内熔式衬塑与内胀式衬塑及涂塑钢塑复合管介绍

1、钢塑复合管生产技术、工艺对比
钢塑复合管分为涂塑钢管与衬塑钢管
钢塑复合衬塑管生产工艺起源于国外，由于其对树脂粉末的研究领先国内，他们所采用的挤出内衬塑管具有记忆，经过外表涂胶缩径后穿进镀锌钢管，内衬管在一定温度下恢复记忆膨胀与钢管紧密复合，具有较强的预应力，在常温下工作，其胶的粘合力与塑管预应力足够，即使钢管与内衬塑管之间随温度不同伸缩比不同也不会产生游移。
国内钢塑复合衬塑管生产工艺通常使用普通树脂挤出内衬管，在内衬管上涂胶，插入镀锌钢管，经加温后利用塑管的热涨性与钢管结合，由于线膨胀系数以及表面张力的不同，塑管的应力大于胶与钢管的粘接力，钢管与衬塑管之间会有位移，以目前的生产技术与工艺无法解决这些问题。
较先进的生产工艺比上述方法有所改进，充分利用塑料的特性，第一次内衬管非完全塑化，内衬成型管非常柔软，在塑管外层包裹热溶胶带，利用镀锌管内壁粗糙在塑管与钢管复合时加温内管冲压，使塑管膨胀同时二次塑化成型，这样既保证钢塑复合紧密，同时又将塑料的热塑性充分体现，当复合DN65口径以上时，由于内衬塑管壁厚增加，口径变大收缩比系数放大，而此时钢管在日常温差达摄氏40度左右的伸缩比与塑管差距很大，就塑管的热涨力与热溶胶力无法达到钢塑应力差，使其端口钢管与塑管无法平齐，从某种意义上讲已没有钢塑复合管的原意。
以上国内工艺的钢塑复合时将内衬塑管两端都保留约2-3cm伸出钢管外，在冷却后内衬塑管自然收缩后再将超过钢管长度部分切去，端口平齐，其实已经使得钢塑之间有了位移，钢塑之间的胶合力也已受到损伤。同时也显示国内生产工艺的不成熟。
目前国内最先进的复合技术是将挤出成型的塑管外层使用薄型钢板包裹成管，在钢板包裹内层上刻有网格，利用冷拔使钢管内径变小紧密复合，塑管被压迫与钢管之间产生预应力，同时钢管的内表层上网格与塑管之间具有较强的摩擦力，相对抗蠕变性较强。但是其连接方式采用卡套式，连接可靠性较差。
内熔式衬塑规避了这些，首先将镀锌管的内表层进行酸洗或喷砂处理，提高其表面粗糙度，通过对钢管加温匀速旋转，将热塑性粉末均匀的注入在钢管内表，牢固连接在钢管内表层，在其冷却的过程中采用端口补料以防止表面收缩应力对衬塑层的破坏。注入的衬塑层以钢管为外模在管中形成一个管中管。在日常环境温度下，利用树脂的韧性延伸率，热熔衬塑层几乎与钢管同伸缩，结合的紧密度大大高于国内目前的所有衬塑工艺。
在大口径衬塑管制造时，目前昊力管业的内熔式工艺能达到使用要求，先对钢管内表层酸洗或喷砂处理后，再将钢管的内表层进行网格处理，在充分了解热塑粉的特性，由于其在冷却时表面收缩应力大，在钢管表面的网格处理正是将其应力控制在网格内，以避免在冷却时树脂衬管表面因收缩而产生的应力叠加，破坏钢塑复合。此工艺能真正做到端口的内衬塑管与钢管平齐且保证钢塑复合强度。
昊力的涂塑工艺采用的是热固性粉末EP（环氧树脂），在将钢管前期酸洗或喷砂处理后，然后使用静电喷涂，由于EP材质性能它分子结构是单独的，所以当其吸附在钢管表面时随钢管伸缩而同进退。EP的分子密度高于PE，从防腐专业角度而言其效果更佳。

2、应用分析
在上海实际使用过程中由于全年的温差在摄氏40度左右，因钢管与塑管伸缩比不同而产生的蠕变位移使其端口无法平齐，钢塑分离将使介质与金属接触，随着时间的推移端口慢慢锈蚀产生氧化铁，氧化铁的体积逐步变大渗透，压迫内衬塑管使其口径越来越小，设计要求的流量将无法达到。
内熔式衬塑由于工艺先进使得衬层与钢管结合力度强，端口不会因温差而产生不平整现象，从根本上“拒绝”了介质与金属的“亲密接触”，而保证了长期的使用需求。
在化工防腐专业角度上，通常采用卡箍与法兰连接，衬塑产品无论如何是满足不了使用要求，其端口在沟槽时钢、塑会分离，如先沟槽后复合端口加塑环，但其与内衬管不是一体，依赖黏结剂其可靠性无保障，同时无法解决现场切割的施工问题；法兰连接也无法保证法兰片的防腐。国内的衬塑与国外的衬塑具实质性的差异在于对树脂粉末材料研究的距离，目前来讲我们国内的衬塑钢管与国外相比较直白的说：“形似而神不似”。
涂塑与内熔式衬塑在沟槽连接时，现场切割沟槽时涂层不会破坏，切面端口用密封剂作修补；法兰可预先喷涂，也可现场涂密封剂；真正做到介质与金属“零接触”。

3、昊力技术力量
昊力管业作为国家级高新技术企业，非常重视企业的技术发展，在研发方面与国内多家专业院校的科研组合作，从粉末新材料的研发到测试应用以及生产的小试、中试直至规模生产在同行中一直处于领先。
粉末材料研究所有成立更使公司的业务涉及多行业、多领域，在化工、制药、消防、发电厂、大型污水处理站等液体介质应用的同时，我们还涉足了矿渣、粮库等固体材料输送行业。
这几年来我们一直在研发PEX（交联聚乙烯）粉末涂装原料，今年取得了突破性进展，通常传统的PEX管采用辐照交联、过氧交联等，交联后再与钢管复合，究其本性是从热塑性材质改性为热固性材质，一旦交联后其尺寸定型，采用目前的衬塑工艺（内涨式）是无法复合达到行标要求。
我们采用滚塑方法复合，水性交联，就是PEX与钢管复合后，其材质并未交联好，在与空气接触以及通水使用过程中进一步交联，使其材性及尺寸定型性在应用过程中得以强化稳定。
交联聚乙烯钢塑复合管其耐高温性及耐磨性使得其应用范围更广。



内胀式钢塑管为什么容易产生钢塑分离？
内胀式衬塑管受其落后生产工艺的制约，口径在DN65以上因衬塑管壁加厚内表与外表有温差，变形量无法保持一致，与钢管之间的热膨胀张性系数差距大，内应力增大，使得在加工后冷却至常温下钢塑逐渐分离；当加工DN150口径以上时应力差更大制造后通常马上就会产生钢塑分离现象。

钢塑分离会产生什么样的后果？
钢塑分离后使得原先理论上的通径变小，同时在与配件联接时会产生一系列的问题，内衬塑管无法按要求插入配件预留位，使配件衬塑层受损，管内介质会直接冲刷在钢管内表，其后果一是通径要求无法满足设计要求；其二长期介质与金属接触（饮用水）二次污染；其三长期冲刷使衬塑管完全脱离钢管引致管道彻底堵塞。

玛钢件 注塑层
钢管 衬塑管




衬塑管
衬塑配件
丝口 衬塑管插入空间

由于钢塑分离在连接过程中产生的问题

端口 玛钢件 注塑层
钢管 衬塑管





丝口 衬塑管插入空间

由于衬塑管口变小，使得衬塑配件预留位不够，管材无法插入，强行插入会损坏配件注塑层的端口，造成通径变小，介质与金属直接接触，使得二次污染现象继续。

关于内熔式衬塑的技术关键点
目前的内胀式衬塑管都面临了钢塑之间的收缩比不同以及塑管的内外表面的张力不同，在产品复合初期都有内应力存在，在时效中内应力逐步要消失，应力消除时会产生叠加，其叠加应力大于钢塑结合力造成钢塑结合处分离，也就是使得钢塑之间产生位移。产生位移后的结果在此不再赘言。
内熔式衬塑我们在复合过程中在充分了解PE的分子结构及特性的基础上，利用其特点合理地分解了应力叠加，我们在不同口径加工时根据其张力大小采用不同的方法。
中、小口径（DN150以下）的衬塑内管壁薄，相应的内，外表面张力差距小，我们在钢管内表进行前期处理时增加2-5个金属环节点（按口径求同）,钢管的内表面经过喷砂处理，使得表面具一定的粗糙度,在PE注入时渗透钢管表层,利用PE的延展性与钢管同伸缩；钢管的节点与端口冷却速度快，端口在冷却时补料，以降低在冷却收缩时的应力，将应力分割在节点所圈定以及在端口与节点之间范围内，使其在应力消除过程中无法整根管内应力叠加，内应力降低到小于钢塑复合力，所以不会产生钢塑分离现象。
大口径（DN150-400）的衬塑内管的壁厚增加，表面张力差距大，自身应力大，我们在钢管两端加网格，中间加螺旋筋来消除应力叠加。
超大口径(DN400以上)在复合前我们的钢管内全部加网格，消除应力叠加。

钢管 节点 衬塑层 应力走向