聚乙烯塑钢缠绕管与宝石克拉管比较

1． 结构比较

塑钢缠绕管采用的是复合结构，钢带起到加强骨架的作用，管材的强度、环刚度主要靠钢带来承受，包覆的高密度聚乙烯主要起防腐作用。为了满足其环刚度要求，不同口径的塑钢缠绕管主要靠改变钢带的高度和厚度来满足性能要求，调整方便、可靠。管材的环刚度主要由钢带来承受，钢带不存在的蠕变特性， 所以钢带被聚乙烯包覆后，管材的环刚度是持久不变的（见下图）。

聚乙烯塑钢缠绕排水管执行CJ/T270-2007《聚乙烯塑钢缠绕排水管》，CECS 248:2008 《聚乙烯塑钢缠绕排水管管道工程技术规程》

宝石克拉管是采用先生产底管，再与玻纹缠绕焊接形成，管材强度主要是由玻纹承受。生产效率低下，成本过高。

2.生产能力

由于宝石克拉管的工艺要求，其管材生产速度慢，效率低。由于存在的蠕变特性。所以管材随着时间其环刚度逐渐降低。塑钢缠绕管一般采用24小时连续生产，效率高，成本低。

3.连接方式

塑钢缠绕管连接方式有两种：其一，对于DN/ID≤1200管材，在管材连接处（外部），采用橡胶套加不锈钢套连接，连接特点简单、可靠；属于柔性连接，对于土壤为腐蚀性比较强的环境时，在不锈钢套外侧可采用热收缩带收缩，从而保证连接处与管材使用寿命一致；其二，对于DN/ID＞1200管材，可以采用橡胶套加不锈钢套连接，也可以在管材连接处（内部），采用电热熔带焊接的连接方法，焊接处宽度为130mm,焊接可靠。连接特点简单、可靠，属于刚性连接。

宝石克拉管主要采用承插方式，其中承插口中预埋发热原件，加支撑工装，通电焊接，大口径管材由侧连接处采用微型挤出机进行补焊，连接方式复杂（由于管材存在椭圆度，承插困难需要大型设备附助安装），安装速度慢需要大型吊装设备，安装费用高，连接不可靠，属于刚性连接。其二，采用热收缩套连接方式，由于热收缩套比较薄，热收缩后其强度不能与管材强度等同。因此，连接处易产生破坏。该连接方式属于柔性连接。

塑钢缠绕管与水泥管比较

1.管材结构

塑钢缠绕管由钢塑复合的异型带材经缠绕并挤出焊接而成。以普通碳素结构钢带作为管材骨架加强筋，构成管材环刚度，以高密度聚乙烯作为钢带的包覆防腐及管壁材料。带材之间以搭接并以塑料挤出焊接形式连接，焊接材料与管材相同。对于不同直径的管材其带材宽度及加强筋片间距相同，但钢带厚度和高度因管材直径、环刚度要求不同而分别设计。

水泥管由钢筋作为加强骨架与水泥沙浆复合而成。根据不同直径、不同环刚度要求，所选钢筋直径、壁厚也不相同，以此满足工程需要。
2.性能参数

3.连接系统

塑钢缠绕管连接方式有两种：其一，对于DN/ID≤1200管材，在管材连接处（外部），采用橡胶套加不锈钢套连接，连接特点简单、可靠；其二，对于DN/ID≥1200管材，可以采用橡胶套加不锈钢套连接，也可以在管材连接处（内部），采用电热熔带焊接的连接方法，连接特点简单、可靠。

水泥管连接方式有两种：其一，采用承插（中间加密封圈）连接方法，连接特点简单，但不可靠，由于地壳变化及不均匀沉降造成连接处脱开，产生泄漏；

其二，采用承插（水泥沙浆封口）连接，连接特点相对简单，但不可靠，由于地壳变化及不均匀沉降造成泄漏。

4.抗化学性 

水泥管抗化学性比钢管要好，但比塑钢缠绕管差得多。废水中的固状物不以悬浮态存在时，会生成硫化氢，而水泥耐硫化氢性能很差。这种现象在废水收集管流速较慢时经常发生。

高密度聚乙烯对绝大多数工业及家庭废水均有优良的抗化学性。除一些无极性物质如酒精、卤族元素及其芳香烃等外，塑钢缠绕管的抗化学性均优于水泥管。聚乙烯管现在已被用于水泥管修复的内衬管；或在对抗腐蚀性要求较高的环境也用于新装水泥管的内衬。

5.水力性能

塑钢缠绕管的摩擦系数是0.0097-0.01，而水泥管摩擦系数是0.012-0.013，增加的20-30%摩擦系数对管道的流动阻力影响比较大。

6.抗磨性能比较

抗磨性能指材料抗机械磨损的能力。对于排污系统、排水系统及涵洞用管材，由于其中含有粗沙、悬浮固体物对管壁持续磨损，因而需要更高的抗磨性。

水泥管材的抗磨性会因腐蚀的影响而降低，因此对特定的使用条件必须加以评估。

在a  Darmstact  abrasion 试验条件下，聚乙烯（HDPE）管的耐磨性比水泥管高3-5倍。事实上，聚乙烯材料是所有管道材料当中耐磨性最好的。

7.安装

对于塑钢缠绕管安装时基于柔性管道安装方法，自身对地壳变化、不均匀沉降适应性比较强，加上塑钢缠绕管两种连接方式对安装适应性也比较强，所以敷设时对地基要求、回填材料、密实度要求相对较松。

对于水泥管安装时基于刚性管安装方法，加上采用承插连接方式，因此水泥管对地基要求、回填材料、密实度要求相对要严格。

 

塑钢缠绕管与聚乙烯中空缠绕管比较

1.结构比较

塑钢缠绕管采用的是复合结构，钢带起到加强骨架的作用，管材的强度、环刚度主要靠钢带来承受，包覆的高密度聚乙烯主要起防腐作用。为了满足其环刚度要求，不同口径的塑钢缠绕管主要靠改变钢带的高度和厚度来满足性能要求，调整方便、可靠。

聚乙烯中空缠绕管为了达到环刚度等级，就必须增加塑料的厚度，以此来满足设计要求，所以大口径聚乙烯中空缠绕管的生产速度慢，效率低。

2.运输

由于塑钢缠绕管的结构特点，本身管材重量相对较轻，对于大工程，塑钢缠绕管可以将缠绕制管设备和成卷的带材运至工程安装现场进行缠管，从而大大地节约了运输成本。

聚乙烯中空缠绕管的运输成本相当高，特别是大口径管材。如汽车，每车仅能运2根，所以运输费用相对贵。

3.成本

根据塑钢缠绕管产品结构及缠绕制管设备和带材运至工程安装现场缠管的特点，管材的制造成本和运输成本相对低。

而聚乙烯中空缠绕管的生产成本和运输成本都相对高。

 

塑钢缠绕管与双壁波纹管比较 

1、结构比较
       塑钢缠绕管是一种复合结构管材，钢带起到加强骨架的作用，管材的强度、环刚度主要是靠钢带来承受，包覆的高密度聚乙烯主要起到防腐作用。为了满足其环刚度要求，不同口径的塑钢缠绕管主要靠改变钢带的高度和厚度来满足性能要求，调整方便、可靠。

双壁波纹管由于其管材结构、生产效率等因素限制，双壁波纹管一般不能生产大口径管材（一般DN/ID≤1200），为了满足环刚度等级要求，只能靠增加厚度和波纹高度来达到要求，因此管材重量重，设备生产效率低。

2. 连接系统

塑钢缠绕管连接方式有两种：其一，对于DN/ID≤1200管材，在管材连接处（外部），采用橡胶套加不锈钢套连接；其二，对于DN/ID≥1200管材，可以采用橡胶套加不锈钢套连接，也可以在管材连接处（内部），采用电热熔带焊接的连接方法。上述两种连接方法都能达到简单、可靠。

双壁波纹管的连接方式有两种：其一，承插式连接方式（加一个密封圈），此种方法连接简单，但由于管材热胀冷缩和地壳变化、不均匀沉降等因素影响，出现密封失效产生泄漏；其二，在管材连接处（外部），采用连体密封圈加哈夫外固的连接方法，此方法简单，但对连体密封圈的尺寸及波纹之间距离、波纹高度要求严格，否则就会出现密封失效的现象。

3. 成本

根据塑钢缠绕管产品结构特点，在满足强度和环刚度的前提下，此种结构是最合理、最节省材料的。依工程的需要可将缠绕制管设备和带材运至工程安装现场缠管的特点，大大地节省了运费，所以塑钢缠绕管的运输成本和生产成本相对低。

双壁波纹管受生产速度限制，加上本身结构限制，其生产成本和运输成本高。

塑钢缠绕管与PVC-U管比较

    1.管材结构

塑钢缠绕管是一种复合结构管材，钢带起到加强骨架的作用，管材的强度、环刚度主要是靠钢带来承受，包覆的高密度聚乙烯主要起到防腐作用。为了满足其环刚度要求，不同口径的塑钢缠绕管主要靠改变钢带的高度和厚度来满足性能要求，调整方便可靠。

PVC-U双壁波纹管由于其管材结构、生产效率等因素限制，PVC-U双壁波纹管一般不能生产大口径管材（一般DN/ID≤1200），为了满足环刚度等级要求，只能增加厚度和波纹高度来达到要求。

2.性能参数

3.连接系统

塑钢缠绕管连接方式有两种：其一，对于DN/ID≤1200管材，在管材连接处（外部），采用橡胶套加不锈钢套连接；其二，对于DN/ID≥1200管材，可以采用橡胶套加不锈钢套连接，也可以在管材连接处（内部），采用电热熔带焊接的连接方法。上述两种连接方法都能达到简单、可靠。

PVC-U双壁波纹管连接方式是承插连接（加密封圈）。此种方法连接简单，但由于管材热胀冷缩和地壳变化、不均匀沉降等因素影响，易出现密封失效产生泄漏。由于PVC材料不具备可焊性，只能采用承插连接方式，而聚乙烯材料可采用热熔、电热熔带等方法进行加热连接，且连接可靠性更好，可达到50年的使用寿命。

 

塑钢缠绕管与玻璃钢管比较

1.管材结构

塑钢缠绕管由钢塑复合的异型带材经缠绕并挤出焊接而成。以普通碳素结构钢带作为管材骨架加强筋，构成管材环刚度，以高密度聚乙烯作为钢带的包覆防腐及管壁材料。带材之间以搭接并以塑料挤出焊接形式连接，焊接材料与管材相同。对于不同直径的管材其带材宽度及加强筋片间距相同，但钢带厚度和高度因管材直径、环刚度要求不同而分别设计。

玻璃钢管由玻璃纤维或玻璃纤维夹砂制做而成，对于所输送的水有一定的污染。玻璃钢管根据不同直径、不同环刚度要求，所选壁厚不相同，以此满足工程需要。

2.性能参数

3.连接系统

塑钢缠绕管连接方式有两种：其一，对于DN/ID≤1200管材，在管材连接处（外部），采用橡胶套加不锈钢套连接，连接特点简单、可靠；其二，对于DN/ID≥1200管材，可以采用橡胶套加不锈钢套连接，也可以在管材连接处（内部），采用电热熔带焊接的连接方法，连接特点简单、可靠。

玻璃钢管连接方式有两种：其一，采用承插（中间加密封圈）连接方法，连接特点简单，但不可靠，由于地壳变化及不均匀沉降造成连接处脱开，产生泄漏；

其二，采用法兰连接，连接特点相对简单，但不可靠，由于地壳变化及不均匀沉降造成泄漏。

4.抗化学性 

玻璃钢管抗化学性比钢管要好，但比塑钢缠绕管差得多。高密度聚乙烯对绝大多数工业及家庭废水均有优良的抗化学性。除一些无极性物质如酒精、卤族元素及其芳香烃等外，塑钢缠绕管的抗化学性均优于玻璃钢管。

5.水力性能

塑钢缠绕管的摩擦系数是0.009-0.01，而玻璃钢管摩擦系数是0.012-0.013，增加的20-30%摩擦系数对管道的流动阻力影响比较大。

6.抗磨性能比较

玻璃钢管材的抗磨性会因玻璃纤维树脂的性能而降低，因此对特定的使用条件必须加以评估。

在a  Darmstact  abrasion 试验条件下，聚乙烯（HDPE）管的耐磨性比玻璃钢管高2-3倍。事实上，聚乙烯材料是所有管道材料当中耐磨性最好的。

7.安装

对于塑钢缠绕管安装时基于柔性管道安装方法，自身对地壳变化、不均匀沉降适应性比较强，加上塑钢缠绕管两种连接方式对安装适应性也比较强，所以敷设时对地基要求、回填材料、密实度要求相对较松。

对于玻璃钢管安装时基于刚性管安装方法，加上采用承插连接或法兰连接方式，玻璃钢管属脆性材料对地基要求、回填材料、密实度要求相对要严格。

8.运输

由于塑钢缠绕管的结构特点，本身管材重量相对较轻，对于大工程，塑钢缠绕管可以将缠绕制管设备和成卷的带材运至工程安装现场进行缠管，从而大大地节约了运输成本。

玻璃钢管的运输成本相当高，特别是大口径管材。如汽车，每车仅能运2根，所以运输费用相对贵。

塑钢缠绕管与埋地钢塑复合缠绕管比较

1.管材结构

塑钢缠绕管由钢塑复合的异型带材经缠绕并挤出焊接而成。以普通碳素结构钢带作为管材骨架加强筋，构成管材环刚度，以高密度聚乙烯作为钢带的包覆防腐及管壁材料。带材之间以搭接并以塑料挤出焊接形式连接，焊接材料与管材相同。对于不同直径的管材其带材宽度及加强筋片间距相同，但钢带厚度和高度因管材直径、环刚度要求不同而分别设计。

而埋地钢塑复合缠绕管，是用聚乙烯生产带材，带材其结构为纯塑蘑姑状立肋，缠绕焊接后与压制成U型的镀锌板卡扣在一起。此管材的环刚度是靠U型镀锌板的厚度和U型的高度及U型镀锌板的间距来调整。

2．连接

塑钢缠绕管连接方式有两种：其一，对于DN/ID≤1200管材，在管材连接处（外部），采用橡胶套加不锈钢套连接，连接特点简单、可靠；其二，对于DN/ID≥1200管材，可以采用橡胶套加不锈钢套连接，也可以在管材连接处（内部），采用电热熔带焊接的连接方法，连接特点简单、可靠。

而埋地钢塑复合缠绕管的连接，是用聚乙烯板材，插入管内，用微型挤出机将聚乙烯板材与管材采用角焊缝焊接在一起，此种连接方式不可靠，主要表现在角焊缝粘接不牢固，其次当外力作用在连接处时角焊缝承载力大易出现破坏。

3．寿命

塑钢缠绕管其管材结构为钢带主要承受外部载荷，而聚乙烯将钢带包覆后起到防腐作用。对于DN/ID≤1200管材采用不锈钢套连接，其本身不锈钢的防腐能力很好，而DN/ID≥1200采用热熔带连接，使用寿命为50年。

埋地钢塑复合缠绕管，其环刚度主要靠U型镀锌板承受，而镀锌板的防腐能力差，随着腐蚀其环刚度逐渐降低，其管材也逐渐破坏；U型镀锌板是卡在立肋纯塑蘑姑状上的，由于外力作用经常出现U型镀锌板将纯塑蘑姑头剪切掉，使U型镀锌板串动，显现出不稳定结构。

综上所述，埋地钢塑复合缠绕管在实际工程应用中存在一定问题，而塑钢缠绕管在工程应用中具有其明显的优势。

 

聚乙烯塑钢缠绕排水管与

钢带增强聚乙烯螺旋排水管对比

一、知识产权

塑钢缠绕排水管具有自主的独立知识产权，已经取得了中国专利局授权的三个专利，分别是：

（1）“金属增强塑料带材及其制造的金属增强塑料排水管”为实用新型专利；

（2）“一种钢带增强塑料排水管道及其制造方法和装置”为发明专利；

（3）“外壁具有竖直加强筋的钢塑复合管内置式热熔带连接方法”为发明专利。

另外已向中国专利局申请，尚未得到授权的两项专利，分别是：

（1）“一种卷绕成型的钢塑复合管及其制造方法和装置”申请发明专利；

（2）“一种钢带增强塑料复合管的制造方法”申请发明专利；

    已将上述中国专利的内容归纳集中后申请了国际专利组织（PCT）公开，并向美国、德国、澳大利亚、俄罗斯、日本、南非、泰国申请了专利，其中南非专利已获授权。

钢带增强聚乙烯螺旋排水管是国内厂家参照了日本Kanaflex公司技术研发的产品，具有国内有限知识产权（实用新型专利），目前国内至少有两家以上的企业在生产销售该种管材生产设备。该产品及技术在日本及国际的专利情况不详。无论在国内还是国际，具有独立知识产权的产品与技术均有更强的竞争优势，可以获得规范的市场。

二、管材结构

塑钢缠绕排水管由钢塑复合的异型带材经螺旋缠绕焊接并在边缘处搭接（搭接面上挤出焊接）制成。成型的管材呈螺旋直肋结构，聚乙烯管壁外表面有等间距螺旋环绕的肋片加强。肋片是由普通碳素结构钢带外包覆聚乙烯构成，通过聚乙烯包覆使钢带与聚乙烯浑然一体。聚乙烯管壁构成封闭的流体通道，加强钢带构成了管材的环刚度。加强钢带的厚度与宽度根据管材直径、环刚度要求不同而分别设计确定。

钢带增强聚乙烯螺旋排水管也是一种聚乙烯与钢板复合的结构壁管，管壁由三个层次组成，内层是一个连续实壁聚乙烯内层管，内层管外缠绕复合有钢板折成倒“U”型的环型波状钢板增强体，外复合有与钢板增强体波形相同的外层聚乙烯。

三、两种管材的制作（按国内技术对比）

1、塑钢缠绕排水管生产根据管材规格不同共分为两种：

（1） 对于Dn≤1200mm管材，首先采用哈工大星河公司独创的一步法专利技术生产塑钢复合异型带材并将其缠绕成盘，然后由盘装塑钢复合异型带材经缠绕焊接制成复合管材。生产线装机容量为260KW。

（2） 对于Dn≥1300mm管材，采用一步法生产的塑钢复合异型带材不缠绕成盘，而是直接进入管材缠绕成型机缠绕焊接成管材。

2、钢带增强聚乙烯螺旋排水管生产工艺过程是在主机上先缠绕一个实壁聚乙烯内层底管，然后将事先涂塑盘装的钢带挤压成倒“U”型并缠绕在底管上，在倒“U”型钢板外再挤出覆盖一层聚乙烯外层，通过压合整型、定型、冷却、切割后得到成品管材。管材生产线一般都另行配套有钢带涂塑生产线。

3、上述两种管材的制作方法及装置对比来看，后者相对复杂，稳定可靠性相对较差，生产速度略低。

四．连接方式

塑钢缠绕排水管连接方式有两种：对于Dn≤1200管材，在管材连接处（外部），采用橡胶套加不锈钢套连接；对于Dn≥1200管材，可以采用橡胶套加不锈钢套连接，也可以在管材连接处（内部），采用具有专利权的电热熔带焊接的连接方法，该两种连接方式均简单、可靠。

钢带增强聚乙烯螺旋排水管的管端为螺旋切口，连接相对较困难，其连接方式有四种：热熔挤出焊接、热收缩带连接、卡箍连接及电熔带连接。其中热熔挤出焊接要用手持挤出机进行焊接，工作量大效率低，操作困难，纵向接缝处必须里外双面焊，焊接质量难以保证且连接处抗弯能力极差；热收缩带连接由于波峰、波谷的存在在施工时很难保证收缩带与管材外壁贴合严密保证密封；电熔带连接时由于电熔带宽度受管材外表波谷平面宽度限制必须很窄，所以焊接区域很小，同时纵向对接口部位必须用手持挤出机进行内外双面焊接，连接强度及密封性很难得到保证。