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大口径涂塑钢管Y型接口施工方法

介绍了一种新型给水大口径涂塑钢管的Y型接口,其质量比球墨铸铁管、预应力钢筒混凝土管小,强度比聚乙烯管、玻璃钢管高,由于阻力系数小,输水能力比上述管高10%~ 20%,价格比玻璃钢管和球墨铸铁管低,不污染水质,使用寿命可达100年,且涂塑和接口技术成熟。

我国城乡输配水管多采用球墨铸铁管、聚乙烯管、玻璃钢管、预应力钢筒混凝土管。这几种管道虽然都有各自的优点,但从使用耐久性尤其是给水卫生性,涂塑钢管较上述各种管材有较大的优势,经其输送水的水质不改变卫生性能,无异味及任何异常现象,输送前的水经净化消毒处理,出水管处可直接饮用。涂塑钢管在给水工程中没有得到广泛应用,主要原因是涂塑钢管在我国是近十年来才发展起来的,且大口径管连接多为焊接形式,焊口处需重新内外补涂,现场施工困难。近年来,我国钢管涂塑技术和塑粉质量在从国外引进的基础上有了长足的发展,已达到世界先进水平。我国自主知识产权的大口径钢管Y型柔性接口技术也已成熟。这就使给水主管路采用Y型接口的涂塑钢管有了推广应用的基础。

1、近年来国内相继完成了DN1 200~ 2 400螺旋焊管Y型接口规模生产的工艺和设备,并通过了各项质量检测和水压试验,设计压力为1 MPa以上。焊管的Y型接口是用辗轧成型、扩张定尺的工艺在钢管一端直接完成的,辗压呈Y型接口见图1。一般情况下其尺寸公差可控制在±(1~ 2)mm(视管径大小)。
 

2、给水管中的水温一般在4~ 50℃之间,对涂塑要求不高,因此内涂膜多采用价格低、质量好的LLDPE(改性线性低密度聚乙烯)塑粉热熔涂。涂塑质量要符合《给水涂塑复合钢管》(CJ/T 120—2000)规定,如附着力达50 N/cm以上(标准≥ 30N/cm),抗拉强度≥ 14 MPa(标准> 9.8 MPa),断裂伸长率≥ 600%(标准> 100%),耐环境应力裂化≥ 1000 h(标准> 500 h)。卫生性能完全符合GB/T17219的要求。涂层颜色为灰色。钢管外壁防腐层可采用涂塑,但用户一般多要求采用四油三布外防腐,主要是为降低费用。需要指出的是钢管外壁插口端150 mm处最好涂塑膜,以使安装方便及保证接口质量和不污染水质(见图1)。

近年来我国钢管涂塑技术和设备在引进的基础上有了长足的发展和创新,技术上已成熟,国产涂料也已赶上国际先进水平,加工大口径钢管完全具备了条件,目前已投入运营的涂塑钢管质量可靠,用户反应良好。大口径Y型接口涂塑钢管制作工艺流程:Y型接口焊管※检测※内外壁喷丸检测中频圈加热260~ 320℃(视涂料要求)检测温度边加热边内喷涂塑LLDPE外壁插口端150 mm处涂LLDPE冷却固化※管外壁包覆四油三布※冷却※检测※包装成品。

钢管涂塑前的喷丸处理是十分重要的工序,其质量直接影响涂层质量和涂塑钢管的使用寿命。一些文献指出:表面处理质量对涂层寿命的影响程度占49.5%。一般情况下表面处理费用占总费用的50%以上。所以钢管涂塑前的喷丸,生产厂家都有内喷丸和外喷丸专用设备。但是实践证明,大口径螺旋焊管的内外壁喷丸却不易采用专用内外喷丸设备。一方面是设备投资太大,另一方面虽是专用设备反而喷丸质量差。只要建足够大的喷丸室,采用手工喷丸就能达到质量好、效率高的糙化面。喷丸室内设有旋转台架,其动力应安装在喷丸室底部或外部,喷丸室四壁应使用橡胶板密封,以防沙粒外溅伤人。由于工件大而重,旋转台架的小车也应设有动力,使钢管进出喷丸室。如DN2 400长12 m的焊管重约8.5 t多,所以喷丸的钢沙罐应足够大,空压机和储气室也要适应需要,一般一次完成喷丸钢管的内外壁。喷丸中不要因气、砂等原因中途停止。喷丸质量要求达到Sa21/2标准。

中频加热在国内已普遍采用,钢管涂塑加热温度一般在300℃上下,和钢管中频退火设备相似。Y型接口焊管的特点是其承口外径尺寸稍大,在通过中频加热圈时设置安全装置(如聚四氟套)。不同的管径和壁厚需采用不同功率和大小的加热圈。中频感应加热是一种独特的加热方式,铜线圈通电后产生磁场,磁场导致钢管就象是一个短路的环形次级线圈而有电流产生,钢管有电阻就产生热。这种加热方式和加热炉或火焰直接加热都不同,既没有物理接触,也没有辐射热源,不产生任何燃烧物,因此加热干净,无污染,功率密度高,升温快而准确,钢管由内到外加热均匀,误差小于± 5℃。最适钢管涂塑的要求。

钢管在旋转状态下通过中频加热圈,温度达到260~ 300℃(根据涂料的要求)时,即可开始内喷涂。喷涂机可用文丘里装置,需一根直径100 mm聚四氟管(耐温260℃ ,在中频圈中不产生感应热,由于长达13 m,所以在沿壁应装有辊轮支架),管端安装喷枪头,把LLDPE塑粉均匀地喷在已加热的钢管内,钢管边旋转边前进边喷涂,到钢管喷涂完毕。(约12 m长)将其吊装到另外旋转台架上进行精加工,重熔枪加热钢管插口外壁部位150 mm处到260~ 300℃ ,然后均匀撒上LLDPE塑粉后继续旋转使其塑膜流平固化。

钢管外壁包覆四油三布内涂塑膜,固化后,涂塑钢管外壁温度在60~80℃时,即可包覆四油三布。要求油布平整光洁,无气孔,无积瘤,包覆严密,以保证其防腐质量。2.6 检测涂塑钢管的各项性能内涂塑:目测其表面光洁平整如镜面,焊缝处稍高,整体塑膜厚度> 2~ 3 mm,附着力≥ 50 N/cm,无针孔。外包覆四油三布:包覆严密,平整,无气孔。