《大口径涂塑钢管:标准与技术要求的深度解析》
大口径涂塑钢管在给排水等领域具有至关重要的地位。随着我国经济的快速发展,管道运输在各个行业广泛应用,而大口径给排水涂塑钢管就如同基础设施的“脊梁”。它服役环境苛刻,但能有效应对复杂情况,如内壁受输送介质腐蚀,外壁受土壤腐蚀,且面临杂散电流干扰等问题。然而,做好其腐蚀防护,能极大保障管线安全平稳运行。
大口径涂塑钢管兼具钢管与塑料管的优点。一方面,它有钢管的高强度、高延伸性、低温脆性好、膨胀系数小等特性,能够适应各种较为苛刻的使用环境,承受压力强度好,最大压强可达 6Mpa。另一方面,又具备塑料管耐腐蚀、耐磨损、流体阻力小等优点。其管壁光洁、排水性能好、流体阻力小、不结垢,能极大程度降低损失。例如,国内最大口径聚乙烯涂塑管已突破 3200mm,在海水处理、化工排污等工程中广泛应用,具有强度高、韧性好、抗老化、耐腐蚀、使用寿命长、与保温层有良好结合性等优点。大口径涂塑钢管是传统钢塑管、镀锌管升级型的高性价比产品,被国内各行业越来越广泛地采用。
二、执行标准
(一)国家标准参照
大口径涂塑钢管的国家标准为 GB/T 23257-2009,该标准规定了涂塑层厚度的要求。内壁涂塑层厚度最小值为 150μm,最大值为 500μm;外壁涂塑层厚度最小值为 250μm,最大值为 500μm。需要注意的是,大口径涂塑钢管的实际涂层厚度还要根据管道的使用环境、介质的特性等进行具体设计,一般情况下应该比国家标准规定的厚度要大。
(二)地方标准解析
以 DB43_T 2635-2023 为例,该标准适用于公称尺寸大于等于 DN2000 且小于等于 DN6000,输送介质温度低于 45℃输送原水、自来水、再生水和污废水的涂塑复合钢管的制造和检验。此标准规定了大口径涂塑复合钢管的术语和定义、分类和标记、材料、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等方面内容。标准中对基管的要求明确,基管采用碳素结构钢热轧卷板时应符合 GB/T 700 的规定,采用低合金结构钢卷板热轧卷板时应符合 GB/T 1591 的规定,采用螺旋缝埋弧焊工艺焊接时应符合 GB/T 3091 和 SY/T 5037 的规定,且基管应符合现行有关钢管标准或订货技术条件的相关规定,并有出厂合格证。防腐涂层材料方面,各种原材料均应具备出厂质量证明书、出厂合格证、检验报告、安全数据单以及使用说明书等技术资料,并在装运和贮存过程中保持干燥和清洁。同时,该标准对涂塑复合钢管的内涂层和外涂层进行了分类和标记,为产品的识别和使用提供了明确的依据。
三、技术要求
(一)钢管内毛刺去除
大口径涂塑钢管内毛刺的去除质量至关重要,直接影响着涂层的质量。大口径涂塑钢管所用的钢管一般为符合 GB/T 3091 标准的直缝焊管和符合 SY/T 5037 标准的螺旋缝埋弧焊管。对于直缝焊管,由于管径大、管壁厚,焊接造成的内焊筋高、毛刺大,而钢管涂塑的涂层厚度通常只有 0.5mm 左右。内毛刺的存在会导致涂层不均匀,甚至可能在使用过程中造成涂层脱落,从而影响钢管的耐腐蚀性能和使用寿命。
内毛刺的高度应控制在 0.2mm 以下,而且两侧不能有焊接造成的飞溅铁鳞。除去内毛刺可采用焊管制造中拉去内焊筋的方法或者采用离线砂轮磨削的方法。只有严格控制内毛刺的去除质量,才能为后续的涂层施工提供良好的基础。
(二)钢管表面预处理
钢管表面的预处理对涂层附着力的高低起着直接的影响。对于大口径涂塑钢管的表面预处理质量应达到 GB/T8923 标准中规定的 Sa2½ 级要求,锚纹深度达到 50μm 至 75μm。良好的表面预处理能够去除钢管表面的油污、铁锈、氧化皮等杂质,增加涂层与钢管表面的接触面积,提高涂层的附着力。
生产大口径涂塑钢管的厂家在选择生产设备时,一定要首先把钢管的预处理设备选择好。要想生产出合格的涂塑钢管,必须选择能满足质量要求的预处理设备。预处理设备应具备高效的清洗、除锈、喷砂等功能,能够确保钢管表面在涂塑前达到规定的质量标准。表面预处理过的钢管应在 6h 内进行涂塑,超过 6h 后应重新进行处理,以保证涂层的质量。
(三)焊缝部位涂层修补
对于焊接连接的大口径涂塑钢管,由于焊接时焊缝及热影响区的高温,塑料涂层肯定会破坏。为了保证整个系统使用中管道耐腐蚀的要求,对焊缝及热影响区部位必须在安装现场进行涂层的第二次涂敷。
其修补步骤是:在工厂生产时,涂塑钢管应在两端分别留出 150mm 的长度不进行涂塑。焊接前对该部位打磨除锈,焊后清理焊缝部位的焊渣及飞溅,保证达到塑料粉末涂敷的预处理要求。然后,采用与原涂层相同或相似的材料进行涂层修补,确保修补后的涂层与原涂层具有良好的兼容性和附着力。一般采用的接头部位涂层修补后的断面结构应紧密结合,无明显缺陷。
四、工艺标准
(一)涂层附着力要求
大口径涂塑钢管的涂层附着力有着严格的标准。其中,聚乙烯涂塑层附着力≥30N/cm,环氧树脂涂层的附着力为 1~3 级。例如,在实际生产中,通过专业的检测设备对涂层附着力进行检测,确保产品符合标准要求。这样的附着力标准能够保证涂层在使用过程中不易脱落,从而延长钢管的使用寿命。
(二)弯曲性能标准
对于公称通径不大于 50mm 的钢塑管,进行弯曲后不发生裂纹,且钢与内外塑层之间不发生分层现象。而对于公称通径大于 50mm 的钢塑管,同样要求弯曲后无裂纹和分层。在实际应用中,可能会遇到管道需要弯曲安装的情况,因此严格的弯曲性能标准能够确保管道在各种复杂的安装环境下依然保持良好的性能。
(三)压扁性能标准
公称通径大于 50mm,不超过 600mm 的钢塑管进行压扁后不发生裂纹,钢与内外塑层之间也不能发生分层现象。这一标准是为了保证在一些特殊情况下,如管道受到外部压力时,大口径涂塑钢管依然能够保持结构的完整性和稳定性。
(四)卫生要求
输送生活饮用水、冷热水的钢塑管的内塑料层应符合 GB/T 17219 的要求。这意味着内塑料层必须满足严格的卫生标准,确保输送的水不会受到污染,保证人们的饮用水安全。例如,内塑料层应无毒、不积垢,不滋生微生物,保证流体品质。
(五)针孔试验要求
涂覆塑层针孔试验是通过电火花检测仪,对提供试验的钢塑管的整个内外表面进行检查。检测时不应有电火花产生。一般来说,管段试件长度约为 1000mm,当涂层厚度不大于 0.4mm 时,试验电压为 1500V;涂层厚度大于 0.4mm 时,试验电压为 2000V。只有通过这样的针孔试验,才能确保涂层的完整性,防止钢管在使用过程中受到腐蚀。
(六)耐火性能要求
消防用钢塑管应能承受耐火性能试验 15min,试验后应无泄漏和变形损坏。这是因为在火灾发生时,消防管道需要保持完好,确保消防用水能够正常输送。例如,在实际的耐火性能试验中,钢塑管要经受高温的考验,只有符合标准的产品才能在关键时刻发挥作用。
五、工程标准
(一)钢管材质标准
大口径涂塑钢管的材质一般遵循国家标准 GB/T 8163、GB/T 9711 等标准。GB/T 8163 标准适用于输送流体用一般无缝钢管,对钢管的化学成分、力学性能、尺寸精度等方面做出了严格规定。GB/T 9711 标准则针对石油天然气工业输送钢管,确保钢管在恶劣的工作环境下仍能保持良好的性能和可靠性。
(二)生产标准
大口径涂塑钢管的生产标准主要包括 SY/T 0413、SY/T 0315、SY/T 0427 等标准。这些标准主要规定了钢管的制造工艺、质量要求、检验标准等方面的内容。例如,SY/T 0413 标准规定了埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准,对涂塑钢管的防腐层材料、涂覆工艺、质量检验等进行了详细规范。SY/T 0315 标准则针对钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术规范,确保涂层的附着力、耐腐蚀性等性能符合要求。SY/T 0427 标准对石油天然气工业用钢管的质量控制和检验方法做出了明确规定,保证大口径涂塑钢管的生产质量。
(三)防腐涂层标准
防腐涂层是涂塑钢管的重要组成部分,其标准主要包括 GB/T 23257、GB/T 23258 等标准。这些标准规定了防腐涂层的材料、涂覆工艺、涂层厚度、检验标准等方面的内容。GB/T 23257 标准规定了钢质管道聚乙烯防腐层的技术要求,包括聚乙烯材料的性能、涂层厚度、附着力、耐腐蚀性等指标。GB/T 23258 标准则针对钢质管道熔结环氧粉末外涂层的技术要求,对环氧粉末的性能、涂覆工艺、涂层质量等进行了规范。在材料方面,防腐涂层可采用聚乙烯、环氧树脂等材料,根据不同的使用环境和要求进行选择。涂覆工艺包括喷涂、滚涂、浸涂等方法,确保涂层均匀、牢固地附着在钢管表面。涂层厚度应符合标准要求,一般内壁涂塑层厚度最小值为 150μm,最大值为 500μm;外壁涂塑层厚度最小值为 250μm,最大值为 500μm。检验标准包括外观检查、厚度测量、附着力测试、耐腐蚀性试验等,确保防腐涂层的质量符合要求。
(四)连接方式标准
大口径涂塑钢管的连接方式主要包括焊接、螺纹连接、法兰连接等,其标准主要包括 GB/T 9112、GB/T 9123 等标准。这些标准规定了不同连接方式的连接尺寸、连接形式、连接要求等方面的内容。例如,GB/T 9112 标准规定了钢制管法兰类型与参数,对法兰连接的尺寸、压力等级、密封面形式等进行了规范。GB/T 9123 标准则针对钢制管法兰技术条件,确保法兰连接的可靠性和密封性。焊接连接时,应采用符合相关标准的焊接工艺和材料,保证焊缝的质量和强度。螺纹连接应符合 GB/T 7306 标准,确保螺纹的尺寸和精度符合要求。法兰连接应根据管道的压力等级和使用环境选择合适的法兰类型和密封材料,保证连接的牢固性和密封性。
六、总结
大口径涂塑钢管的执行标准和技术要求在工程应用中具有至关重要的意义。严格遵循国家标准和相关规范,确保了钢管的质量和性能,为工程的安全可靠运行提供了坚实保障。
首先,执行标准明确了钢管的材质、生产工艺、防腐涂层以及连接方式等各个方面的要求。这使得生产厂家在生产过程中有章可循,保证了产品的一致性和可靠性。同时,也为工程设计、施工和验收提供了明确的依据,避免了因标准不统一而导致的质量问题和安全隐患。
在技术要求方面,钢管内毛刺的去除、表面预处理以及焊缝部位涂层修补等环节的严格把控,确保了涂层的质量和附着力,延长了钢管的使用寿命。涂层附着力要求、弯曲性能标准、压扁性能标准等技术指标的设定,保证了钢管在各种复杂工况下的性能稳定。卫生要求和针孔试验要求则确保了输送介质的安全和质量。耐火性能要求更是在消防工程中发挥着关键作用,保障了火灾发生时消防用水的正常输送。
总之,大口径涂塑钢管的执行标准和技术要求是工程安全可靠的重要保障。在未来的发展中,我们应不断加强对执行标准和技术要求的重视和落实,推动大口径涂塑钢管行业的健康发展,为国家的基础设施建设和经济发展做出更大的贡献。