
[ 摘 要 ] 本文介绍了 PSP钢塑复合压力管道的结构和特性,并结合实际工程详述了此种管材双热熔 连接、 单热熔承插连接的施工工艺和施工中需要注意的事项; 最后简述了天津武清区东浦洼还迁项目 应用此种管材的效果,并分析了此种管材在国内工程管道中的应用前景。
[ 关键词 ] PSP 钢塑复合压力管 双热熔连接 过渡接头
1前言
上世纪 70 年代初,为解决自来水镀锌钢管的内锈蚀问题,日本开始了研究复合钢管。 1997 年,在我国“以 塑代钢”的推动下,新型塑料管材逐渐替代了传统的金属管材 , 在建筑工程中得到大量的应用。近年来, PSP 钢塑复合压力管开始投入中国市场,其采用双热熔连接,密封性好,安装要求和施工难度低,更凭借其远超纯塑 管和钢管的优异性能逐渐得到市场的认可。
2PSP 钢塑复合压力管概述
2.1产品简介
2.1.1产品结构
PSP钢塑复合压力管是一种新型金属与塑料复合的管材,采用钢带辊压成型为钢管并进行氩弧对接焊,以钢 管为中间层, 内外层为优质管道塑料, 塑层与钢层之间采用专用热熔胶, 通过挤出成型方法复合成一体的新型管 材。 如下图:
图 1 PSP 钢塑复合压力管内部结构示意图
2.1.2产品特点
PSP钢塑复合压力管内外均有塑层,中间为增强焊接钢管的五层复合结构,克服了钢管存在的易锈蚀,有污 染,笨重,使用寿命短和塑料管存在的强度低,膨胀量大,易变形的缺陷,而又具有钢管和塑料管的共同优点, 如隔氧性好,有较高的刚性和较高的强度等。使用寿命 50 年以上、与建筑同寿命高性价比 , 而且重量轻,安装效 率高。
2.1.3应用领域
PSP钢塑复合压力管可广泛应用于建筑给水工程,石油,化工,制药,食品,矿山,燃气,高速公路穿线等 领域。
2.2PSP 钢塑复合管性能
PSP钢塑复合压力管既继承了金属管和塑料管的优点,如隔氧性好、有较高的刚性和较高的强度 , 埋地管容
易探测等,又克服了钢管存在的易锈蚀、有污染、笨重、使用寿命短和塑料管存在的强度低、膨胀量大易变形的 缺陷,是集金属管和塑料管优点为一体的新型管材。
2.2.1工作压力
表 1 PSP 钢塑复合压力管的最大工作压力
| 公称外径( mm) | 32 | 40 | 50 | 63 | 75 | 90 | 110 | 160 |
| 工作压力 (MPa) | 2.5 | 2.0 | ||||||
表 2 PSP 钢塑复合压力管的物理特性
| 公称外径 | 测试温度 (℃) | 静液压力 (MPa) | 测试时间( h) | 最小爆破力( MPa) |
| 32~50 | 80±2 | 5 | 165 | ≥7.5 |
| 63~110 | 4 | ≥7.5 |
PSP钢塑复合压力管内外层聚乙烯是一种非极性材料, 化学性能非常稳定, 常温下不溶于任何一种已知溶剂,
能耐各种酸、碱、盐溶液的腐蚀。另外此种管道内外防腐、全塑封、耐腐蚀;接头先进,金属完全与空气和管内 流体隔绝、不窜水、不腐蚀。
2.2.4卫生性
该管材内外材质均采用优质管道料,中间为钢带,能杜绝管路的二次污染,完全满足 GB/T 17219 《生活饮
用水输配水设备及防护材料的安全性评价》标准的卫生要求,可用于建筑直饮水输送。
2.3 PSP 钢塑复合压力管的连接方法
PSP钢塑复合压力管的连接主要采用双热熔连接方式、热熔承插连接方式和法兰连接方式。任何管道与管件 的连接需通过渡接头 (过渡接头的作用主要是阻隔钢带与水或空气直接接触) ,过渡接头一端与管材双热熔连接, 另一端与热熔承插管件连接。
2.4与其他类似管材的对比
国内市场上同 PSP钢塑复合压力管类似的钢塑复合管材很多,如不锈钢衬塑管和镀锌衬塑钢管( SP 管)等,
但其都存在管材容易腐蚀、层间粘接强度差、施工难度大、易漏水等缺陷;正是 PSP钢塑复合压力管的问世,继
承了此类管材的优点,并克服了其存在的缺陷,是一种既卫生又安全的新型管材。
3PSP 钢塑复合压力管道的施工方法
①施工准备 ②确定管段长度 ③断管 ④双热熔连接
⑤单热熔承插连接 ⑥ 管道试压 ⑦冲洗消毒
3.1施工准备
⑴施工图纸及其他技术文件齐全,并已进行了详细的图纸会审、技术交底等工作。 ⑵施工方案、施工技术、材料机具供应等能保证正常施工。
⑶施工人员应经过 PSP钢塑复合管双热熔连接安装的技术培训。
⑷施工现场及施工用水、用电、材料堆放场地等临时设施,能满足要求。
⑸进场的管材和管件的质量及适用范围, 符合国家有关产品的质量标准及设计要求, 并附有产品说明书及质 量合格报告。
3.2确定管段的长度
根据施工图纸及考虑接头本体插入管件的长度确定管子的切割长度,管子的插入长度如表 3所示 (外层熔接
深度)。
3.3断管
管子切割之前要检查确认管子没有损伤和变形,管子的切割使用钢塑复合管专用断管器,如下图 2。使用断
管器时,断管器必须与管的轴心线垂直,如不垂直,会导致插入量不正确,且不要用力过大,以防止管子失圆。 切割完成后,需清除管端的毛刺和切屑,清洁管材的熔接部位。
图2 PSP 钢塑复合压力管专用断管器
3.4双热熔承插连接步骤
图 3 双热熔连接步骤
⑴用画线板和记号笔在管材端按照表 3 参数标记出外层熔接深度, 如上图步骤①所示。 画线前必须检查确认 切断的管端已经进行处理,粘附在管子内外的垃圾和异物已用棉丝或纱布等清理干净。
⑵管端画完线之后,将过渡接头和管材固定在热熔机上,如上图步骤②所示。
⑶通电加热双热熔熔接工具,待熔接温度升至 210±10℃后,方可进行熔接操作。 Dn32 及 Dn32以上规格的
管材与管件熔接时, 应将管材与过渡接头同时插入热熔器专用的熔接模头内加热, 并达到所标识的深度。 如上图 步骤③所示。
⑷双热熔连接工艺参数严格参照表 3 执行。当有熔融溢料从模头口部(或外层熔接深度标记处)溢出时,即 达到加热时间及效果后, 立即把管材与管件从模头上取下, 迅速无旋转地沿轴线方向承插到所标识深度 (转换时 间不得超过表 3 最长转换时间要求) ,保持一定压力,使连接处受压冷却固定,形成均匀的热熔焊瘤,熔接承插 过程中严禁旋转。如上图步骤④所示。
表 3 管材与双热熔管件熔接的工艺参数表
| 公称外径( mm) | 32 | 40 | 50 | 63 | 75 | 90 | 110 | 160 |
| 外层熔接深度 | 10 | 10 | 12 | 14 | 15 | 17 | 20 | 28 |
| 模头温度 | 210( 功率 600W) | 210(功率 2000W) | ||||||
| 加热时间 | 40 | 30 | 35 | 45 | 50 | 60 | 70 | 90 |
| 最长转换时间 | 4 | 5 | 5 | 6 | 6 | 8 | 8 | 8 |
| 最短冷却时间 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 |
2、也可通过观察熔池溢料“凸圆”的形成情况来确定加热时间,若熔池溢料“凸圆”均匀、饱满即达到焊接要求。 3、本表中的熔接温度指的是熔接器模头表面的温度。
⑸双热熔连接必须采同一厂家 PSP钢塑复合压力管专用模头; 热熔完成后, 如模头上有粘料残留, 应及时 清理;如清理不净或模头涂层破损,必须更换。
⑹双热熔连接完全冷却后,方可进行过渡接头与管件的单热熔热熔承插连接。
3.5过渡接头与管件单热熔承插连接步骤
图 4 单热熔承插连接步骤
⑴清洁过渡接头和管件熔接部位。
⑵通电加热承插熔接工具,待加热板温度升至热熔承插熔接温度( 260± 10℃)后,方可进行熔接操作。
将过渡接头和管件同时插入热熔器熔接模头内加热,达到相应深度。
⑶热熔承插连接必须采用 PSP钢塑复合压力管专用模头; 热熔完成后, 如模头上有粘料残留, 应及时清理; 如清理不净或模头涂层破损,必须更换。
⑷热熔承插连接工艺参数严格参照表 4 执行,当达到加热时间及效果后, 立即把过渡接头与管件从模头上 取下, 迅速无旋转地沿轴线方向承插到相应深度 (转换时间不得超过表 4 最长转换时间要求) ,保持一定压力, 使连接处受压冷却固定,形成均匀的热熔焊瘤,熔接承插过程中严禁旋转。
表 4 钢塑复合压力管 PE 纯塑管件熔接工艺参数表
| 公称外径( mm) | 32 | 40 | 50 | 63 | 75 | 90 | 110 | 160 |
| 熔接温度 (mm) | 210( 功率 600W) | 210(功率 2000W) | ||||||
| 最短加热时间 | 40 | 30 | 35 | 45 | 50 | 60 | 70 | 90 |
| 最长转换时间 | 4 | 5 | 5 | 6 | 6 | 8 | 8 | 8 |
| 最短冷却时间 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 |
2、也可通过观察熔池溢料“凸圆”的形成情况来确定加热时间,若熔池溢料“凸圆”均匀、饱满即达到焊接要求。 3、本表中的熔接温度指的是熔接器模头表面的温度。
3.6系统水压试验
⑴管道安装完毕 24 小时之后,方可进行水压试验。
图 6 管道系统压力试验示意图
3.7冲洗消毒
生活饮用水管道试压合格之后,在竣工验收前应进行冲洗、消毒。
3.7.1冲洗
给水管道系统在验收之前,应进行通水冲洗。冲洗水流速不得小于 2.0m/s ,冲洗时,应不留死角,每个配 水点龙头应打开,系统最低点应设放水口,清洗时间控制在冲洗出口处排水的水质与进水相当为止。
3.7.2消毒
生活饮用水系统冲洗后,还应用含 20~30mg/L 游离氯的水灌满管道进行消毒,含氯水在管道内应滞留 24h 以上;管道消毒后,再用饮用水冲洗,并经卫生监督管理部门取样检验,水质符合现行的国家《生活饮用水卫生 标准》后,方可交付使用。
4施工中注意事项
4.1 特别注意事项
(1)焊接前管材、管件必须清洁,尤其保证热熔焊接部位无油污、杂质、灰尘等。 (2)焊接前在管材承插深度部位需画线,焊接时必须承插到画线位置。
( 3)焊接时必须确保加热时间达到要求,具体加热时间为双热熔加热参见表 3、单热熔承插加热时间见表 4。
(4)转换时间越短越好,不得超过表 3、4 规定的时间要求。
( 5)承插时不得旋转、弯曲。
4.2施工注意事项
(1)检查安装工具是否完好,施工现场提供的电源是否满足相关安全规定。 (2)在露天施工时,如遇雷、雨、雪天等严禁施工。
( 3) 冬季及寒冷地区管材、管件存放处与施工现场环境温差较大时,应在施工现场放置一段时间,待接近环 境温度后方可进行连接,同时对施工现场采取防风保温措施。
(4)管道室外敷设时,为避免结冰造成管道冻裂,必须采取保温措施,或在不用时将管内水排净。 (5)在连接主管时,每隔一层应设置法兰连接件;各层供水支管在与主管连接时,或其他有必要的位置,应 采用法兰或活接管件,以便分段试压、改造、维修等。
( 6)水平安装时,管道支架应安置在接头处。 。当无支架时,应在管道的接头处设置吊卡。 (7)安装阀门、水表、浮球阀等给水配件部位应设固定支架。当无固定支架设在管道上时,与给水附件的净 距离不宜大于 100mm。
( 8) 管道安装支架时不得对管件部位产生扭曲、偏转、以避免长期使用过程中管件焊接部位损伤。 (9)法兰接头不可进行直埋敷设。
(10)管道系统在转弯、三通、变径及阀门处,应采取防推托的混凝土支墩或金属卡箍拉杆等技术措施。
4.3dn160/110 管件连接注意事项
1) dn160/110 管材应与“法兰式蝶阀”配合安装,而不能选用“对夹式蝶阀”
(2)dn160 管材应先与塑料法兰接头进行双热熔连接,再与沟槽式组合管件或阀门等其他配件进行法兰机械 连接。
( 3) 圆形铁法兰与塑料法兰必须配套使用。
5工程应用
天津市武清区东浦洼还迁小区 1~81#楼工程,层高为 13~17 层,建筑面积 50 余万平米,其中高区给水立管 全部采用 “金牛牌” PSP钢塑复合压力管,整个小区 PSP管材使用量达 12150 米,管件总数达 25920 个,由于 采用专门的热熔连接技术, 施工前厂家技术人员针对项目部相关操作人员进行了详细的交底, 并在现场指导施工, 保证了安装质量。此种管材不仅卫生满足相关要求,而且能大大提高施工进度,同时节约了项目成本,因此得到 了业主和监理单位的一致好评。
6结束语
PSP钢塑复合压力管具有优异的材料性能、广泛的环境适应性及良好的连接、施工性能。因此,钢塑复合压 力管是替代中大口径镀锌钢管的理想管材,不仅仅适应于民用建筑,还可广泛应用于石油、化工、制药、食品、 矿山、燃气等领域,在中低压管道方面具有较大的应用空间和竞争优势。
参考文献:
[1]《钢塑复合压力管》 。CJ/T183-2008 。
[2]《钢塑复合管用双热熔管件》 。CJ/T237-2006 。
[3]《金牛钢塑复合压力管管道工程技术交底》 。
附:作者简介 付金祥,中国水电二局有限公司津城第三项目经理部,水暖主管。
