一、螺旋鋼管的標準體系
排水用螺旋鋼管在材質和工藝方面有著嚴格的標準要求。
首先,在材質方面,目前主要選擇材質為 Q235b 的螺旋鋼管用于排水工程。其材質包括 Q235A,Q23b,0Cr13、1Cr17、00Cr19Ni11、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Nb、Q345、L245、L290、X42、X46、X70、X80 等多種選擇。執(zhí)行標準為 5037 或者 9711,人們習慣稱為排水用 Q235B 螺旋鋼管。
其次,在工藝標準上,排水用螺旋鋼管采用雙面埋弧焊技術,焊縫成螺旋狀。生產工藝包括原材料的嚴格理化檢驗,帶鋼頭尾對接采用單絲或雙絲埋弧焊接,成型前的多道處理工序,以及采用各種設備控制確保焊接質量。例如,采用電接點壓力表控制輸送機兩邊壓下油缸的壓力,確保帶鋼平穩(wěn)輸送;采用焊縫間隙控制裝置保證焊縫間隙滿足焊接要求,嚴格控制管徑、錯邊量和焊縫間隙;內焊和外焊均采用美國林肯電焊機進行單絲或雙絲埋弧焊接,獲得穩(wěn)定的焊接規(guī)范;焊縫經過在線連續(xù)超聲波自動傷儀檢查,保證 100% 螺旋焊縫無損檢測覆蓋率等。
對于 Q235B 螺旋焊管國標允許公差也有明確規(guī)定。執(zhí)行 GB/T9711 - 2017 和 GB/T3091 - 2015 標準,鋼管壁厚≤5mm 的,公差 ±0.5mm;鋼管壁厚>5mm - <15mm 的,公差 ±0.1t(t 代表鋼管壁厚),即壁厚允許公差是 ± 壁厚的百分之十;鋼管壁厚≥15mm 時,公差 ±1.5mm。同時,螺旋焊管焊縫形狀的好壞直接影響焊縫接頭服役時的力學性能等,可利用人工、設備等方面的技術優(yōu)勢,建立預測系統(tǒng)對焊縫形狀的五個特征參數(shù)進行預測。
二、先進技術支撐
(一)焊接技術多樣
螺旋鋼管的焊接技術豐富多樣,不同的焊接方法有著不同的應用場景。電渣焊主要用于大厚度板材的焊接,在一些對焊縫強度要求極高的大型排水管道工程中可能會被采用。手工電弧焊具有靈活性高的特點,適用于一些現(xiàn)場修補或者小型排水管道的連接。機械焊則在大規(guī)模生產中能夠保證焊接的效率和穩(wěn)定性,常用于大型排水工程中螺旋鋼管的批量生產。
(二)工藝標準嚴格
給排水防腐螺旋鋼管有著嚴格的工藝標準。涂層附著力方面,聚乙烯涂塑層附著力≥30N/cm,環(huán)氧樹脂涂層的附著力為 1~3 級,確保涂層在使用過程中不易脫落。彎曲性能上,公稱通徑不大于 50mm 鋼塑管進行彎曲,彎曲后不發(fā)生裂紋,鋼與內外塑層之間不發(fā)生分層現(xiàn)象,這使得管道在復雜地形的鋪設中能夠適應一定程度的彎曲。壓扁性能要求公稱通徑大于 50mm,不超過 600mm 的鋼塑管進行壓扁,壓扁后不發(fā)生裂紋,鋼與內外塑層之間不發(fā)生分層現(xiàn)象,保證了管道在受到外部壓力時的穩(wěn)定性。
衛(wèi)生要求方面,輸送生活飲用水、冷熱水的鋼塑管的內塑料層應符合 GB/T 17219 的要求,確保水質安全。涂覆塑層針孔試驗中,用電火花檢測儀對提供試驗的鋼塑管的整個內外表面進行檢查,檢測時不應有電火花產生,保證涂層的完整性。此外,消防用鋼塑管應能承受耐火性能試驗 15min,試驗后應無泄漏和變形損壞,提高了管道在特殊情況下的安全性。
三、豐富的連接方式
(一)承插式連接
承插式連接適用于直徑較大的螺旋鋼管。連接方法為將管子插入管口中,然后用橡膠密封圈密封,最后再用卡箍卡緊。常見問題有連接口漏水、密封圈老化、卡箍松動等。這種連接方式操作相對簡單,能夠在一定程度上適應管道的熱脹冷縮,但需要定期檢查密封圈和卡箍的狀態(tài),確保連接的密封性。
(二)法蘭連接
法蘭連接適用于高壓管道。連接方法為用法蘭將兩個螺旋鋼管連接起來,再用螺栓將法蘭固定在一起。常見問題有法蘭密封不嚴、法蘭松動等。法蘭連接具有拆卸方便的優(yōu)點,適用于需要經常維護或更換管道的場合。在安裝時,要確保法蘭的平整度和螺栓的緊固程度,以保證連接的密封性和穩(wěn)定性。
(三)螺紋連接
螺紋連接適用于直徑較小的螺旋鋼管。連接方法為在管子兩端加工出螺紋,然后用螺紋連接器將兩個螺旋鋼管連接起來。常見問題有螺紋連接不緊、螺紋損壞等。螺紋連接操作簡便,成本較低,但在高壓環(huán)境下可能會出現(xiàn)密封性能不足的問題。在連接時,要注意螺紋的加工質量和連接器的選擇,確保連接的牢固性。
(四)插口連接
插口連接適用于直徑較小的螺旋鋼管。連接方法為在管子兩端加工出插口,然后將兩個螺旋鋼管插入到插口中,最后用卡箍卡緊。常見問題有插口連接不緊、插口變形等。插口連接安裝速度較快,但需要注意插口的尺寸精度和卡箍的質量,以防止連接出現(xiàn)問題。
(五)絲扣連接
絲扣連接適用 DN15---DN100 的螺旋鋼管。連接方法為套絲、用板銼去毛刺、襯塑管倒角、切斷、螺絲防腐、連接。套絲長度應符合 CECS125:2001 規(guī)范的要求,確保管材端面與管件根部的硅橡膠墊圈接觸,吻合形成二次密封。優(yōu)點是連接方便、成本低;缺點是受口徑的限制,口徑小于 100mm。
(六)溝槽連接
溝槽連接適用于 DN50---DN400 的螺旋鋼管。在鋼管復合管上溝槽,溝槽托輪尺寸隨管子口徑大小變化。溝槽要求應符合 CECS125:2001,CJ/T156 - 2000 標準。優(yōu)點是不定尺、安裝方便;缺點是涂層容易破壞,需修補。
(七)直接焊接或雙金屬焊接
直接焊接或雙金屬焊接適用 DN125 以上的螺旋鋼管。直接焊接采用《可焊接涂覆塑鋼管》技術,操作方便,成本低,質量優(yōu),適用于各種要求比較高的管道安裝。雙金屬焊接,管口的端口均有坡口,在連接時先用不銹鋼焊條焊接內層不銹鋼,然后用碳鋼焊條焊接外層鋼管。雙金屬連接焊接配件無縫沖壓配件。優(yōu)點是操作方便、成本低、質量優(yōu);缺點是對焊接技術要求較高。
四、防腐分類明確
(一)IPN8710 防腐和環(huán)氧煤瀝青防腐
IPN8710 防腐和環(huán)氧煤瀝青防腐主要應用于自來水供水和輸水管線用途。這種防腐方式一般采用外環(huán)氧煤瀝青防腐和內 IPN8710 防腐工藝,工藝流程簡單,成本較低。
IPN8710 防腐螺旋鋼管由聚氨脂聚乙烯、改性環(huán)氧樹脂、無毒防銹顏填料、助劑等組成底漆,常溫固化形成互穿網絡,涂膜結構致密,耐酸、堿、鹽,防銹性能優(yōu)異,附著力強。面漆由環(huán)氧、橡膠樹脂改性,無毒防銹顏填料,助劑等組成。耐化學品性能優(yōu)異,無毒,抗微生物的侵蝕。
環(huán)氧煤瀝青防腐鋼管涂 IPN8710 飲水用漆,漆膜從不脫落、龜裂。厚度一般在 0.5~1.0mm。工程實測表明,用環(huán)氧煤瀝青外加陰極保護,石油、燃氣管道使用二十年基本沒有發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。其規(guī)范工藝是 “兩布三油”,即滿涂一層環(huán)氧煤瀝青防腐油,纏一層玻璃布,再滿涂一層防腐油,纏一層玻璃布,再涂一層防腐油。
(二)3PE 防腐鋼管和 TPEP 防腐鋼管
3PE 防腐鋼管和 TPEP 防腐鋼管普遍用于燃氣輸送和自來水輸送。
3PE 防腐鋼管防腐結構為第一層環(huán)氧粉末(FBE>100um),第二層膠粘劑(AD)170~250um,第三層聚乙烯(PE)1.8~3.7mm。三種材料融為一體,并與鋼管牢固結合形成優(yōu)良的防腐層。管徑范圍 Φ60~Φ1420。3PE 防腐涂層綜合了環(huán)氧樹脂和聚乙烯材料的高抗?jié)B性、機械性能高等特點。
TPEP 防腐螺旋鋼管又稱 TPEP 鋼管,母材包括無縫鋼管,螺旋鋼管和直縫鋼管。外纏繞三層結構的聚乙烯(簡稱 3PE)防腐涂層以其良好的抗腐蝕性、抗水氣滲透性以及力學性能等,在石油供暖管道行業(yè)、水利市政行業(yè)、化工行業(yè)得到了廣泛應用。TPEP 防腐是國內乃至國外最先進防腐,使用壽命長達 50 年以上。內壁光滑,糙率 0.0081 - 0.0091,水頭損失小。適應地形能力強,安裝簡單,安全可靠,內壁光滑不結垢,達到食品級要求。
這兩種防腐方式性能最優(yōu),工藝自動化程度高,但成本普遍高于其他的防腐工藝。
(三)涂塑鋼管防腐
涂塑鋼管是目前應用領域最為廣泛的防腐工藝。應用領域包括給排水、消防噴淋和礦用等。
涂塑鋼管具有很多優(yōu)勢。它是采用 PE (改性聚乙烯) 進行熱浸塑或 EP (環(huán)氧樹脂) 進行內外涂覆的產品,具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。涂層本身還具有良好的電氣絕緣性,不會產生電蝕。吸水率低,機械強度高,摩擦系數(shù)小。內層光滑,不會被流體中的顆粒或污物阻塞,流體攜帶性能好。安裝方便,重量輕、長度可調。環(huán)保健康,采用無毒、無味、無害的材料。
適應埋地和潮濕環(huán)境,并可以耐高溫和極低的溫度。抗干擾能力強,作為電纜套管,可以有效屏蔽外界的信號干擾。承受壓力強度好,最大壓強可達 6Mpa。絕緣性能好,作為電線的保護管永遠不會發(fā)生漏電現(xiàn)象。無毛刺、管壁光滑,適合施工的時候穿電線或電纜。
五、廣泛用途展示
(一)城市建設
螺旋鋼管在城市建設中,尤其是城市排水管道系統(tǒng)中發(fā)揮著至關重要的作用。在設計方面,螺旋鋼管需符合區(qū)域及城市總體規(guī)劃的要求,充分考慮系統(tǒng)的可擴展性。由于其具有較高的強度和耐腐蝕性能,能夠適應城市復雜的地下環(huán)境。螺旋鋼管管道盡量設計為環(huán)狀結構,并進行環(huán)、枝結合,配水管道宜布置成環(huán)狀,供水要求不高時可為樹枝狀,以便在城市發(fā)展帶動用水量增加時,方便連接成環(huán)狀,滿足城市不斷增長的排水需求。其良好的耐壓性能也能確保在城市排水過程中,承受來自不同方向的壓力,保證排水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
(二)農業(yè)工程
在農業(yè)工程中,螺旋鋼管在灌溉用管、深井管、排水管等方面起到了關鍵作用。螺旋鋼管作為灌溉用管,能夠將水源穩(wěn)定地輸送到農田中,提高灌溉效率,幫助農民伯伯節(jié)省了不少力氣。在深井管方面,螺旋鋼管的高強度和耐腐蝕特性,使其能夠承受地下深處的壓力和土壤中的腐蝕物質,保證深井的穩(wěn)定運行。作為排水管,螺旋鋼管能夠及時排除農田中的積水,防止農作物因積水而受損??傊?,螺旋鋼管為農業(yè)生產提供了可靠的保障。
(三)石油運輸
在運輸石油的過程中,螺旋鋼管用作保送管道發(fā)揮著重要作用。螺旋鋼管具有良好的耐壓性能和耐腐蝕性能,能夠承受石油輸送過程中的高壓和石油的腐蝕。其大直徑厚壁的設計可以提高耐壓能力,滿足長距離石油輸送的需求。同時,螺旋鋼管的焊接工藝先進,焊縫質量高,能夠有效防止石油泄漏,保證石油運輸?shù)陌踩?/span>
(四)其他領域
螺旋鋼管在煤礦、電廠、污水處理、消防、石油、市政工程、化工、高速公路等領域也有著廣泛的應用。在煤礦領域,螺旋鋼管可以作為煤礦通風設備、井下水泵、礦山巷道和支架等方面的重要材料使用。在電廠,螺旋鋼管可用于輸送蒸汽、熱水等介質。在污水處理領域,螺旋鋼管可做污水排放管、污水管以及生物池防腐工程。在消防領域,螺旋鋼管可作為消防管道,輸送滅火用水。在市政工程中,螺旋鋼管可用于城市道路、橋梁等建筑結構用管。在化工領域,螺旋鋼管可用于輸送各種化工原料和產品。在高速公路上,螺旋鋼管可用于護欄等設施??傊?,螺旋鋼管以其優(yōu)異的性能在眾多領域中發(fā)揮著重要作用。