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PE鋼帶增強螺旋波紋管質量監控

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PE鋼帶增強螺旋波紋管質量監控

發布日期:2017-08-11 09:19 來源:http://www.shisenen.com 點擊:

鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管SRPCP)是以高密度聚乙烯(HDPE)為基體,表麵塗敷粘接樹脂的鋼帶成型為波形作為主要支撐結構,與聚乙烯材料纏繞複合成整體的結構壁管材。它很好地結合了鋼材的高剛度、高強度和聚乙烯的柔韌、耐腐蝕、耐磨損等性能,管材環剛度可以達到SN8SN10SN12.5SN16四個級別,突破了大口徑塑料排水管環剛度一般隻能達到SN8的限製,能夠滿足多種工程的應用要求,已經廣泛應用於高速公路、城市市政排水工程建設等領域,尤其在要求使用年限長的大型基礎性工程項目中應用較多。

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1 目前存在的問題

由於市場競爭激烈,一些廠家為降低成本,在實際生產中向原料中添加劣質回收塑料,嚴重影響了產品品質和工程質量。最近,由央視曝光的江蘇某些公司生產的“劣質管”添加了有毒劣質回收塑料事件,使得消費者更加關注管道產品的質量問題;媒體披露的某些城市市區出現吞車、吞人的“天坑”問題,亦多與管道質量不合格造成泄漏失效有關。此外,作為支撐結構的鋼帶與保護層聚乙烯塑料粘接不牢等質量問題,也使得管材在使用中存在滲漏、局部開裂等質量隱患,甚至導致整條管線失效等嚴重的工程質量問題。因此,對管材做出針對性改進與提升,確保管材的質量與結構安全性,才能使鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管產品贏得客戶信任,得到更加廣泛的推廣。

 

2 管材的質量改進

2.1 保證原材料合格

原材料性能穩定是管材使用和運行安全的基本保障。有的企業采用低檔不合格原料甚至劣質回收塑料或者大量添加填充料(如碳酸鈣)等方式來降低成本,以低價取勝。由於低劣的回收塑料性能不穩定,與新的聚乙烯原料的共混存在相容性問題,隻是靠聚乙烯高溫下的粘合性簡單的粘合在一起,降低了管材的力學性能,生產出的管材質量很難達到產品標準要求,減少了管道的使用壽命。這類劣質回收塑料中含有部分雜質、有刺鼻的氣味,管材易出現外壁粗糙、鋼帶外漏、端麵有氣孔等質量問題(如圖1所示),且隻能做成黑色予以掩蓋。目前,一些重視產品質量企業麵對激烈的價格競爭,仍然堅持采用符合標準要求的原新原材料生產。為了和混入不合格材料(回收雜料,填充料)的產品容易區分,采用淺色內壁(聚乙烯中添加少量黃色或橙色色母料等)和黑色(聚乙烯中添加必要量抗紫外線的碳黑)外壁。

 

2.2 鋼帶鍍鋅提高了與塑料的粘結效果和抗腐蝕性能

      管道的結構設計中,采用波形鋼帶作為主要支撐結構,鋼帶是完全被內外層聚乙烯覆蓋的,接觸被輸送液體和周圍土壤及地下水的內外表麵是有一定厚度的聚乙烯層,因此,鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管的耐腐蝕和耐磨損性能是有保證的。由於鋼帶和聚乙烯的彈性模量相差200多倍,鋼帶的強度決定了管材能夠承受的壓力強度。為防止生鏽,普通鋼帶出廠前表麵均塗覆防鏽油,這種鋼帶在與聚乙烯塑料層複合之前,會在連續的生產線上由設備進行清洗處理,但是難免會有除不盡的地方。而帶油的鋼帶與粘結樹脂粘接效果較差,導致與聚乙烯複合不夠徹底,鋼帶與聚乙烯的接觸麵處容易開膠脫層,鋼帶脫膠後將影響管材的抗外壓能力。此外,若出現外壁塑料因磕碰導致鋼帶外露時,土壤中的水分等容易從鋼帶與塑料層間隙進入,存在大麵積腐蝕鋼帶進而使管道強度降低的隱患,無法保證管道係統長期承載安全。生產時如果采用鍍鋅鋼帶代替普通鋼帶,因鍍鋅鋼帶具有防腐性能,出廠時無需塗防鏽油,且鍍鋅後的鋼帶表麵更容易與粘接樹脂結合,提高了鋼帶與聚乙烯塑料的粘接強度,避免了鋼帶與聚乙烯塑料脫層的問題(圖3所示為普通鋼帶與鍍鋅鋼帶)。管道即使在使用、安裝過程中受到了衝擊磕碰,保護層塑料破損致使鋼帶裸露,鋼帶表麵的鍍鋅層也還能夠起到防腐作用,進一步確保管材在惡劣腐蝕環境條件下的安全運行。

 

       鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管SRPCP)在國內的現行標準中還沒有規定必須采用鍍鋅鋼板。SRPCP在國際通用的美國標準:ASTM F 2435-12 Standard Specification for Steel Reinforced Polyethylene (PE) Corrugated Pipe 中是明確規定采用鍍鋅鋼板的。現在國內一些企業為了進一步保證產品的抗腐蝕性能和鋼塑結合的可靠性決定采用鍍鋅鋼板是領先的。

2-3 管端封堵波紋內腔防止內腐蝕

      鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管在波紋的外壁和平直的內壁之間有一個螺旋環繞的連續內腔,常稱為波紋內腔。有些企業在生產中切斷管材後不注意在端頭封堵這個波紋內腔,在鋪設中也常常會忽略波紋內腔是否封堵好。結果是可能這個波紋內腔和管道內腔有溝通,也可能這個波紋內腔和管道外有溝通,在驗收管道時並不能發現。但是確實使管道處於提前破壞的危險中。因為水可能進入這個波紋內腔,而波紋內腔的鋼帶表麵是沒有聚乙烯層覆蓋的(隻有鋼帶成型前預塗的薄層粘接樹脂),結果是鋼帶從內麵腐蝕。

      國內生產SRPCP的領先企業已經根據實踐經驗認識防止波紋內腔內腐蝕的重要性。在生產過程中切斷管材後近采取有效措施完成波紋內腔的封堵。

3產品質量的檢驗方法

劣質管材性能差、壽命短,嚴重影響工程質量。鑒別管材質量除了按照產品標準委托合格的檢測中心通過正規的全麵性能檢測以外。用戶通過直觀觀察鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管內外壁可以做出初步判斷。此外,還可以通過一些性能測試等檢測手段,更準確的判定產品中是否添加了劣質回收塑料。圖7是從兩種不同管材的內壁取得的樣條進行力學拉伸試驗的結果,黃色樣條由純的聚乙烯原生料所生產的管材內壁裁切而成,黑色樣條則是由添加劣質回收塑料生產的管材內壁裁切而成。行業標準規定,管材用聚乙烯斷裂伸長率不小於350%,圖7中的黃色樣條斷裂伸長率滿足要求,而黑色樣條斷裂伸長率明顯比前者低甚至呈脆性斷裂,這樣的產品其抵抗外力衝擊的能力大大降低。此外,也可以通過GB/T 17391試驗方法測定管材所用原材料的氧化誘導時間來評價聚乙烯原材料的質量好壞,因為劣質回收塑料經反複多次熔融冷卻後熱穩定性會明顯下降,OIT隨之降低,會低於標準中規定的管材用聚乙烯最小OIT200℃,20min)。

 

     判定管材用的是否為易生鏽的普通鋼帶,一個簡易的鋼帶和粘結樹脂粘接質量檢測方法是,觀察塗層表麵是否有鼓包、明顯脫層現象,或橫切麵鋼帶與塗層是否有脫開粘接不牢現象。或者也可以使用刀片在塗塑好的鋼帶劃三角,劃透粘接樹脂層,如果粘接樹脂可以翹起,表示粘接效果差;反之,粘接效果良好(如圖8所示)。使用易生鏽的普通鋼帶,一般管材外壁塑料很容易出現嚴重剝離現象(如圖9所示)。

 

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4 總結

    經過改進設計後的鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管,以淺色係塑料內壁作為原生料的標誌,從根本上杜絕添加劣質回收塑料;鋼帶鍍鋅處理後不僅提高抗腐蝕性能,而且與管道內外壁聚乙烯塑料粘接效果更佳,有效保證了應力開裂和抗外壁受衝擊開裂能力。新型管道健康長遠的發展需要結合工程特點對管道結構不斷完善,隻有最大限度地提高品質,才能從根本上擴大產品的市場占有率和影響力,才能在市場競爭中走得更遠。


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