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三、产品主要性能

钢骨架塑料复合管是一种承压管材，由于它独特的结构决定了钢骨架塑料复合管具有集钢材和热塑性塑料两种材料优点于一身，同时也决定了钢骨架塑料复合管具有卓越的性能特点。

钢骨架塑料复合管主要性能参数：

（1）受压开裂稳定性

取长度为100±10mm的管材样品进行试验，样品置于液压机压板间进行缓慢下压，10～15s压至管材直径的50%时管材未发现裂纹,则认为合格。

（2）纵向尺寸收缩（110º,保持1h）

按GB6671.2的规定进行测定为≤0.4%

（3）短期静液压强度试验

按GB6111的规定进行测定。

给水用时：

20℃,1h,压力为:

公称压力×2

80℃,165h,压力为:

公称压力×2×0.71

燃气用时：

20℃,1h,压力为:

公称压力×2×2.291

80℃,165h,压力为:

公称压力×2×2.291×0.71

工业用时：

20℃,1h,压力为:

公称压力×1.5

70℃,165h,压力为:

公称压力×1.5×0.76

（4）热稳定性按GB15558.1—1995中5.9的规定或要求原料生产厂家提供。

（5）耐应力开裂（80℃,8MPa）为>1000h

（6）断裂伸长率>350%

（7）长期静液压强度（20℃,50年,95%）为>8.0MPa

（8）耐侯性试验（管材积累接受≥3.5KMJ/㎡老化能量后,仍能满足上述（3）、（4）、（6）项性能要求，并保持良好的焊接性能。

（9）不圆度

管材不圆度应不大于５％。

（10）管材弯曲度

公称内径（mm）

100

125

150

200

250

300

350

400

450

500

600

弯曲度（%）

≤2.0

≤1.2

≤1.0

≤0.8

≤0.6

注：

弯曲度指同方向弯曲,不允许呈S形弯曲。

钢骨架塑料复合管产品主要性能

（11）管材允许弯曲半径，mm

公称内径d

100

125

150

200

250

300

350

400

450

500

600

允许弯曲

半径R≥

75d

80d

100d

110d

120d

注：

管段上有接头时,R不应小于200d；d为公称内径。

（12）线膨胀系数

管材线膨胀系数35.4～35.9×10

（1/℃）。

（13）架空敷设支架间距

规格

100

125

150

200

250

300

支架间距（m）

3.0

3.5

4.0

4.2

4.5

5.0

5.4

5.7

6.0

（14）管材爆破压力

给水用时（20℃）：

管材爆破压力≥公称压力×3

燃气用时（20℃）：

管材爆破压力≥公称压力×3×2.291

工业用时（20℃）：

管材爆破压力≥公称压力×3（60～70秒内升至管材爆破）

（15）钢骨架塑料复合管输送介质温度不超过80℃。

（16）管材弹性模量为3～4GPa

（17）管材表面电阻为>10

体电阻率为>10

Ω×㎝

介电强度为700KV/㎝

（18）管材20℃时热导率0.43W×（m×ｋ）

管材20℃比热1.74KJ/kg℃

（19）管材介电常数2.33

（20）介电损耗:

50Hz时6×10

Hz时8×10

Hz时7×10

Hz时6×10

（21）管材内壁粗糙度为

～

。

（22）化学稳定性

表中的结果是在50㎜×25㎜×1㎜的试样上试验了55天后得到的。

代号：

×=稳定膨胀＜3%或重量损失＜0.5%，断裂延伸率大体上不变。

/=部分稳定膨胀为3－8%或重量损失0.5－5%与/或断裂延伸率降低到＜50%。

-=不稳定膨胀＞8%或重量损失＞5%与/或断裂延伸率＞5%。

D=脱色

在室温条件下，在有游离卤素（氯、溴）的情况下，卤化聚乙烯与氢的卤化物一道形成。

尽管这种聚乙烯具有与原烃不同的物理、化学性能，它仍保留有其聚合结构。

因此在某些情况下，用HostalenGM5010制成的管道甚至可以应用于生产或生产中使用游离卤素的工厂，仅需考虑的一个问题是最终使用状态及卤素浓度。

溶剂

20℃

60℃

溶剂

20℃

60℃

乙醛，气态

乙酸（10%）

乙酸（100%）（冰醋酸）

乙酸酐

丙酮

四溴化乙炔

**/到-

—

酸，芳香剂

丙烯腈

乙二酸

烯丙醇

氯化铝，无水的

硫酸铝

*×

矾类

氨，气态（100%）

氨，液态（100%）

氯化铵

*×

氯化铵，含水（达到20%）

硝酸铵

*×

硫酸铵

*×

硫化铵

*×

乙酸戊酯

苯胺，纯净

苯甲醚

—

三氯化锑

王水

氯化钡

*×

氢氧化钡

*×

啤酒

黄蜡

**/到-

苯

苯磺酸

苯甲酸

*×

苯甲醇

×到/

硼砂，所有浓度

溴

—

溴气

丁三醇

丁醇

丁氧基

乙酸丁酯

丁二醇

丁酸

氯化钙

*×

次氯酸钙

*×

樟脑

二氧化碳

硼酸

*×

盐水，饱和

二硫化碳

四氯化碳

**到-

—

氢氧化钾

苛性苏打

氯，液态

—

含氯漂白溶液（含氯12%）

—

钢骨架塑料复合管产品主要性能

氯气，干燥

—

氯气，湿润

—

氯气（主要用来消毒）

氯乙酸（单元）

氯苯

—

氯乙醇

×D

三氯甲烷

**/到-

—

氯磺酸

铬酸（80%）

-D

柠檬酸

椰油

铜盐

*×

玉米油

杂酚油

×D

甲酚

×D

环乙烷

环乙醇

环乙酮

萘烷

润滑脂干燥剂

合成洗涤剂

糊精，含水（18%饱和溶液）

二丁醚

×到/

—

邻苯二甲酸二丁酯

二氯乙酸（100%）

二氯乙酸（50%）

二氯乙酸甲酯

二氯苯

—

二氯乙烷

二氯乙烯

—

柴油

（二）乙醚

×到/

二异丁基甲酮

/到-

二甲基甲酰胺

×到/

二氧杂环乙烷

乳化剂

酯，脂族

×到/

乙醚

×到/

乙酸乙酯

—

乙醇

乙基乙二醇

乙基乙醇

氯化乙烯（二氯乙烷）

乙二胺

脂肪酸（C8）

氯化铁

*×

氟

—

碳氟化合物（如氟利根）

—

氟硅酸，含水（达32%）

甲醛（40%）

甲酰胺

甲酸

果汁

果酱

糖醇

×D

明胶

葡萄糖

*×

丙三醇

甘油氯乙醇

乙二醇

乙醇酸（50%）

乙醇酸（70%）

Halothane

水合肼

氯溴酸（50%）

盐酸（所有浓度）

氢氰酸

氢氰酸（40%）

氢氰酸（70%）

氢

氯化氢气体，干和湿

过氧化氢（30%）

过氧化氢（100%）

硫化氢

碘酊，DAB7

异辛烷

异丙醇

异丙醚

×到/

—

果子酱

甲酮

×到/

乳酸

乙酸铅

*×

亚麻油

氯化镁

*×

硫酸镁

*×

马来酸

苹果酸

薄荷醇

氯化汞（精练）

水银

甲醇

甲丁醇

甲基.乙基酮

/到—

甲基.乙二醇

二氯甲烷

糖浆

一氯代乙酸

一氯乙醚

一氯甲酯

吗啉

石脑油

萘

镍盐

*×

硝酸（25%）

硝酸（50%）

—

硝基苯

0-硝基甲苯

辛基甲酚

—

香精油

蔬菜，动物油

×到/

油酸（浓缩）

乙二酸（50%）

溴氧

—

溴氧，含水溶液（炼）

石蜡油

高氯酸（20%）

高氯酸（50%）

高氯酸（70%）

-D

汽油

×到-

石油（产品）

石油蒸出物

×到/

石油醚

碳酸

×D

磷酸盐

*×

磷酸（25%）

磷酸（50%）

磷酸（95%）

三氯氧化磷

三氯化二磷

三氯化磷

底片显影剂，商用

苯二甲酸（50%）

聚乙二醇

重铬酸钾（40%）

铬酸钾，含水（40%）

氯化钾

*×

溴化钾

*×

氯化锌

*×

硼酸钾，含水（40%）

氰化钾

*×

氰氟化钾（30%溶液）

硝酸钾

*×

丙醇

丙酸（50%）

丙酸（100%）

丙二醇

假枯烯

吡啶

海水

硅酸

硅油

硝酸银

苯甲酸钠

亚硫酸氢钠，稀溶液

钢骨架塑料复合管产品主要性能

碳酸纳

*×

氯化钠

*×

亚氯酸钠（50%）

氢氧化钠（30%溶液）

次氯酸钠（含15%的氯气）

硝酸钠

*×

硅酸钠

*×

硫化钠

*×

硫代硫酸钠

鲸腊

锭子油

×到/

淀粉浆

硬脂酸

琥珀酸（50%）

糖浆

硫酸盐

*×

硫磺

二氧化硫，干

二氧化硫，湿

三氧化硫

硫酸，（10%）

硫酸，（50%）

硫酸，（80%）

硫酸，（98%）

—

硫酸，烟雾状

—

亚硫酸

Sulphurylchloride

—

牛脂

单宁酸（10%）

酒石酸

四氯乙烷

**×到/

—

四氢呋喃

**×到/

—

四氢化萘

亚硫酰

（二）氯

—

噻吩

甲苯

—

绝缘油

磷酸三丁酯

三氯乙酸（50%）

三氯乙酸（100%）

/到-

三氯乙烯

**×到-

—

三乙醇胺

松脂，油状

×到/

Tween20及80

尿素

*×

废气，含有：

二氧化碳

一氧化碳

盐酸（所有浓度）

氟化氢（微量）

硫酸亚氮（微量）

二氧化硫（低浓度）

硫酸，湿（所有浓度）

凡士林

**×到/

醋（工业浓缩）

纤维胶溶液

硅酸钠

对二甲苯

—

酵母，含水制备

附注：

*所有浓度均为水溶液；

**仅在低的机械应力条件下进行。

四、产品特点与适用范围

1．产品特点

钢骨架塑料复合管具有防腐、不结垢、光滑低阻、保温、不结蜡、耐磨、质轻等塑料管的共同特点，而且其独特的结构还造就了如下特点：

（1）抗蠕变性能好，持久机械强度高

由于塑料在常温及应力作用下会发生蠕变，在较高持久应力作用下会发生脆性断裂，因此纯塑料管材的许用应力及承压能力很低（一般在1.0MPa以内）。

而钢材的机械强度约是热塑性塑料的10倍左右，且在塑料的使用温度范围内十分稳定不发生蠕变。

将网状钢骨架与塑料复合后，钢骨架可有效地约束塑料的蠕变，使塑料本身的持久强度也大大地提高。

因此钢骨架塑料复合管管材的许用应力比塑料管材提高了一倍。

（2）耐温性能好

塑料管材的强度在其使用温度范围内一般随温度提高而降低，温度每提高10℃其强度约降低10%以上。

由于钢骨架塑料复合管强度约2/3是由钢骨架所承担，所以其强度随使用温度的提高而降低的程度低于任何一种纯塑料管。

实验结果表明每提高10℃，钢骨架塑料复合管强度降低在５％以下。

（3）刚性、耐冲击性好、尺寸稳定性好，又有适度柔性，刚柔相济。

钢的弹性模量通常是高密度聚乙烯弹性模量的200倍左右，由于钢骨架的加强作用使钢骨架塑料复合管的刚性、耐冲击性及尺寸稳定性优于任何一种纯塑料管材。

同时由于网状钢骨架本身又是一种柔性结构，从而使复合管在轴向上也有一定柔性。

因此该管材具有刚、柔结合的特点，在装卸、运输、安装的适应性及运行的可靠性方面很好。

地上安装可节省支座数量，成本低；地下安装可有效承受由于沉降、滑移、车辆等造成的突发性冲击载荷。

小口径管材可适当弯曲，随地势起伏布置，节省管件。

（4）热膨胀系数小

由于普通碳钢线膨胀系数为10.6~12.2×10

（1/℃），纯塑料管材线膨胀系数为170×10

（1/℃），钢骨架塑料复合管在网状钢骨架的约束下，复合管材的热膨胀性大大改善，低于任何一种常用的塑料管材。

通过测试，钢骨架塑料复合管线膨胀系数为35.4～35.9×10

（1/℃），仅是普通碳钢管材3～3.4倍。

实验结果表明，埋地安装时一般可不用热补偿装置，管材采用蜿蜒状铺设即可起到吸收（或释放）膨胀的作用,从而使安装成本降低。

（5）不会发生快速开裂

纯塑料管特别是大口径纯塑料管在低温时持久环向应力的作用下，易产生由局部缺陷、应力集中造成的快速开裂（瞬间几百米至千米以上），因此目前国际上对管材塑料的抗快速开裂性能提出了很高的要求，而低碳钢不存在脆性断裂问题，钢网的存在使塑料的变形及应力均不会达到使其产生快速开裂的临界点。

因此从理论上讲钢骨架塑料复合管不存在快速开裂。

（6）钢、塑两种材料复合均匀可靠。

目前市场上的钢塑复合管由于钢、塑之间的复合面是连续规则的接口。

长期使用在交变应力的作用下易脱层，导致连接处泄漏，内部出现瓶颈状收缩，堵塞而失败。

与其相比钢骨架塑料复合管是网状结构与塑料互相交织浑然一体，复合表面积大而不规则，两种材料互相

钢骨架塑料复合管产品特点与适用范围

约束力大而均匀，应力集中小。

（7）双面防腐

钢骨架复合在塑料之中，管材内外表面具有相同防腐性能，耐磨，内壁光滑输送阻力小，不结垢，不结蜡，节能效果明显，用于地埋及有腐蚀性环境条件下十分经济方便。

（8）自示踪性好

由于钢骨架的存在，使埋入地下的钢骨架塑料复合管可以用通常的磁性探测的办法寻找定位，避免由于其它挖掘工程而造成的破坏。

而这种破坏是纯塑管及其它非金属管产生最多的破坏。

（9）产品结构性能调整方便灵活

可以通过改变钢丝直径、网间距、塑料层厚度、塑料种类来调整产品的结构与性能，以满足不同的耐压、耐温、防腐要求。

（10）制造成本低、性能价格比高、市场竞争加强

材料成本是管材制造成本的主体，钢材价格是塑料价格的1/3左右，而钢骨架塑料复合管的钢丝与塑料的用量比在1.2:

1左右，所以较大直径钢骨架塑料复合管的制造成本低于任何功能与其相同的塑料管材，从而具有更强的市场竞争力。

上述特点决定了钢骨架塑料复合管无比的安全可靠性和经济性，其不仅能满足目前普通塑料管适用范围内的一切要求，且可更大程度地应用于各种工业领域，取代不锈钢等金属防腐管材。

（11）关于HDPE管材的耐磨性

管材破裂的一个常见原因就是腐蚀和磨蚀引起管材材料的逐渐分解。

一般采用在混有砂浆的水中转动管材的方法来模拟磨蚀的结果，对不同材料中的重量损失和体积损失进行比较。

在水速为7～8m/s及水温30℃～35℃的条件下，用直径为50㎜的HDPE管和钢管进行试验（水中混有15%的砂子）表明，HDPE管1600小时后磨蚀量为4㎜，而同样磨蚀量对钢管来说不到1000小时即出现。

试验说明HDPE管材具有很好的耐磨性。

2．产品的适用范围

（1）油田

油田集输油管、污水管、原油、成品油输送管，油井注入聚合物管道、卤水处理管等。

特别适用于高含硫的油、气、水等介质输送。

（2）市政建设

城市给排水、天然气、液化石油气和煤气输送。

（3）船舶

船上污水管、给排水管、压舱水管等生活管系和结构管系。

（4）煤矿

水煤浆，煤层气、粉煤灰管线。

（5）矿山

矿浆输送管、工程用井管、泵送用管

（6）其它：

化工、能源、冶金、有色、电力、环保、饮食等行业用管。

五、钢骨架塑料复合管水力计算

１．钢骨架塑料复合管燃气管道水力计算

我国的城镇燃气管道的压力分级是参照国外对压力分级的情况，结合国内的实际情况进行制订的。

压力分级：

（MPa）

高压　Ａ：

２.５＜Ｐ≤４.０

Ｂ：

１.６＜Ｐ≤２.５

次高压A：

０.８＜Ｐ≤１.６

Ｂ：

０.４＜Ｐ≤０.８

中　压Ａ:

０.２＜Ｐ≤０.４

Ｂ：

０.０１≤Ｐ≤０.２

低　压:

Ｐ＜0.0１

Ａ．低压钢骨架塑料复合管燃气管道单位长度的摩擦阻力损失宜按下列公式计算：

式中：

ΔＰ－钢骨架塑料复合管燃气管道摩擦阻力损失（Ｐa）；

λ－钢骨架塑料复合管燃气管道摩擦阻力系数；

ｌ－钢骨架塑料复合管燃气管道的计算长度（ｍ）；

Ｑ－钢骨架塑料复合管燃气管道的计算流量（m

/h）

ｄ－钢骨架塑料复合管燃气管道内径（ｍｍ）；

ρ－燃气的密度（㎏／m

）；

Ｔ－设计中所采用燃气温度（Ｋ）；

Ｔ

－273.15Ｋ。

根据燃气在管道中的不同运动状态，其λ值有不同的计算公式，将值代入上式，可以得到不同流态的实用单位长度的摩擦阻力损失计算公式：

a层流状态（Re≤2100）

λ=64/Re

b临界状态（2100

λ=0.03+

钢骨架塑料复合管水力计算

c湍流状态（Re>3500）

λ=0.11

式中:

Ｒe=dv/μ

Ｒe－雷诺数；

d－钢骨架塑料复合管内径；

v－钢骨架塑料复合管燃气管道计算流速（m/s）；

μ－０℃和101.325KPa时燃气的运动粘度（㎡/s）。

Ｋ－钢骨架塑料复合管燃气管道内表面的当量绝对粗糙度（ｍｍ）。

取0.01。

Ｂ.高压、次高压、中压钢骨架塑料复合管的单位长度的摩擦阻力损失宜按下列公式计算：

＝

式中:

P1－钢骨架塑料复合管起点的压力（绝压KPa）；

P2－钢骨架塑料复合管终点的压力（绝压KPa）；

Ｌ－钢骨架塑料复合管的计算长度（km）。

Z－压缩因子.当燃气压力小于1.2MPa时,Z取1

λ－燃气管道的摩阻系数,按下式计算:

1/λ1/2=2lg（Ｋ/３.７*ｄ＋２.５１/Ｒｅ*λ1/2　）

lg：

常用对数

Ｋ：

管内壁的当量绝对粗糙度

Ｒe：

雷诺数（无量纲）

水力计算中钢骨架塑料复合管与聚乙烯管道水力计算方法相同，与钢管的区别在于Ｋ值不同，钢骨架塑料复合管的Ｋ值和钢管的Ｋ值相差20倍，因此在管径、长度、压力降相同的情况下，钢骨架塑料复合管的输气能力要比钢管高得多，且压力越大，钢骨架塑料复合管的

优越性越明显。

燃气尤其是带有粉尘的燃气，在聚乙烯管内流动与管壁摩擦将产生静电，为了不使静电过分积累，除采取必要措施外，对钢骨架塑料复合管内介质的流速要有所限制。

以下是国外气体管道流速的规定：

（1）炼油装置压力管线V=15～30m/s；

（2）美国《化工装置》中天然气管道Ｖ≤30.5m/s；

（3）液化石油气气体管Ｖ＝8～15m/s；

（4）焦炉气管Ｖ＝4～8m/s。

按以上资料并根据钢骨架塑料复合管独特的性能和国外聚乙烯管道设计流速的有关资料，建议钢骨架塑料复合管输送介质的流速不宜超过15m/s。

2.钢骨架塑料复合管给水管道水力计算

A．水力计算表

说明：

（1）水力计算表是采用试验和公式计算求得，表中数据是以新管道、水温18℃下得出的。

设计时应以旧管道为准，把表中i值乘以1.1～1.2。

（2）钢骨架塑料复合管的水头损失i值（旧管）是《给水排水设计手册》中钢管的55%左右。

（3）在同等管径下，钢骨架塑料复合管比钢管提高输水能力30%～38%。

钢管管径（mm）钢骨架塑料复合管替代管径（mm）

DN700DN600

DN600DN500

DN500DN450

DN450DN400

DN400DN350

DN350DN300

DN300DN250

DN250DN200

DN200DN200

DN150DN125

DN100DN80

DN80DN65

DN65DN65

DN50DN50

DN50水力计算表

1000i

m3/h

L/s

m/s

2.1

0.6

0.30

2.67

2.5

0.7

0.35

3.49

2.8

0.8

0.40

4.41

3.2

0.9

0.45

5.42

3.5

1.0

0.50

6.52

3.9

1.1

0.55

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