价比较高，推荐使用。
3.关于使用电热熔带焊接的问题
有部分国外客户采用了金石东方推荐的电热熔带焊接的方式连接大口径的SRPCP管，在使用过程中发现有以下两点问题。
第一，国外没有焊接电热熔带的专用焊机，如果使用普通PE管件用的电热熔焊机会出现功率不匹配，焊接质量不好的问题。
因为管件的电热熔焊机一般工作在恒压的状态，电热丝是低阻值，需要低压大电流来焊接，而电热熔带采用的发热丝材料电阻值比较高，要使用恒流的方式用比较高的电压来焊接才能保证好的焊接效果。
这里面就会出现一个跟欧洲安全规范相冲突的问题。
按照ISO12176标准，安全低电压是8V-42V。
在采用恒压方式的管件自动焊机时，可以设定输出电压在这个安全低压范围内。
但是当我们要使用电熔带的高阻焊机时，由于采用恒流的方式，电压会从开始阶段的约120V左右逐渐降低到40V以下。
这样输出电压将高于规定的42-84V超低电压，属于S3级别的低电压（84-200V），在一些安全要求严格的国家地区不能被认定为安全施工，不能允许使用。
客户被迫要使用PE电熔管件的焊机，而这种焊机不能很好的适应电熔带的高电阻性能，焊接质量往往不太理想。
所以，针对上述地区，有必要开发一种低阻值小功率的电熔带。
第二，早期成都双流开发的电熔带采用了共挤的工艺，在贴近电阻丝的一层使用的是熔点较低的LLDPE，这样需要使用的焊接电流比较小也可以熔化。
现在提供给客户的电熔带都是使用了单层的HDPE，熔点较高，需要使用更大的电流和功率才能保证焊接良好。
所以出现了客户反映以前用8KW的发电机可以焊接，而采用新购买的电熔带需要使用12KW的发电机才能焊接的情况。
而12KW的柴油发电机体积重量都比8KW的增加了许多，单人无法移动，在施工现场不太方便。
希望相关电熔带生产厂家能改进工艺，采用阻值更低一点的电阻网，从而能改善必须使用较大的发电机的问题。
另外，目前国内所使用的热风挤出焊机普遍挤出量太小，只有1.8Kg至2.2Kg，对于焊接直径比较大的管子不太适合，需要耗费比较长的时间才能完成一次焊接。
国外客户有使用挤出量5Kg或者6Kg的挤出焊机，甚至Krah管配有12Kg的小型挤出焊接机，使用这些比较大的焊机可以显著提高焊接生产率，缩短工作时间，降低工人劳动强度。
总的来说，钢带增强波纹管在国外尚处于推广阶段，相关的标准，规范，配套设施正在逐步完善之中，还有很长的路要走。
但是国外厂商对于质量控制，安全规范和多样性的管道连接等问题的先进经验也值得我们借鉴学习。
钢丝增强聚乙烯复合管在国外的应用情况
金石东方新材料设备股份有限公司
外贸部韩洪涛
目前在国外的压力用复合管道技术方面，广泛采用的是RTP的技术，以芳纶纤维，玻璃纤维，聚酯纤维等纤维材料做复合增强为主要的工艺。
金石东方公司自主开发的以钢丝作为增强材料的RTP结构复合管在中国国内市场的中低压传输管道方面得到了大量的广泛的推广和应用。
于此同时，金石东方也向国外客户出口了几条钢丝增强管生产线，取得了一定的生产和应用经验，下面将就钢丝增强聚乙烯复合管在国外的应用做简要的介绍。
钢丝增强聚乙烯复合管是金石东方公司在钢丝焊接骨架聚乙烯复合管的基础上经过大幅的结构，工艺和材料改良而开发出来的产品。
产品采用了类似RTP单丝缠绕的机构设计，用钢丝作为增强体，我们暂且给这种特殊的RTP管命名为SRTP（SteelRTP）。
该种管道保证了提高管道强度的同时提高更经济的解决方案。
加拿大FlexpipeSystem公司在考察了金石东方设备和中国的钢丝管应用情况以后，也推出了使用高强度镀锌钢丝作为增强体的SRTP结构管FlexCord。
典型的单丝缠绕RTP管结构
关于钢丝管使用标准方面，国外并没有针对钢丝增强缠绕复合管的标准，但可以借鉴相关的RTP管标准，例如APIRP15S，ISOTS18226，DVGWVP642，ASTMD1598,D1599,D2992和D3567等。
目前我们的国外客户还是使用CJT-189-2004标准作为生产标准，对于CJT189-2007标准因为壁厚变化比较大，所以客户还持有保留意见。
希望我们能进一步完善CJ189标准并推广到世界管道范围。
土库曼斯坦管道公司从金石东方引进了2条钢丝复合管生产线，用于中压的输水和油气传输。
因为设计的管道最高压力为3.5MPa，所以采用了4层钢丝缠绕的特殊结构。
同时，在芯管内层设计共挤了一层PA作为耐化学腐蚀层，在外层共挤了一层PP作为保护层。
4层钢丝缠绕结构
外层PP保护层
波兰的客户将钢丝复合增强管应用在煤矿的输水领域。
他们开发了一种钢丝管翻边的工艺，在钢丝管两端做好法兰接头应用到井下安装。
钢丝管翻边
关于钢丝管今后的发展，可以参考国外RTP管的发展方向，从几个方面来进一步提高管道的性能，进一步开发出钢丝管在工业应用上的潜力。
1.耐温性能
钢丝管由于材料和结构的原因造成耐温性能不高，一般推荐40度以下使用，最高不超过60度。
可以考虑使用国外最近开发的PERT或者PEX-b的材料来提高管材的耐热性能，同时提高胶的耐热性能或者使用其他种类耐热的胶。
在高温高压的情况下，可以考虑使用玻纤材料替代钢丝来得到更高的耐温和耐压性能。
耐热材料复合管玻纤增强材料
2.耐磨性能
通过在内层复合其他功能的特殊材料可以提高钢丝管在工业领域的应用范围，比如矿用耐磨管。
金石东方专有的耐磨材料，其耐磨性能优于目前大家公认的超高UHMWPE耐磨塑料管道，其耐砂浆磨损率比超高低十多倍，可以广泛用于输送对管道磨损严重并有酸、碱、盐腐蚀的固体、液固、气粉、浆体等埸所。
钢丝增强耐磨塑料管道
3.增强型电热熔接头
目前针对提高RTP管或者SRTP管连接耐压性能和降低成本的需求，国外有厂家正在开发相应的增强型电热熔管件连接。
采用钢制的外套来提供足够的管件强度。
总之，钢丝增强聚乙烯管作为RTP管的一个特殊的分支，在国际上正在逐渐受到市场的关注。
希望能进一步完善相关的生产工艺，管道标准和配套设施，通过各种功能延展丰富钢丝管的品种，开发出系列基于钢丝管技术的市政和工业应用管道，使中国能在RTP复合管道应用领域占有一席之地，做出自己的贡献。
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