热浸塑大口径钢波纹管在地下排水方面的应用
2013-12-28 10:39

热浸塑大口径钢波纹管在地下排水方面的应用

杨成柱

摘要

国务院近日发布《城镇排水与污水处理条例》，政府将从明年开始对城市排水防涝加大管控与投资力度，要求各城市要在明年6月底前编制并报送城市排水防涝综合规划，提高城市排水防涝设施规划、建设、管理和应急水平。要求到2015 年，重要防洪城市要达到国家规定的防洪标准。用10 年左右时间建成较完善的城市排水防涝、防洪工程体系。在这种情况下，我们恰逢其时地研制出热浸塑大口径波纹管，该产品具有口径大、耐腐蚀、造价低、施工简便等得天独厚的优势，极大提高了城市地下排水防涝功能，在今后城市排水防涝的黄金十年，这种新产品会创造巨大的企业效益和社会效益。

关键词：热浸塑；钢波纹管；排水

一、前言

改革开放三十年来，中国的城市建设虽然发展很快，但在城市排水防涝方面还是相对落后的，近年来，很多城市出现不同程度的涝灾，年年都有人员伤亡，财产损失也非常巨大，当前，城市排水采用的管道主要包括水泥管（包括箱涵）、塑料管，还有少数的铸铁管、玻璃钢管等，这些排水管的直径一般都在2米以内，超过2米其生产难度和运输难度都很大，而且管体强度明显不够，排水管道偏细，一直制约城市的发展，为了加大排水管道口径，我们采用大口径钢波纹管制作排水管道，取得了可喜的成绩。

钢波纹管属于异型钢管，其环承载能力要比普通圆钢管大很多，它最早诞生于1874年的英国；1913年，世界首条钢波纹管涵道在苏格兰爱丁堡诞生并用于农田灌溉，美国始用于1896年，日本始用于1990年，韩国始用于1997年。目前，非洲一些国家的基础设施建设也已经开始采用了钢波纹管。我国钢波纹管的生产始于上世纪九十年代，主要用于公路排水涵洞工程。到2010年，国内产生了最早的钢波纹管交通部部颁行业标准JTT 791-2010《公路涵洞通道用波纹钢管（板）》，并于2011年3月1日开始实施。随着大口径钢波纹管产品的规范和发展，全国先后建立了50余家规模不同的钢波纹管生产企业，这些企业生产的大口径钢波纹管主要用于地下排水管道，与它接触的是土壤以及管内雨污水，它需要承受来自于地面行车以及土壤的压力，还有管内雨污水的冲刷，损坏失效方式一般为表面腐蚀穿孔、压力变形等。为了提高表面防腐能力，以往多采用钢管内外表面热镀锌再涂沥青涂料的方式，把热浸塑工艺应用于大口径钢波纹管，这是我们的一大创新，目前国内并没有同类产品，我们集合了钢波纹管刚度大的优势以及热浸塑远比热镀锌防腐性能优越这两大优势，创造性地诞生出“热浸塑大口径钢波纹管”这一实用新型产品，它与一般的大口径钢管相比，在管体强度、防腐性能等方面具有明显的优势，是一种社会效益和经济效益都较高的产品，目前正在给排水行业进行推广使用。

二、热浸塑大口径钢波纹管的构造及分类

钢波纹管总体执行交通部部颁行业标准JTT 791-2010《公路涵洞通道用波纹钢管（板）》。热浸塑大口径钢波纹管按主体结构型式不同分为整装式、拼装式、半圆式和拱弧式四种类型。其图形结构见图1——图3。

 

图1.整装式热浸塑大口径钢波纹管

图2.拼装式、半圆式和拱弧式

其实物图片见图5、图6。

图3.波形示意图

 

图5.整装式热浸塑大口径钢波纹管

图6.拼装式热浸塑大口径钢波纹管

三、热浸塑大口径钢波纹管的规格参数及选用方法

（1）钢板一般采用普碳钢、锰钢钢板。

（2）钢波纹管直径一般在Φ400mm----Φ8000mm之间，波纹管钢板厚度按行业标准以及施工规范制定，一般在2.5mm----8mm之间。

（3）钢波纹管波高一般采取25mm、50mm、55mm等，波距一般采取125mm、150mm、200mm等，对于要求高承压、高刚度的场所，可加大波高波距、改变钢板材质及厚度等。

（4）直径2米以内钢波纹管以整管结构、法兰连接为主。

（5）直径2米以上钢波纹管以波纹板拼接为主，可两拼、三拼，目前最多为八拼（圆周方向八块弧形钢板拼成整圆）。

（6）整装与拼装主要是考虑生产、运输以及安装的需要，跟据用户要求，还可制成拱形、弧形以及特殊形状。

（7）热浸塑涂层材料：PE(改性聚乙烯)或EP(环氧树脂)。

（8）通用颜色：黑色、灰色、蓝色、红色、白色、绿色。

（9）涂层厚度：PE(改性聚乙烯)涂层厚度为300um—1000um；

　　 EP(环氧树脂)涂层厚度为100um-400um。

（10）连接方式：主要包括沟槽（DN400以下）、法兰（适用任意口径）、焊接式、承插、管节、密封连接等。

四、热浸塑大口径钢波纹管的生产工艺流程

整装波纹管生产线为：

下料→卷筒→压波→法兰→波纹管成品——除油去绣——预热——热浸塑——固化——成品

拼装波纹钢板（管）生产线为：

下料→冷弯成型→折弯卷弧→冲孔→预组装→波纹管成品——除油去绣——预热——热浸塑——固化——成品

钢管热浸塑前先喷砂处理，让表面达到一定涂装等级，之后把钢管加热到一定温度，内外表面达到活化状态，浸入活性塑粉炉让其内外表面吸附一层塑料，然后再进行加热固化，固化后的钢管内外表面分别形成厚厚的塑料层，既光亮，又美观。

五、热浸塑大口径钢波纹管的特点

（1）强度高：钢波纹管的刚度远比同规格光管的刚度要大，采用钢波纹管具备较大的节材空间，可降低工程投资费用；钢波纹管强度为水泥管的1.5——3倍，更远高于塑料管。

（2）重量轻：钢波纹管涵仅为同规格水泥管的1/15——1/3。

（3）寿命长：钢波纹管涵使用寿命一般可长达80年以上，采用热浸塑钢波纹管涵使用寿命一般可提高到120年以上。

（4）造价低：工程实际造价比同类跨径的水泥桥、涵洞低很多，跨径（波纹管直径）越大效益越明显。

（5）施工快：现场安装方便，不需要使用大型设备；冬季可施工，不需要水泥养护，舍弃了常规建材，低碳环保；抢修项目最有优势，土建与型材可分开实施，然后整体拼装；不需要再进行现场刷漆或刷涂料，简化了现场施工程序。

（6）抗变形：采用热浸塑大口径钢波纹管对地基的不均匀沉降、土层变动均具有很强的适应性，使路表面没有伸缩缝，可提高行车舒适性。

（7）适用广：热浸塑大口径钢波纹管适用范围扩大。可适用于一切地埋管道。选择不同浸塑材料及生产工艺，产品可适用于各种流体、多种使用环境（如耐酸、耐碱、高温、气流等）。

六、当前市场采用的各种排水管道性价对比

当前市场采用的排水管道主要包括：双壁波纹管（塑料管）、空壁缠绕管（塑料+钢带）、水泥管、铸铁管、普通钢管（圆管）、镀锌钢波纹管、热浸塑钢波纹管等。

以直径DN 800mm管道为例，各种管道的性价比较见附表1。

从成本来看，铸铁管成本最高，水泥管次之，塑料管同热浸塑钢波纹管成本接近，都属较低成本，用铸铁管成本是热浸塑钢波纹管成本的2倍，而采用水泥管成本是热浸塑钢波纹管成本的1.5倍。

从各项性能对比来看，热浸塑钢波纹管的各项性能明显优于其他类型的管道，其使用价值非常巨大，市场前景非常广阔。

大口径钢管热镀锌因其是一种重污染（盐酸）、高耗能（敞口加热炉）的生产工艺，属国家明令控制和取缔的对象，随着国民环保意识的不断加强，寻求更好的防腐工艺技术已是当务之急。热浸塑大口径波纹钢管生产技术采用的是喷砂除锈工艺，替代了强酸酸洗工艺，在环境保护方面产生了质的飞跃。

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