全面的HDPE克拉管(结构B型管)介绍

作为安全环保的给排水管网综合供应商,江西浙丰管业有限公司以高密度聚乙烯缠绕结构壁B型管为主营产品:以下我们全面介绍高密度聚乙烯缠绕结构壁B型管(克拉管)。

一、克拉管既热态缠绕成型高密度聚乙烯缠绕结构壁管,HDPE缠绕结构壁管简介 HDPE缠绕结构壁管是以高密度聚乙烯树脂为主要原材料,采用热态缠绕杨型工艺,以聚丙烯(PP)单壁波纹管为支撑结构制成具有较高抗外压能力的特殊结构壁管材。

二、 克拉管产品可分为PR、OP、SQ、VW三种系列,其中: PR、OP-主要用做埋地排水管道, SQ-主要用于制造容器或窨井, VW-主要用于三通、弯头、二次加工成型的管件, 产品中应用最多的是PR系列,该产品内表面光滑、外部为异型增强结构,管材标准长度为6米,管内径范围为DN300-DN4000,产品指标 均达到GB/T 19472. 2-2004 B型结构壁管标准及PREN-13476欧洲德国标准要求。

三、HDPE缠绕结构壁管的性能特点有如下几点

1.热态缠绕成型熔缝质量高 从挤塑机口模挤出的处于熔融状态的平料带和U型料带,按预定的位置均匀的缠绕在加热的滚筒模具上,保证了结构壁管熔接缝质量。特别是结构设计中平料带的熔接缝被聚乙烯包覆支撑管所覆盖,提高了制品整体的抗外压能力

2.安装性能优异 管道连接采用在承口预埋电熔丝同材质承插电熔连接技术,连接质量高。可做到100%无泄露,保证了管道系统寿命的相同性和运行的安全性。同时,由于该产品在同等应用条件下比其它管材重量轻,便于运输,施工方便快捷,可降低施工费用,在应用范围,不需混凝土垫层和混凝土管基沟槽合格后即可直接敷管,基本上呆做到边开挖、边下管、边回填,简化了施工程序,缩短了工期。在工程验收时,采用闭气检验代替闭水试验,既加快了验收速度,又节 闭水试验中繁杂的工作和大量的试验费用。

3.较好的柔韧性 高密度聚乙烯缠绕结构壁管材在宏观上上具有很好的柔韧性,而局部管段又有很强的刚性和整体抗外压能力,在有超重荷载路面下使用时,可保证通行安全。由于管材的柔韧性,发生地震、在面不均匀沉降等地质活动时,也能将管道破坏损失降为最小,从而提高了公用设施抗震减灾的能力

4.HDPE可循环回收使用,属绿色环保型产品缠绕结构壁管的主要原材料高密度聚丙烯,无任何毒性,在生产过程中也无任何染物产生,废管道可100%回收再利用。确属环保安全型绿色产品

5.抗腐蚀、耐老化、使用寿命确保50年 高密度聚乙烯具有极强的耐化学药品腐蚀和侵蚀的能力。因此缠绕结构壁管在输送腐蚀性流体或在腐蚀性地土壤中敷设时,不须防腐处理,性能大大优于其它管材。该产品在设计过程中,选择合理的产品结构形式,确保塑管的使用寿命在50年以上,并在寿命期内免维护

6.管内壁糙率低,输水量大 绕结构壁管产品内壁糙率N约为0.010,因此输送流体时比摩阻小,相对同内径其它客票和,在同等使用条件下输水量较水泥管可大幅度提高。因此可用内径较小的缠绕结构壁管替代内径较大的水泥管 在应用中,同等条件下使用缠绕结构壁管的工程和可靠性与传统管材相比都将提高,综合效益明显,特别是在施工场地狭窄、建筑密集、地下管线复杂和交通繁忙路段以及在酸碱性土壤铺设时,更具优越性

四、生产原材料介绍

主要原材料:为HDPE(高密度聚乙烯),主要选用北京燕山石化公司6100M、大韩油化P600,前者为专门按照克拉管的要求而开发,后者为给水管材级材料;

辅助原材料:管材外壁螺旋增强材料为PP,即聚丙烯,其弹性模量和热变形温度高于聚乙烯,起到增强抗外压能力、提高环刚度的作用。

电热元件:管材承口预埋电热元件为黄铜丝,由天津有色金属拔丝有限公司提供。

五、主要成型工艺-热态缠绕成型

   从挤塑机口模挤出的190 ℃的平料带和U型料带按预定的位置均匀地缠绕在加热的钢制辊筒模具上,自然冷却后保证了管材熔接缝质量。l特别是结构设计中平料带的熔接缝被包覆支撑管所覆盖,也提高了管材熔接缝质量及制品整体的抗外压能力 。

主要生产工艺流程:

l缠绕:热态缠绕成型工艺熔融状态的HDPE平料带及包覆PP的圆形加强筋同步缠绕在加热到预定温度的钢模上

2切削:承、插口按既定尺寸成型

3脱模:管材从模具上脱离

4修整:使外观平滑规范电熔丝

5预埋:承口预埋电热熔丝

6检验:判定产品状态

六、产品对比

6.1、克拉管与双壁波纹管的比较

所述HDPE高密度聚乙烯管是指: 

产品名称:高密度聚乙烯(HDPE)缠绕增强管(下称:缠绕增强管) 

采用标准:管材必须符合GB/T19472.2-2004规定的B型结构壁管; 

连接方式:采用承插式电熔连接方式的缠绕管材。

本文所述HDPE双壁波纹管是指:

产品名称:高密度聚乙烯(HDPE)双壁波纹管(下称:双壁波纹管); 

采用标准:管材必须符合GB/T19472.1-2004规定的B型结构壁管; 

连接方式:紧力型承插式填料连接。

 1、生产工艺比较

 缠绕增强管 是全程采用计算机控制热态缠绕并采用自然风滚动冷却,结构壁无内有应力,无焊缝,管材壁厚均匀。缠绕成型生产的大口径管,主要生产DN300mm―DN4000mm,采用螺旋肋管加强,大大增加了管材的环刚度。环刚度超过20 KN/m2,并且根据工程要求环刚度还可以连续可调,最大埋深可达20m。 

而双壁波纹管是通过直接挤出两个同心管胚,并经吸塑成型的管材。属挤出成型工艺。由于挤出成型管的口径与设备口模成比例当达到一定口径时,设备开发成了技术难题且提高了生产成本,所以生产管材的口径较小,主要生产DN600mm以下管材,另外由于双壁波纹管双壁复合程度不好,在受压时容易出现内外壁分层,且外层肋形壁薄,受力能力差,受挤压时出现凹陷等现象,因此环刚度低,口径越大,安全性越低,国内虽有少数厂家可生产DN1200mm以下的管材,但实际应用案例不多。 

2、原材料比较 

同等管径的缠绕增强管的重量要比双壁波纹管重60%以上,并且为了保证其品质上的柔性和接口良好的熔接性能必须用100%的全新原材料,所以生产出来的的管材质量可靠稳定。而双壁波纹管挤出工艺简单,管材结构上相对分层的双壁,管材失去了柔性;并且生产时添加再生料往往超过70% ,增加了管材的品质的不稳定和脆弱,改变了管材的柔性和熔体质量流动速率,造成管材外观不光滑,并且环刚度和焊缝拉伸强度降低,容易在地质上有不均匀沉降的地区造成断管、裂管。由于这种管材在生产过程中添加的再生料远远大于聚乙烯材料,所以就会出现在市面上可以用很低的价格就能买到这种管材。

3、连接方式比较 

缠绕增强管采用的连接方式是:“承插式电熔连接”,这种管材它一端为内嵌电熔丝的承口,另一端为平壁插口(承口和插口见下图),施工时只需将插口 放入承口,电熔丝通上电即熔为一体,全程几十公里长的管道犹如一根整管。 

承插式电熔连接具有以下优点: 

a、承插口完全熔合,接口处刚度和强度与管材本体一致,属于本体连接。当管道受力产生变形,变形将顺畅地通过接头分散到整段管上不会在接头处形成应力集中。在软基或滩涂等地质状况复杂地区,地基经常发生不均匀沉降,采用承插式电熔连接缠绕增强管就如一根整管一样充分发挥其密封性和柔性等特点,适应地质变化。在地质不稳定地区,频繁重载荷作用的埋地敷设,采用承插式电熔连接的缠绕管有极强的抗冲击能力。而这对于双壁波纹管是不可想象的。 

b、采用承插式电熔连接的缠绕增强管是真正能够让施工快捷,并且在有地下水且排降水困难时、容易塌坊地区及长时开挖会影响交通、建筑物及人员安全时,采用承插式电熔连接的HDPE缠绕增强管可以做到边开挖边敷管边回填。由于接口为本体连接,抵抗应力能力强,管道可以在沟槽边焊接后,以一整段一整段管放入沟槽,除与其它塑料管材一样要求有严格的回填的密实度外,对于沟槽的平整度,沟槽开挖宽度,以及放坡等要求较低,减少了开挖量和外运地土方量。然而双壁波纹管不但要注重沟槽的平整度,增加工程量,而且采用密封圈连接,此种连接采用了聚乙烯以外的材料,使得管道系统的有较大温差的情况下,接头处因膨胀系数的差别可能出现漏水、或塑性变形,影响管道系统的通流能力和密封性。在通常情况下,聚乙烯材料抗老化能力、寿命长都是无可否认的,但由于现有双壁波纹管接头都采用橡胶密封圈,橡胶材料的耐老化能力及寿命远远低于聚乙烯材料,且橡胶材料不耐腐蚀和易老化,老化后表现为硬化无弹性或橡胶圈糜烂(例如世界上最好的密封圈寿命也只有15年),因此将大大降低聚乙烯管道系统运行质量和聚乙烯管道系统的寿命。

4、环刚度比较

所有异形管材都采用调整惯性矩(管材结构壁重心与管外径顶端的距离)方式提调整环刚度,HDPE缠绕增强管的惯性距是连续可调,并且可以通过多层方式来提高惯性矩(即两层的主PR型,惯性矩最大值可达19.8cm,SQ型的可以为四层以上,其惯性矩≥2*19.8cm),所以所有口径的管材环刚度高,可以超过国家标准GB/T19472.2-2004标准规定的最大SN16(≥16KN/㎡)。而双壁波纹管在DN600以下口径环刚度只可以达到S2级(S2≥8KN/㎡),DN800以上口径环刚度只能达到S1级(S1≥4KN/㎡)。

5、维护和使用寿命比较

 缠绕增强管所用的主要材料(高密度聚乙烯)寿命超过50年,连接采用承插式电熔连接(即本体连接)无需辅助材料,所以管道系统寿命超过50年.而双壁波纹管连接需要辅助材料,所以管道系统寿命随辅助材料(例如:橡胶密封圈)寿命影响(加上生产过程中再生料的添加,一般不到15年),管道系统需维护并且维护比较困难。 

结语:通过以上两种管材的对比可以看出, 缠绕增强管无论从重量、质量和综合性能都要远远高于双壁波纹管。缠绕增强管作为成熟的产品在国外早已得到广泛应用, 在国内也被建设部评为重点推广产品,,在沿海地区市政、电力、码头、化工等领域大量采用(仅福建省内大口径部分已超过200公里,得到一致好评)并且在深圳和哈尔滨已应用DN2200及以下的管材。

目前HDPE缠绕增强管被中国石化、中国石油、中国核电,中国广东核电、中国铝业、冶金等国家重要项目和行业已成功使用的背景下,作为唯一的新型材料排水管材;中国五大电力集团在沿海地区也在广泛使用。环保和工程质量是全世界都在关注的问题, 更是人文工程,这就要求这些不易维护的地下管线要有稳定的质量,较长的寿命,高安全性,免维护。百年大计的决策需要大智慧。

 6.2、克拉管与中空管的比较

1.HDPE缠绕增强管又名克拉管,是采用德国设备和技术,以高密度聚乙烯(HDPE)材料为原料,在热熔状态下缠绕成型,采用自然风冷却后,冷态脱模,符合国标GB/T19472.2-2004规定的B型结构壁管。

 主要特点有:

A)、热熔状态缠绕,结构壁内外壁同步缠绕,管材整体均匀、没有焊缝。

B)、采用风冷,管材在成型内贮热量完全散发,不会形成内应力,不会分层和开裂。

C)、冷态脱模,管材冷却至常温时,采用模具收缩方式脱模,管材不会变形。而HDPE中空壁缠绕管,采用国产设备和技术,以高密度聚乙烯材料(HDPE)为原料,在热熔状态下缠绕成型,采用水冷,符合国标GB/T19472.2-2004规定的A型结构壁管。在工艺上先挤出方形管,经水冷却后定形,再缠绕成圆形管,再用水冷却。这样就会出现以下缺陷:

A)、存在明显的焊缝,且长度较长,质量难以控制。

B)、水快速冷却,热量散发不均匀,结构壁存在应力。控制不好时经常出现弹簧状裂开。

C)、外壁光滑,无法有效抑制因PE材料热胀冷缩引起的纵向位移,经常造成在管道两端形成应力集中,破坏接头或管道与检查井的连接,形成漏水。

 2.HDPE高密度聚乙烯缠绕增强管的惯性距是连续可调的且最大值可达19.8,所以管材环刚度高,DN1500以上的管材仍可以生产出16KN/m2以上的管材。而HDPE中空壁缠绕管,结构壁型高受限,可调惯性矩较小只能达到5,所能生产的管材环刚度低,基本为 8KN/㎡,当管材大于DN1000以上时其环刚度为SN4(≥4KN/㎡).

 3.HDPE高密度聚乙烯缠绕增强管在生产时对产品原料性能要求极高,所以除了2%的色母粒以外,其它都为HDP E材料,所以价格相对低。而HDPE中空壁缠绕增强管单位环刚度所产生耗材较多,所以成本较高。但由于生产设备投资较小,门坎较低,所以厂家较多,在无序的市场竞争下,为了在成本上取得优势,大量采用无机物(碳酸钙)和再生料,以致市场的价格差矩较大,并且低得离谱。 

4.HDPE缠绕增强管采用承插式电熔连接(刚性接口),接口部采用承插和电熔两种方式同时使用,确保了管材接口的受力能力,同时也保证了接口的密封性。HDPE缠绕增强管承受不均匀能力极强,并且施工方式可以多样化,在需要快速回填地区,HDPE缠绕增强管可以在地面上进行多根预焊,再放入沟槽。而HDPE中空壁缠绕管采用(电)热熔带方式进行连接,由于管材端口变形,(电)热熔带不能与管材完全粘后,施工时必须在沟槽内焊接,需要较大的土方开挖,施工速度慢。(电)热熔带连接,受力结构较差,加上管材焊了缝长,无法适应软基或不均匀沉降地区敷设。

5.在同材质的HDPE缠绕增强管(B型管)和HDPE中空壁管(A型管)相比,在技术上B型管要优于A型管、应用上B型管还要优于A型管,在相同的指标下,两种型式的管材用料相差不多,正常价位也应相差无几,所B型管的性价比明显要优于A型管。 

6.HDPE缠绕增强管,在国家及省市重点工程中大量使用,尤其是沿海地区存在不均匀沉降地区更是普遍使用。而HDPE中空壁缠绕管由于工艺和结构较不合理,用料不够纯,工程安全性太低,在一些重点工程中已被限制使用,在沿海地区已普遍不使用。

 综上所述:我们不难得出,采用承插式电熔连接的HDPE缠绕增强管柔性最好,且接口为刚性接口,既确保了接口的密封性又有受力结构。在工程施工过程中,如果沟槽地下水位高,大面积降水困难,或者塌方严重,可以在地面上完成多根管的焊接在放入沟槽,这种方式是其它管材无法做到的,采用这种方式既可以加快施工进度、同时又可避免危险施工,并降低施工成本。

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