一、国标螺旋钢管概述
国标螺旋钢管在码头等领域有着广泛的应用,这得益于其卓越的性能。在石油、天然气领域,它凭借强大的承压能力和良好的耐腐蚀性能,成为输送管道的首选材料,确保石油和天然气的安全运输。在水利工程方面,广泛应用于水利工程、水电站、水库、输水管道等,能够承受较大的水压。在化工领域,可输送各种化学品,其耐腐蚀性能能够抵抗化学物质的侵蚀。在建筑领域,可用于桥梁、码头、建筑结构支撑等工程,展现出高强度和稳定性。
国标螺旋钢管的尺寸通常指其外径和壁厚,常见的外径范围从 219mm 到 3620mm 不等,壁厚一般在 6mm 以上。不同的尺寸适用于不同的工程项目,可以满足各种需求。其长度通常为 6 米、9 米、12 米等,也可根据客户需求定制。此外,还可以根据不同的使用环境和要求,选择不同材质的螺旋钢管,如 Q235B、Q345B 等。
国标螺旋钢管主要工艺特点显著。成型过程中,钢板变形均匀,残余应力小,表面不产生划伤。采用先进的双面埋弧焊工艺,可在最佳位置实现焊接,不易出现错边、焊偏和未焊透等缺陷,容易控制焊接质量。对钢管进行严格的质量检查,使生产全过程均在有效的检测、监控之下,有效地保证了产品质量。整条生产线的设备具备与计算机数据采集系统联网的功能,实现数据即时传输,由中央控制室对生产过程中的技术参数进行精准控制。
二、生产工艺与质量控制
(一)精湛生产工艺
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材料与制造:采用 Q235B 或 Q345B 优质碳素结构钢,运用先进旋压成型技术和高温退火工艺。
国标螺旋钢管在生产过程中,首先对原材料即带钢卷、焊丝、焊剂进行严格的理化检验。优质碳素结构钢 Q235B 和 Q345B 具有良好的强度和韧性,为螺旋钢管的质量奠定了基础。
旋压成型技术是螺旋钢管生产的关键环节之一。该技术通过倾斜设置的压辊和托辊,实现成品直管的夹持、压弯、旋转前行形成螺旋。压辊和托辊的辊面按照一定的曲线加工,保证钢管在变形过程中与辊子间保持足够的包络角和接触线,确保管子在变形过程中不出现打滑现象。例如,压辊为两个,分别设置在底板上,通过压辊间距调整机构调节两个压辊间距,间距取决于螺旋管的螺距,调整间距可以调整螺旋管的螺距。
高温退火工艺主要包括退火和正火两个步骤。退火处理时,将螺旋钢管加热到一定温度,保温一段时间,然后缓慢冷却至室温,使钢管内部的应力得到释放,提高钢管的力学性能。正火处理则是将螺旋钢管加热到一定温度,保温一段时间,然后迅速冷却,改善螺旋钢管的组织结构,提高其硬度和强度。
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多环节严格把控:从钢板预处理到卷制、焊接、成型等环节严格遵循标准,确保质量。
在成型前,带钢经过矫平、剪边、刨边,表面清理输送和予弯边处理,做到外管光滑漂亮。采用电接点压力表控制输送机两边压下油缸的压力,确保了带钢的平稳输送,这样可以保持大口径螺旋钢管在焊接时不会戳边。采用外控或内控辊式成型,保证管径、错边量和焊缝间隙都得到严格的控制。内焊和外焊均采用美国林肯电焊机进行单丝或双丝埋弧焊接,从而获得稳定的焊接质量。焊完的焊缝均经过在线连续超声波自动伤仪检查,保证了螺旋焊缝的无损检测覆盖率。若有缺陷,自动报警并喷涂标记,生产工人依此随时调整工艺参数,及时消除缺陷。
(二)严格质量检测
对钢管进行力学性能、弯曲性能、扩口性能、压扁性能等测试,保证产品质量。
国标螺旋钢管在出厂之前应进行严格的质量检测。力学性能测试包括拉伸试验,检测钢管的抗拉强度、屈服强度等指标。通过弯曲性能测试,检验钢管在弯曲状态下的性能,确保在实际使用中能够承受一定的弯曲应力。扩口性能测试主要是检测钢管在扩口过程中的变形能力,以保证在连接安装时的可靠性。压扁性能测试则是对钢管在压扁状态下的抵抗能力进行评估,防止在受压情况下出现变形或破裂。
此外,还进行无损探伤检测,包括超声波探伤、射线探伤等。超声波探伤对内外焊缝及焊缝两侧母材进行 100% 的检查,能够发现焊缝内部的缺陷。射线探伤对内外焊缝进行 100% 的 X 射线工业电视检查,采用图象处理系统以保证探伤的灵敏度。通过这些严格的质量检测,确保国标螺旋钢管的质量符合标准要求,为码头等工程的安全稳定运行提供保障。
三、显著特点与优势
(一)力学性能优异
国标螺旋钢管的屈强比处于合理范围内,这确保了它在承受静态载荷时的稳定性。例如,在一些码头工程中,钢管需要长时间承受货物的堆积压力以及各种设备的静载荷,合理的屈强比使得钢管能够稳定地发挥作用,不会轻易发生变形或损坏。
其抗拉强度高,满足相关标准要求,能够承受较大的拉力而不发生断裂。据统计,国标螺旋钢管的抗拉强度通常在 [具体数值区间] MPa 以上,这使得它在面对复杂的工程环境和较大的外力作用时,依然能够保持结构的完整性。
延伸率良好也是其显著特点之一。相关数据显示,国标螺旋钢管的延伸率达到了一定数值,通常在 [具体百分比区间] 左右。这表明在受到外力作用时,钢管具有较好的塑性变形能力,能够适应一定程度的变形而不损坏。在码头工程中,可能会受到船舶停靠时的撞击力、风浪的冲击力等,良好的延伸率使得钢管能够在一定程度上缓冲这些外力,提高了工程的安全性和可靠性。
(二)加工性能良好
为了验证国标螺旋钢管的加工性能,进行了弯曲试验、扩口试验和压扁试验。在弯曲试验中,试样采用标准的弯曲半径和弯心角度进行制备,然后施加一定的弯曲载荷。试验结果表明,钢管能够承受较大的弯曲角度和曲率半径,符合 GB/T 242 - 2007《金属管弯曲试验方法》的相关要求。这使得钢管在码头工程的管道铺设和结构搭建中,可以根据实际需要进行弯曲处理,适应不同的布局要求。
扩口试验过程中,将试样置于专用扩口试验机中,逐渐施加扩口载荷。经测试,钢管的扩口变形量和扩口率均在标准范围内,符合 GB/T 246 - 2007《金属管扩口试验方法》的要求。这意味着在连接安装过程中,可以方便地进行扩口操作,提高连接的密封性和稳定性。
压扁试验时,将试样置于压扁试验机中,逐渐施加压扁载荷。结果显示,钢管的压扁变形量和压扁率满足 GB/T 248 - 2007《金属管压扁试验方法》的相关要求。这说明在受到一定的压力时,钢管不会轻易发生变形或破裂,保证了在码头工程中使用的安全性。
(三)外观与防腐
国标螺旋钢管的外观质量要求非常高。表面光滑无裂纹、折叠、结疤等缺陷,这不仅确保了钢管在使用过程中的美观性,更重要的是提高了其安全性。在码头工程中,美观的外观可以提升工程的整体形象,而无缺陷的表面则可以减少因表面缺陷导致的应力集中,降低钢管发生破裂的风险。
尺寸精度高也是其重要特点之一。钢管的尺寸精度满足相关标准,确保连接接口的配合精度,避免因尺寸偏差导致的连接不紧密或泄漏等问题。在码头工程中,管道的连接紧密性至关重要,高精度的尺寸可以保证管道系统的密封性,防止液体或气体泄漏,提高工程的运行效率和安全性。
焊接质量好,焊接平整、无夹渣、无气泡等缺陷,保证焊缝的质量和强度。在码头工程中,焊接部位是钢管的薄弱环节之一,良好的焊接质量可以确保钢管在承受外力时不会从焊缝处发生断裂。
为了提高钢管的耐腐蚀性能和使用寿命,外表面一般需要进行镀锌处理。镀锌层的厚度和重量均需符合相关标准要求。镀锌处理可以有效地防止钢管受到大气、海水等环境因素的侵蚀,延长钢管的使用寿命。在码头工程中,由于钢管长期处于潮湿的海洋环境中,耐腐蚀性能尤为重要。镀锌处理后的钢管可以更好地抵抗海水的腐蚀,降低维护成本,提高工程的经济效益。
四、规格种类丰富
国标螺旋钢管的规格种类丰富多样,为不同的码头工程提供了多种选择。常见的螺旋钢管标准管径包括直径为 219mm - 3048mm,壁厚为 5mm - 25mm 等。如公称外径从 219mm 到 3620mm 不等,公称壁厚也有多种选择,如公称外径为 219mm 的钢管,公称壁厚有 5、5.5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16mm 等多种规格。
在长度方面,国标螺旋钢管通常为 6 米、9 米、12 米等,也可根据客户的需求进行定制。比如在一些大型码头工程中,可能需要特定长度的钢管来满足特殊的布局要求,这时就可以定制合适长度的螺旋钢管。
不同的管径、壁厚和长度规格可以满足不同码头工程的需求。对于小型码头的输水管道等工程,可能管径较小、壁厚较薄的螺旋钢管就能满足要求;而对于大型码头的建筑结构支撑等工程,则需要管径较大、壁厚较厚的螺旋钢管来保证其承载能力。
例如,口径在 325mm - 2400mm、壁厚范围在 8 - 60mm、长度范围在 6 - 12m 的螺旋钢管,就广泛应用于各类码头工程中。像 DN500 码头打桩用螺旋管,其壁厚为 1mm,材质为碳钢,公称压力为 1Mpa,内径和外径根据具体规格而定,这种螺旋管在码头打桩工程中发挥着重要作用。
此外,像规格为 630*6 的螺旋管,适用于码头用管领域,价格为 3800.00 元 / 吨起批,产地发货地为广东佛山,2 天内发货,供货总量为 8 吨。这些丰富的规格种类和产品信息,为码头工程的建设者提供了更多的选择,确保能够根据实际工程需求选择到最合适的国标螺旋钢管。
五、为何码头选择国标螺旋钢管
(一)高强度保障码头工程安全
国标螺旋钢管具有卓越的力学性能,其高强度能够承受码头复杂的工程环境和巨大的外力作用。在码头作业中,货物的堆积、装卸设备的运行以及船舶的停靠等都会对支撑结构和管道系统产生巨大的压力。国标螺旋钢管的抗拉强度高,屈强比合理,延伸率良好,能够在各种外力作用下保持结构的完整性,为码头工程提供了坚实的保障。例如,在大型集装箱码头,堆积如山的货物对地面和支撑结构产生的压力巨大,国标螺旋钢管作为桩基或支撑结构的一部分,能够稳定地承受这些压力,确保码头的安全运行。
(二)耐腐蚀性能延长使用寿命
码头通常处于海洋等恶劣环境中,海水、海风以及空气中的盐分等对建筑材料具有很强的腐蚀性。国标螺旋钢管通过外表面镀锌处理等防腐措施,能够有效地抵抗这些腐蚀因素。据相关数据显示,经过镀锌处理的国标螺旋钢管在海洋环境中的使用寿命可延长至 [具体年限] 年以上,大大降低了码头工程的维护成本。例如,在一些沿海码头,采用国标螺旋钢管作为输水管道和结构支撑,经过多年的使用,依然保持良好的性能,没有出现因腐蚀而导致的泄漏或结构损坏等问题。
(三)良好加工性能便于施工安装
国标螺旋钢管的良好加工性能为码头工程的施工安装带来了极大的便利。在码头建设过程中,管道的铺设和结构的搭建需要根据实际场地情况进行调整和安装。国标螺旋钢管能够承受弯曲、扩口和压扁等加工操作,符合相关标准要求,使得施工人员可以根据需要对钢管进行加工,适应不同的布局要求。例如,在码头管道铺设过程中,可能需要绕过一些障碍物或者适应不同的地形变化,国标螺旋钢管的弯曲性能使得施工人员可以轻松地进行弯曲处理,提高了施工效率。
(四)严格质量控制确保工程质量
国标螺旋钢管在生产过程中经过严格的质量控制,从原材料的选择到生产工艺的各个环节,再到最终的质量检测,都有严格的标准和规范。这确保了每一根国标螺旋钢管都具有可靠的质量,为码头工程的安全稳定运行提供了保障。例如,在码头打桩工程中,使用的国标螺旋钢管必须经过严格的力学性能测试、无损探伤检测等,确保钢管的质量符合工程要求,避免因钢管质量问题而导致的工程事故。
综上所述,国标螺旋钢管以其高强度、耐腐蚀、良好的加工性能和严格的质量控制,成为码头工程的可靠选择。它为码头的建设和运营提供了坚实的保障,助力码头工程的顺利进行。
防腐分类
(一)常见防腐方法
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隔离涂层:防止腐蚀的简单且便宜的方法之一是使用隔离涂层,如油漆、塑料或粉末。当今的涂料系统由不同功能的涂层组合而成,底漆层起抑制作用,中间层增加厚度,面层提供对环境因素的抵抗力。但涂层常需剥离重涂,使用不当易失效且可能含挥发性有机化合物,易受腐蚀。
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热浸镀锌:将钢浸入熔融的锌中,钢中的铁与锌反应生成合金涂层起保护作用。该工艺有 250 多年历史,初始成本低、可持续性和多功能性强,但处理不当锌可能碎裂或剥落,高暴露于环境元素会加速锌磨损,且镀锌过程中释放的锌烟有毒。
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合金钢(不锈钢):结合各种金属特性,为产品提供更高强度和抵抗力,如耐腐蚀的镍与耐氧化的铬结合可制成适用于不同化学环境的合金。虽有效但非常昂贵,且需监测表面状况,因裂纹或划痕会加剧腐蚀。
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阴极保护:防止电偶腐蚀,通过提供来自另一种来源的电子将金属表面活性位点转换为被动位点,通常在表面或附近附有电化阳极,如铝、镁或锌。虽有效但需经常检查阳极,增加维护成本,还会增加连接结构重量,在高电阻率环境中不一定有效。
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多点锚固 PE 板:是一种非常有效的防腐材料,弥补了传统防腐方法的缺点,在开裂、脱落、寿命和防腐性能方面表现出色,能让混凝土构筑物运行更长时间,降低后期维护成本,是性价比最好的材料,也是实现百年工程的首选材料之一。
(二)防腐材料的种类
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按成分划分:
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酚醛树脂漆:环保、耐油,运用于家具涂漆,有良好绝缘性。
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环氧 - 酚醛漆:机械性能好,耐碱耐酸,运用于电绝缘。
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环氧树脂涂料:耐腐蚀性和耐碱性强,可在高温下使用。
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过氯乙烯漆:运用于工业领域,耐海水、耐酸、耐工业大气,防霉、防燃烧,但金属表面附着力不强。
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沥青漆:吸水性强,制作成本低且环保,用于建筑物防水。
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按用途划分:主要分为金属用防腐漆、家具用防腐漆、船舶用防腐漆、橡胶用防腐漆、管道用防腐漆、汽车用防腐漆。
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按溶剂划分:分为水性防腐漆、油性防腐漆。
(三)工业防腐涂料的分类及选择
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分类:工业防腐涂料一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料。常规防腐涂料制作简单,对金属在一般条件下起防腐蚀作用,保护有色金属使用寿命;重防腐涂料制作复杂,能在相对苛刻环境中使用,防腐等级高,保护期长。
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选择指南:综合考虑所处环境性质、施工可行性和配套性能。所处环境性质包括腐蚀介质情况、气候等;施工可行性涉及刷涂、喷涂或自然干燥成膜等;配套性能要考虑涂料的微孔可能被腐蚀介质渗入侵蚀钢铁。工业防腐涂料价格在 500 元到 2000 元左右一桶不等,购买时需注意应用领域是否符合需求。
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应用领域:工业防腐涂料应用领域广泛,包括新兴海洋工程、现代交通运输、能源工业、大型工业企业、市政设施等五个方面。
(四)水性防腐涂料的分类
目前已研究开发的防腐涂料主要有水性丙烯酸涂料、水性聚氨酯涂料、水性环氧涂料和水性无机富锌涂料四大类。
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水性丙烯酸涂料:以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸三种单体合成的共聚物为基料,以水为分散剂,再加助剂、填料配制而成。根据树脂在水中状态分为水溶性、水溶胶和水乳性丙烯酸涂料。干燥后可形成坚硬漆膜,分底漆、中涂漆和面漆,具有较高的耐紫外线、耐水耐候性及涂膜不泛黄等优点,可与水性环氧或丙烯酸底漆、中涂漆相配套,广泛应用于汽车、建筑业等领域。
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水性聚氨酯涂料:是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系,依亲水性基团的电荷性质可分为阴离子型、阳离子型和非离子型。具有较好的分散稳定性、低成本和高粘附性,作为防腐面漆广泛应用于汽车、皮革和木器等的涂装。未来研究方向主要是综合改性、提高耐水性和增强抗菌抗静电等性能。
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水性环氧涂料:由疏水性环氧树脂分散体和亲水性的胺类固化剂组成,关键是疏水性环氧树脂的乳化及环氧树脂与固化剂的配比。对各类底材附着力极高,具有价格低廉、运输使用方便和涂膜高耐腐蚀性等优点,广泛用于冶金、五金交电、汽车、石油化工和船舶等领域。已商品化使用的有水性环氧铁红防锈涂料、水性环氧磷酸锌防锈涂料、水性环氧富锌底涂料和水性环氧云母防锈涂料等。
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水性无机富锌涂料:一般分为自固化无机富锌和后固化无机富锌两类,目前使用最广泛的是以无机硅酸盐水溶液为基料,以锌粉为防腐颜料合成的水性自固化无机富锌涂料。通过锌粉与成膜基料的电化学作用在金属表面牺牲锌形成锌铁络合物来保护铁,可广泛应用于海洋大气、高温等极端环境下的钢结构、输油管线和各种化学贮槽内衬等的长效防腐。未来研究重点是改善户外恶劣环境下施工时涂膜疏松、多孔等现象。
标准
(一)国标螺旋钢管的生产标准
国标螺旋钢管在生产过程中需严格遵循一系列标准。首先,原材料的选择必须符合国家标准,如采用优质碳素结构钢 Q235B 和 Q345B,其化学成分和力学性能应满足相关要求。在生产工艺方面,旋压成型技术和高温退火工艺的参数设置也有严格标准。例如,旋压成型过程中,压辊间距需根据螺旋管的螺距进行精确调整,确保钢管在变形过程中不出现打滑现象。高温退火的温度、保温时间和冷却速度都需严格控制,以保证钢管的力学性能和组织结构达到标准要求。
焊接环节同样遵循严格标准。内焊和外焊均采用美国林肯电焊机进行单丝或双丝埋弧焊接,焊接电流、电压、焊接速度等参数需根据钢管的规格和材质进行合理设置,确保焊缝质量稳定可靠。焊完的焊缝需经过在线连续超声波自动探伤仪检查和 X 射线工业电视检查,保证螺旋焊缝的无损检测覆盖率达到 100%,对发现的缺陷及时进行处理,确保产品质量符合国家标准。
(二)质量检测标准
国标螺旋钢管的质量检测标准涵盖多个方面。力学性能测试中,抗拉强度通常需达到 [具体数值区间] MPa 以上,屈服强度也有明确要求。弯曲性能测试要求钢管能够承受一定的弯曲角度和曲率半径,符合 GB/T 242 - 2007《金属管弯曲试验方法》。扩口性能测试中,扩口变形量和扩口率应在标准范围内,符合 GB/T 246 - 2007《金属管扩口试验方法》。压扁性能测试时,压扁变形量和压扁率需满足 GB/T 248 - 2007《金属管压扁试验方法》。
无损探伤检测是质量检测的重要环节。超声波探伤对内外焊缝及焊缝两侧母材进行 100% 的检查,能够发现焊缝内部的微小缺陷。射线探伤对内外焊缝进行 100% 的 X 射线工业电视检查,采用图象处理系统以保证探伤的灵敏度。通过这些严格的质量检测标准,确保国标螺旋钢管的质量稳定可靠,为码头等工程的安全运行提供有力保障。
(三)外观与防腐标准
国标螺旋钢管的外观质量标准要求表面光滑无裂纹、折叠、结疤等缺陷。尺寸精度方面,钢管的外径、壁厚等尺寸偏差需控制在一定范围内,确保连接接口的配合精度。焊接质量标准要求焊接平整、无夹渣、无气泡等缺陷,保证焊缝的强度和密封性。
防腐标准方面,外表面镀锌处理的镀锌层厚度和重量需符合相关标准要求。例如,镀锌层厚度一般应在 [具体数值]μm 以上,镀锌层重量每平方米应达到 [具体数值] g 以上。通过严格的外观与防腐标准,提高国标螺旋钢管的美观性、安全性和使用寿命,满足码头等工程的特殊需求。
六、未来发展趋势
(一)技术创新推动发展
随着科技的不断进步,国标螺旋钢管的生产技术也将不断创新。例如,新型的成型技术可能会出现,进一步提高钢管的尺寸精度和表面质量。智能化生产设备的应用将使生产过程更加高效、精准,降低生产成本的同时提高产品质量。同时,防腐技术也将不断创新,研发出更加环保、高效的防腐材料和方法,延长钢管的使用寿命。
(二)市场需求持续增长
随着全球经济的发展和基础设施建设的不断推进,码头等领域对国标螺旋钢管的需求将持续增长。特别是在新兴市场和发展中国家,港口建设、水利工程等项目的增多将为国标螺旋钢管带来广阔的市场空间。同时,随着环保意识的提高,对耐腐蚀、高性能的钢管需求将更加迫切,这也将推动国标螺旋钢管行业的发展。
(三)行业竞争加剧
随着市场需求的增长,国标螺旋钢管行业的竞争也将加剧。企业将不断提高产品质量、降低成本、加强品牌建设,以提高市场竞争力。同时,行业整合也将加速,一些规模较小、技术落后的企业将被淘汰,行业集中度将进一步提高。
(四)绿色环保成为发展方向
在全球环保意识不断提高的背景下,国标螺旋钢管行业也将朝着绿色环保的方向发展。企业将加大环保投入,采用更加环保的生产工艺和材料,减少对环境的污染。同时,研发可回收利用的钢管产品,降低资源消耗,实现可持续发展。
综上所述,国标螺旋钢管行业未来发展前景广阔,但也面临着技术创新、市场竞争和环保压力等挑战。企业只有不断创新、提高产品质量、加强环保意识,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。