曾發(fā)表時間：2019/9/21
摘 要：介紹了鋼塑復合壓力管（PSP管）、襯塑鋼管的不同連接接口形式特點，分析了鋼塑復合壓力管機械式接口與雙熱熔接口，與襯塑鋼管接口的性能差異及優(yōu)缺點，根據(jù)對比分析，應用機械式接口的鋼塑復合壓力管在建筑給水領(lǐng)域具有較為突出的連接優(yōu)勢及性價比。
關(guān)鍵詞：鋼塑復合壓力管；機械式接口；擴口式接口；內(nèi)脹式接口；雙熱熔接口；襯塑鋼管
1 鋼塑復合壓力管（PSP管）結(jié)構(gòu)特點
鋼塑復合壓力管是以焊接鋼管為中間層，內(nèi)外層為聚乙烯塑料，采用專用熱熔膠，通過擠出成型方法復合成一體的管材。此管材的縮寫為PSP。與其它類型鋼塑管（PESI管、SP管）相比，鋼塑復合壓力管主承壓層完全由復合其中的焊接鋼管承擔，其塑料層僅單純發(fā)揮防腐保護作用。PSP管既繼承了金屬管和塑料管的優(yōu)點，又克服了它們各自的缺點，是集金屬管和塑料管優(yōu)點為一體的新型管材。
2 鋼塑復合壓力管接口型式簡介
鋼塑復合壓力管的連接一般采用擴口式接口和內(nèi)脹式接口機械連接以及雙熱熔接口連接。
2.1擴口式接口結(jié)構(gòu)
擴口式接口是以可鍛鑄鐵或球墨鑄鐵為主體材質(zhì)，由內(nèi)襯管件體（襯套）、螺帽或螺栓、螺紋環(huán)或擴口壓蘭、密封膠圈組成，采用緊固螺帽或壓蘭的方式使管材收縮，達到管材內(nèi)表面與內(nèi)襯管件體上密封膠圈形成斜側(cè)密封連接的金屬管件連接。
內(nèi)脹式接口機械連接是以可鍛鑄鐵或球墨鑄鐵為主體材質(zhì)，由管件體、螺帽或螺栓、脹口壓蘭或脹口螺紋環(huán)、脹口卡環(huán)、密封膠圈組成，將管材擴脹與脹口壓蘭或脹口螺紋環(huán)、脹口卡環(huán)形成一體，采用緊固螺帽或壓蘭的方式使管材壓縮端面密封膠圈，達到管材端面與管材端面或管材端面與管件端面形成密封連接的金屬管件。
2.3雙熱熔接口結(jié)構(gòu)
雙熱熔接口連接是將鋼塑管內(nèi)外塑層及管件體承、插口面分別與加熱板接觸熔融后，將鋼塑管插入管件體，進而使熔融的表面壓接在一起，聚合物分子在熱及壓力的作用下運動，相互穿插盤繞，產(chǎn)生范德華作用力，冷卻后形成焊接面的連接方式。
3 鋼塑復合壓力管（PSP管）機械式接口連接與雙熱熔接口連接特點差異
3.1水力學性能差異
擴口式接口和內(nèi)脹式接口由于管材端口擴脹為喇叭口形狀或U型，內(nèi)襯套尺寸、管件體內(nèi)徑與管材公稱內(nèi)徑一致，在連接處不縮徑,不影響管道的流量，管道局部水頭損失小。
雙熱熔接口連接在管道連接處由于管件內(nèi)徑尺寸小于管材公稱內(nèi)徑，在連接處有縮徑，對管道流量有影響，管道局部水頭損失較機械連接損失大。
3.2連接密封特點差異
擴口式接口采用壓接斜側(cè)內(nèi)密封方式密封，內(nèi)脹式接口機械連接采用端密封方式密封，這兩種方式均避免了管材端面接觸流體，從而保證了管材不會出現(xiàn)端面腐蝕，進而形成“撕布效應”而造成管材多層結(jié)構(gòu)破壞的問題。
雙熱熔接口連接時，由于復合管熱熔膠層的維卡軟化點低于聚乙烯的維卡軟化點，雙熱熔連接時為保證熔接效果，必須將復合管材的內(nèi)外聚乙烯層加熱到熔化狀態(tài)，這時用于粘接內(nèi)外聚乙烯層與鋼帶的熱熔膠就處于過融狀態(tài)，在塑料熔融的同時，熱熔膠首先向管材端面擠出，勢必會造成管材局部粘接力的破壞。
熱熔膠在熱熔壓力作用下向管端擠出，造成局部熱熔膠缺失，管材粘接結(jié)構(gòu)永久性破壞。
即使內(nèi)外塑料層與管件熔接在一起，但內(nèi)外塑料層與鋼帶之間已形成永久性的破壞。在長期介質(zhì)輸送壓力的作用下會造成塑料斷裂破壞，進而形成“撕布效應”，造成管材多層結(jié)構(gòu)破壞，皮下滲水。
鋼塑管端面A、B兩點鋼層接觸流體出現(xiàn)角部銹蝕，導致A、B兩點粘接失效。在環(huán)境溫度下降的過程中，由于在B點外塑層的收縮應力方向指向鋼管，因此B點不會產(chǎn)生剝離應力。但在A點將產(chǎn)生由于內(nèi)管收縮形成的剝離應力。當膠層的抗剝離應力小于收縮應力時，A點將出現(xiàn)鋼塑分層現(xiàn)象，從而導致縱深的鋼層失去保護繼續(xù)銹蝕，分層現(xiàn)象不斷向縱深發(fā)展。
3.3安裝性能差異
（1）擴口式接口和內(nèi)脹式接口安裝方便快捷、易操作，連接處可以重復拆裝，中途也很方便插入施工。雙熱熔接口連接屬一次性熱熔連接,一旦出現(xiàn)漏水，只能剪斷，無法拆卸。
（2）擴口式接口和內(nèi)脹式接口連接完畢即可輸送介質(zhì)，無需等待固化或冷卻，對于需裝修、改裝、更新管道極為方便。雙熱熔接口連接完畢需等待塑料固化或冷卻，不能立即輸送介質(zhì)。
（3）擴口式接口和內(nèi)脹式接口連接方式對安裝工作環(huán)境無特殊要求，雙熱熔接口連接對安裝工作環(huán)境有特殊要求，外圍風大或環(huán)境溫度都對其施工有影響。
（4）擴口式接口和內(nèi)脹式接口連接將管材擴脹成喇叭口或U型口，均使管材的鋼帶發(fā)生了永久性變形，然后采用緊固螺帽或壓蘭的方式使管材收縮，達到管材內(nèi)表面與內(nèi)襯管件體上密封膠圈形成斜側(cè)密封或端面密封連接，安裝性能可靠，抗拔脫性能優(yōu)異，不需考慮管材接口的防滑脫措施，降低了施工的難度及附加費用。
雙熱熔管件用于PSP鋼塑管連接。由于管材結(jié)構(gòu)的原因，不能使管材與管件熔接為一個完整的整體，而只是將管材的內(nèi)外層塑料與管件塑料熔接，由于管材內(nèi)外層塑料厚度有限，連接強度較低。長時間管道運行塑料老化會造成連接強度進一步降低，從而造成熔接失效。
（5）機械式連接采用螺帽或螺栓緊固方式，安裝容易操作；雙熱熔接口熱熔技能要求較高，且dn32以上的熔接需要另外熔接過渡節(jié)，一個直通接口需要熔接4次才能完成，安裝速度較慢，且增加了泄露的可能性。
3.4承壓力學性能差異
擴口式接口和內(nèi)脹式接口管件采用金屬材質(zhì)具有和管材同等的承壓能力，管件連接處不縮徑不減壓，相對管材承壓進一步加強。
雙熱熔接口采用純塑料材質(zhì)和管材不具有同等的承壓能力，接口連接處由于為塑料材質(zhì)，勢必造成減壓，相對管材承壓能力有所降低。
4 鋼塑復合壓力管（PSP管）機械式接口連接與襯塑鋼管接口連接特點差異
4.1襯塑鋼管接口簡介
襯塑鋼管是以鋼管為基管，內(nèi)外表面經(jīng)過處理，外鍍鋅加烤漆或噴漆，內(nèi)襯聚乙烯塑料或其他內(nèi)襯防腐層的鋼塑復合產(chǎn)品。
襯塑鋼管一般采用溝槽連接或法蘭連接，以及絲扣連接。
4.2 鋼塑復合壓力管（PSP管）機械式連接與襯塑鋼管接口連接差異
4.2.1 水力學性能差異
擴口式接口和內(nèi)脹式接口由于管材端口擴脹為喇叭口形狀或U型，內(nèi)襯套尺寸、管件體內(nèi)徑與管材公稱內(nèi)徑一致，在連接處不縮徑,不影響管道的流量，管道局部水頭損失小。
襯塑（涂塑）鋼管螺紋連接在管道連接處有雙重縮徑，一是鋼管內(nèi)襯塑后整體縮徑，二是管件內(nèi)襯塑料襯芯后進一步縮徑；雙重縮徑造成對管道流量很大的影響，管道局部水頭損失大。
4.2.2 安裝連接性能差異
4.2.2.1 PSP管機械式接口安裝特點
擴口式接口采用壓接斜側(cè)內(nèi)密封方式密封，內(nèi)脹式接口機械連接采用端密封方式密封，這兩種方式均避免了管材端面接觸流體，從而保證了管材不會出現(xiàn)端面腐蝕，進而形成“撕布效應”，造成管材多層結(jié)構(gòu)破壞的問題。
（1）擴口式接口和內(nèi)脹式接口安裝方便快捷、易操作，連接處可以重復拆裝，中途也很方便插入施工。
（2）擴口式接口和內(nèi)脹式接口連接完畢即可輸送介質(zhì)，無需等待固化或冷卻，對于需裝修、改裝、更新管道極為方便。
（3）擴口式接口和內(nèi)脹式接口連接方式對安裝工作環(huán)境無特殊要求。
（4）擴口式接口和內(nèi)脹式接口連接將管材擴脹成喇叭口或U型口，均使管材的鋼帶發(fā)生了永久性變形，然后采用緊固螺帽或壓蘭的方式使管材收縮，達到管材內(nèi)表面與內(nèi)襯管件體上密封膠圈形成斜側(cè)密封或端面密封連接，安裝性能可靠，抗拔脫性能優(yōu)異，不需考慮管材接口的防滑脫措施，降低了施工的難度及附加費用。
4.2.2.2 襯塑鋼管接口安裝特點
襯塑鋼管接口的連接現(xiàn)在采用的管件為可鍛鑄鐵（瑪鋼）襯塑或涂塑管件，采用在鋼管上攻螺紋與管件螺紋形成的鋼管外表面密封連接或采用溝槽管件形成的鋼管外表面密封連接以及大口徑內(nèi)襯塑鋼管常用的廠內(nèi)定尺生產(chǎn)帶法蘭內(nèi)襯塑鋼管與管件法蘭形成的端面密封連接。
（1）襯塑鋼管螺紋連接要在鋼管外表面攻錐螺紋，采用麻、生料帶或鉛油密封，即便管件內(nèi)帶襯芯，溝縫內(nèi)帶密封圈，如果螺紋旋不到底，密封圈也起不到良好的密封作用。當水流沖擊該處時，由于鋼管端部接觸介質(zhì)而腐蝕，襯塑鋼管端面A點鋼層如果出現(xiàn)角部銹蝕，導致A點粘接失效。在環(huán)境溫度下降的過程中，在A點將產(chǎn)生由于內(nèi)塑層收縮形成的剝離應力。當膠層的抗剝離應力小于收縮應力時，A點將出現(xiàn)鋼塑分層現(xiàn)象，從而導致縱深的鋼層失去保護繼續(xù)銹蝕，分層現(xiàn)象不斷向縱深發(fā)展。內(nèi)襯層脫開就可以迅速擴展，造成襯里層大片脫落、脫開，使管線堵塞；襯里層脫落之處，腐蝕就極為嚴重，經(jīng)過施工現(xiàn)場實踐檢驗，如果螺紋部位不涂密封劑，大部分密封圈起不到密封作用。
端面剝離破壞形成“撕布效應”
（2）襯塑鋼管采用溝槽連接時同樣是鋼管外表面密封連接，襯塑鋼管的端面直接暴露在流體介質(zhì)中，內(nèi)襯塑層同樣很快會分層脫落，造成管材整體結(jié)構(gòu)失效，防腐蝕效果缺失。
（3）襯塑鋼管采用法蘭連接時，管材端口帶整體襯塑層的法蘭只能在生產(chǎn)廠家制作，用戶需求的每一根不同長度的管材只能在廠家制作，施工現(xiàn)場不能截斷管材，將給管材的采購施工帶來較大的困難。施工現(xiàn)場如需斷管加工法蘭時，因為內(nèi)襯塑層已經(jīng)加工完畢，而無法承受焊接法蘭時產(chǎn)生的高溫，只能使用絲扣法蘭連接形式，因此無可避免的將管材端部的鋼管層與內(nèi)襯塑層暴露于傳輸介質(zhì)中，加速了內(nèi)襯塑層和鋼管層的剝離速度，造成管材整體結(jié)構(gòu)失效。
4.2.3 管道接口安裝耐腐蝕性能差異
鋼塑復合壓力管內(nèi)外均有塑料層防腐，管道安裝完畢后不用對管材采取額外的防腐措施，只需對接口安裝鉗痕破損及螺栓采取防腐措施，節(jié)約了大量的安裝施工時間及費用。
內(nèi)襯塑鋼管外表面為普通熱鍍鋅鋼管，埋地安裝時必須對鋼管外表面采取多層防腐措施（鍍鋅層、玻璃絲布、環(huán)氧瀝青底漆、面漆等），一旦防腐環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將對管道的使用壽命造成較大影響。
4.2.4安裝便捷差異
擴口式接口和內(nèi)脹式接口機械連接完畢即可輸送介質(zhì)，無需等待養(yǎng)護。
鋼襯塑接口管端和管螺紋應進行防腐密封處理，涂完密封膠的接頭需要養(yǎng)護，不能直接輸送介質(zhì)。