一、TPEP 螺旋钢管的概述
国标 TPEP 螺旋钢管在饮水工程中占据着至关重要的地位。它由钢管基材、环氧树脂内涂层和聚乙烯外涂层构成,这种独特的结构赋予了它众多优良性能。
钢管基材可以是无缝钢管、直缝钢管或者螺旋钢管,为整个管道提供了高强度和良好的可塑性。环氧树脂内涂层附着力好,耐久性长、耐腐蚀能力强。据资料显示,内壁热熔结环氧树脂涂层能承受较高的外压和内压,对地基的适应性好。相对于砼管和球墨铸铁管重量较轻,安装方便,接头少,无渗漏,使用寿命可达 50 年以上。
聚乙烯外涂层则起到了防水、防腐、抗低温的作用。外涂层采用高压挤出缠绕工艺,图层坚韧耐磨,抗冲击性及抗弯曲性优良,能有效防止施工中的机械损坏及使用过程中的植物根系和土壤环境应力的损坏。同时,这种三层结构的设计,使得 TPEP 螺旋钢管综合了熔结环氧粉末涂层和聚乙烯两种防腐层的优良性质,将熔结环氧粉末涂层的界面特性和耐化学特性,与聚乙烯防腐层的机械保护特性等优点结合起来,极大地提高了管道的防腐性能和使用寿命。
二、防腐工艺与技术标准
(一)外防腐工艺
TPEP 螺旋钢管外壁采用的热熔结缠绕工艺底层环氧树脂、中间层胶黏剂、外层聚乙烯形成三层结构的防腐层具有显著的工艺特点。首先,底层环氧树脂能够紧密附着在钢管表面,形成坚固的防腐基础,具有良好的耐化学腐蚀性能,可有效防止土壤中的化学物质对钢管的侵蚀。中间层胶黏剂起到了连接环氧树脂和聚乙烯的关键作用,确保三层结构的整体性和稳定性。外层聚乙烯则提供了卓越的防水、防腐和抗低温性能。这种三层结构的设计,使得防腐层具有坚韧耐磨、抗冲击性及抗弯曲性优良的特点。在施工过程中,能有效防止机械损坏;在使用过程中,能抵御植物根系和土壤环境应力的损坏。
(二)内防腐工艺
内壁采用热喷涂环氧粉末防腐方式具有诸多优势。热喷涂环氧粉末能够在高温加热熔结后均匀地涂覆在管体表面,形成钢塑合金层。这个过程极大地提高了涂层的附着力及涂层厚度,增强了耐磕碰和耐腐蚀的能力。该防腐方式使得钢管内壁形成的防腐层光洁,无污染,使用标准达到国家食品等级。同时,内壁熔结环氧涂层的管道损耗可降低 30%以上,在输送相同流量的情况下,可降低管径一级,从而降低成本,降低能耗。
(三)技术标准
国标 TPEP 螺旋钢管有着严格的技术指标。外壁防腐形式采用三层结构聚乙烯重防腐涂层,厚度≥2.5mm,执行标准为《GB/T23257-2009 埋地钢质管道聚乙烯防腐层》;内壁防腐采用热熔结环氧树脂粉末涂层,厚度≥350um,执行标准为《CJ/T120-2008 给水涂塑复合钢管》。这种严格的技术标准确保了 TPEP 螺旋钢管在饮水工程中的安全可靠使用,极大地提高了管道的防腐性能和使用寿命。
三、在饮水工程中的优势
(一)安全可靠
TPEP 螺旋钢管不同于一般钢管,它已作了内外防腐,且防腐对饮用水无任何危害。在饮水工程中,这一特性至关重要,确保了居民饮用水的安全。同时,TPEP 钢管抗水锤能力比球墨铸铁管强,能够有效应对水锤现象,减少管道损坏的风险。此外,内壁采用热喷涂环氧粉末防腐方式,形成的内壁防腐层达到了食品级的防腐要求,能有效防止二次污染,为居民提供安全、可靠的饮用水。
(二)经济实用
在价格方面,以实际工程为例,如本工程球墨铸铁管口径需 DN1200mm,每米价格 2200 元;而 TPEP 钢管只需 DN1000mm 就行,每米价格 1920 元。这样用 TPEP 钢管反而比球墨铸铁管投资省。在施工难度上,TPEP 钢管是焊接,技术要求较高,施工进度慢些;球墨铸铁管是插接,技术要求一般,施工进度快些,但需设支墩较多。然而,在相同工况下,TPEP 钢管管径比球墨铸铁管降低一个尺寸,相应管道沟土石方开挖量、临时占地、管件尺寸、占青都相应减少。综合考虑性价比和施工难易程度,TPEP 螺旋钢管在饮水工程中具有较高的性价比。
(三)性能卓越
TPEP 螺旋钢管具有强度高、整体性强、可塑性好等优势,对地基适应性好。其内壁光滑,糙率 0.0081 - 0.0091(中国水利科学研究院检测中心检测),水头损失小。在输送相同流量的介质时,口径可以降低一个级别,降低了成本。同时,钢管柔韧度强,适应地形能力强。单支管材长度可以达到 12 米,连接口降低一半,安装简单,安全可靠。这些性能优势使得 TPEP 螺旋钢管在饮水工程中发挥着重要作用。
四、具体工艺与应用领域
(一)具体工艺步骤
饮水用国标 TPEP 螺旋钢管的具体工艺如下:首先进行螺旋管中频加热,通过中频加热方式,钢管中的热量由内向外散发,使加热温度更加均匀,有效的保证后续工艺的进行。接着进行抛丸除锈处理,这一步骤至关重要。钢铁基材必须经除锈、除油处理,一般采用大功率电机带动喷(抛)射叶片高速转动,使钢砂、钢丸、铁丝段、矿物质等磨料在离心力作用下对钢管表面进行喷(抛)射处置,不仅可以完全清除铁锈、氧化物和污物,还能使钢管达到所需求的平均粗糙度,为后续的防腐涂层提供良好的附着基础。除锈检查合格后,再次进行中频加热,然后依次进行涂环氧粉沫、涂胶粘剂的操作。环氧粉末经高温加热熔结后均匀地涂覆在管体表面上,形成钢塑合金层,极大地提高了涂层附着力及涂层厚度。胶粘剂则起到连接内外涂层的关键作用。之后进行外敷聚乙烯,采用高压挤出缠绕工艺,使聚乙烯外层涂层厚度均匀,与钢管结合紧密,提高了阴极保护效率。再进行水冷却处理,加速涂层的固化和稳定。最后进行涂层检漏,确保防腐层无缺陷,合格的钢管进入防腐管堆存。
(二)广泛应用领域
TPEP 螺旋钢管具有广泛的应用领域。在石油领域,可用于输送原油和天然气,确保能源的稳定供应。其良好的耐腐蚀性和机械性能能够应对石油复杂的化学成分和较高的压力要求。在化工领域,能输送各种腐蚀性介质,如酸性、碱性、盐性及氧化性介质等,避免了环境污染和管道事故的发生。在天然气领域,作为输送管道,保证天然气的安全高效运输。在热力领域,可用于城市集中供热管道,其良好的保温性能和耐腐蚀性能够有效减少热量损失,提高能源利用效率。在污水处理领域,可作为污水收集管和排放管,抵御污水中的各种腐蚀性物质,确保污水处理系统的正常运行。此外,TPEP 螺旋钢管还被广泛应用于市政输水管、小区排水管、高速公路渗水管、水利工程输水管等方面,是替代传统混凝土管、球墨铸铁管、PE 管等传统产品的优良选择。