试析螺旋镀锌钢板外护预制架空保温管加工技术要点

试析螺旋镀锌钢板外护预制架空保温管加工技术要点

张国玉,1,王秀敏1         ,郑中胜,2    ,郎魁元,2

1.昊天节能装备有限责任公司  2.河北省热力节能管道及装置技术创新中心

摘要：本文阐述了螺旋镀锌钢板外护预制架空保温管生产的工艺结构，介绍了产品用料的性能指标，论述生产制造加工工艺规范及影响产品质量的关键因素和产品用途的控制重点，有利于该保温管的广泛应用。

关键词:镀锌钢板；保温管；保温层；聚氨酯

引言：螺旋镀锌钢板外护预制架空保温管能达到距离远、温差大、落差高的效果，能对城镇建设的发展热力需求进行满足。采用直埋式管道保温技术可以满足冬季严寒地区对输水管道温度要求，通过合理设置保温层厚度，可有效减少热损失，提高能源利用率和经济效益。直埋铺设可用于过河、跨沟和隧道等场合，与其他管线相比具有施工速度快、管线距离远等优点，它具有制作生产工艺简单、操作方便等特点。

一、产品结构

预制保温管是由工作钢管、保温层和保护壳三个构件组成的[1]。

（一）工作钢管：按设计技术要求及输送介质选择合理的钢管。

（二）保温层：选用白料（如聚醚多元醇等）、黑料（如异氰酸酯等）或两者混合后再与聚氨酯泡沫塑料复合而成。

（三）保护管：由镀锌钢板、不锈钢板或者镀锌铝板制成。

二、镀锌架空保温管性能

（一）钢管的性能应符合的要求

1、钢管材料尺寸及性能应符合GB/T9711—2011《石油天然气工业管线输送系统用钢管》规定。

2.工作钢管的表面锈蚀等级应当达到GB/T8923的规定—2008《钢制压力容器》要求，开展不同锈蚀程度钢管的力学性能测试及分析。结果表明：在混凝土中掺入适量的聚丙烯纤维能有效提高钢材的抗拉强度，降低其弹性模量，随着锈蚀率的增大，钢绞线与混凝土之间粘结性能下降，钢筋腐蚀速度加快。通过实验研究认为；钢材在一定条件下可达到弯曲强度，其抗拉强度随腐蚀时间而降低。

3、钢管管端应小于200mm,且与工作钢管椭圆配合间隙不大于外径公差的±1mm，且壁厚应在允许范围内[2]。

4、钢管表面应设置永久性产品标识。

（二）镀锌钢板技术性能

1、材料材质、尺寸公差及性能

镀锌钢板和钢带在材料、尺寸公差、性能等方面要满足GB/T2518要求，镀锌钢的化学成分要求是：含碳量不低于0.05%，硫含量不高于0.5%，镀锌钢的组织结构与普通碳钢或低合金钢不同，具有一定的硬度，耐磨性较高，耐腐蚀性能良好。钢板与钢带的厚度包括基板厚度与镀层厚度。

2、力学性能

拉伸试样指具有镀层，且抗拉强度Rm=270MPa~500MPa，断后伸长率不小于22mm，公称厚度为0~7mm，断后伸长率均大于2156mm，而当公称厚度为0时，只有5mm左右的断后伸长率达到最大值。若采用不同淬火温度、回火温度对钢进行不同时间和时效的处理，然后在相同条件下进行拉拔试验，可以得到力学性能较好的合金结构钢。采用金相观察及SEM分析等方法，研究热处理工艺对钢材组织与性能的变化规律，钢板和钢带因时效等原因，力学性能随时间的变化而变化，会对性能有较大影响，并可能出现拉伸应变痕等缺陷。

3、镀锌层重量

当锌层的重量两面均为50g/m2时，3点镀锌重量的平均测试值不得低于指定镀锌层的重量，单点的测试值高于公称的镀锌层的重量42，且在同一厚度下，镀锌板表面镀层均匀性优于母材；单点和多点测试结果一致，表明该工艺可以满足产品性能要求。5g/m2时单面单点镀锌层的重量测试值比公称镀锌层大17g/m2以上。

三、镀锌钢板外护管生产标准

(一)镀锌钢板外护管外观应符合的规定

1、外护管内外表面不得出现裂缝、结疤、褶皱、半咬口、胀裂等缺陷，这些缺陷会影响其正常工作。

2、外护管的两端要平整，与外护管的轴线相垂直，且角偏差不得超过2.5°，管端应采用焊接工艺，不得有任何形式的缺口和裂纹等缺陷，管口平面度允许偏差为2mm。

3、外护管的椭圆度不超过最大外径1％，壁厚偏差不超过±0.08 mm，外护管的弯曲度不超过长度的0.08 mm，外护管的内壁按要求滚花[3]。

4、镀锌钢板外护钢管表面不能出现大量白花、锌层粉化等严重损坏的现象。

（二）镀锌重量

外护管内外镀锌重量均不小于50g/m2。

（三）外护管咬口

螺旋卷管为单咬口，板厚为0.2mm，平咬口宽度在10mm~14mm。通过实验，分析不同工艺参数对于焊缝成形过程的影响，获得最佳焊接工艺参数。在此条件下，焊后进行了拉伸试验和金相组织观察，结果表明：采用合适的焊接材料，合理地控制焊接工艺参数，可以获得良好的焊缝质量，其管接头强度能满足使用要求。风管咬口缝应紧密，宽度应均匀，两平咬口中心螺距应宽120mm，折角应平直，圆弧应均匀，两端面应平行，不能有明显的扭曲和翘角现象，表面要光滑，凹凸程度不能超过10mm。

（四）漏光检测

利用强光源检查风管咬口和接缝处透光情况，判断孔洞和缝隙的渗漏位置。

（五）螺旋卷管强度

卷管强度要能够达到1.5倍工作压力时，接缝处不产生裂纹。

（六）料带对接

在卷管过程中，料带度不小于1mm时，采用氩弧焊和二保焊，小于1mm时采用叠加冷咬口。

四、工作钢管标准

（一）工作钢管材料，公称直径、外径、壁厚等均要满足设计规定的要求，且应比工作钢管壁厚小，单根钢管上不应有环焊缝。

（二）工作钢管外观应符合下列要求:

1.钢管的表面要平整，有结疤、划痕和重皮的缺陷要整修，修磨处要平滑过渡，同时要做渗透或者磁粉探伤[4]。

2.钢管在发泡前应先抛丸除锈，除锈等级为Sa2.5。

3.在钢管管端200mm长以内，工作钢管椭圆所引起的外径公差不得超过所要求的外径±公差，不得超过公称壁厚。

4.钢管表面应设置永久性产品标识。

结束语：综上所述，螺旋镀锌钢板外护壁预制架空保温管为建筑保温节能新材料，其技术性能达到了UFP标准，已在全国各地推广使用。该产品采用了先进的工艺和设备生产，目前已形成大规模的生产能力，并获得国家专利。其具有质量轻、强度大、便于施工的优点，同时还具备良好的防腐性能，可长期在低温环境下使用，因此，螺旋钢管作为一种绿色环保建材产品，被广泛应用

参考文献：

[1]张俊兵.螺旋镀锌钢板外护预制架空保温管加工[J].山西建筑,2018,44(26):86-88.

[2]张由素,吴然,刘艳平.预制架空保温技术应用研究[C]//.2021供热工程建设与高效运行研讨会论文集.,2021:229-232.

[3]张俊兵.镀锌螺旋钢板外护保温管分析研究[J].山西建筑,2018,44(07):118-119.

[4]吴金龙,王红霞,顾景磊.新型预制架空保温管道保温结构特点研究[J].区域供热,2019(03):140-144.