一、技术标准:国标螺旋钢管的规范准则
(一)主要标准及涵盖范围
国标螺旋钢管主要依据的标准为 GB/T9711 - 1997 石油天然气工业输送钢管,其中包括 GB/T9711.1(代表 A 级钢)和 GB/T9711.2(代表 B 级钢)。GB9711.2 包括的质量和试验要求在总体上高于 GB9711.1 的规定,GB9711.2 一般适用于可燃流体输送用钢管,不适用于铸管。
该标准涵盖了带有螺纹和特重重量级带螺纹的钢管,如特轻重量级、普通重量级、特重重量级(XS)、特加重重量级(XXS)等无螺纹钢管,以及承口和插口钢管。对于公称尺寸大于 12 的带螺纹钢管,采用外径尺寸标记,其他钢管则使用公称尺寸标记。标准中列出的钢级包括 L175 至 L555,以及介于 L290 和更高钢级之间的中间级别。材质种类主要有 Q235A、Q23b、Q345、L245、L290、X42、X46、X70、X80 等多种类型。
(二)不同标准的区别与适用范围
国标螺旋钢管与部标螺旋钢管在多个方面存在差异。首先,在厚度方面,国标壁厚一般下差 0.5mm,部标下差 1mm。例如,壁厚在 5mm - 15mm 的螺旋钢管,国标壁厚偏差为 ±0.1T(T 为螺旋钢管的公称壁厚),对于壁厚大于 15mm 的螺旋钢管,其壁厚偏差为 ±1.5mm;而部标螺旋钢管对于直径在 508 以下的要求偏差范围是上下 12.5%,508 以上的螺旋钢管是上下 10%。
其次,验收标准不同。9711 标准的螺旋钢管验收标准比部标更严格。国标 GB/T9711 - 2011 螺旋钢管适用于石油天然气工业管道输送系统,蒸汽管道及比较严格的市政给水管道;国标 GB/T3091 - 2008 螺旋钢管适用于燃气、空气、蒸汽等低压流体输送管道。部标 SY/5037 - 2012 螺旋钢管适用于普通流体输送管道。
在检验方式上,国标全部采用 X 光检测,并进行水压试验;部标做 30% 的 X 光抽检,进行 100% 的水压试验。
由于这些差异,价格也有所不同,一般情况下国标价格比部标价格贵 300 - 500 元每吨。
二、用途广泛:化工领域的得力管
(一)多领域的应用场景
国标螺旋钢管在多个领域都发挥着重要作用。在石油领域,它广泛应用于油气输送、油田开发以及石油化工等环节,能够安全高效地输送原油、天然气等介质。在天然气领域,国标螺旋钢管凭借其良好的密封性和耐压性能,确保天然气稳定传输,为工业生产和居民生活提供可靠的能源保障。
水利工程方面,国标螺旋钢管可用于水利工程、水电站建设、水库以及输水管道等。在水电站中,它可以作为压力管道,承受较大的水压,保证水电站的正常运行。在输水管道中,能够有效输送大量水资源,满足城市和农村的用水需求。
化工领域,国标螺旋钢管可用于输送各种化学品,其耐腐蚀性能能够抵御化学物质的侵蚀,确保化工生产过程的安全稳定。在建筑领域,国标螺旋钢管可用于支撑结构,为建筑物提供稳定的支撑力;还可以搭设临时平台,方便施工人员进行作业。
(二)优势凸显的性能支撑
国标螺旋钢管具有诸多优势性能。首先,其高强度特性使其能够承受较大的水压、油压和气压。采用优质钢板经过热轧、冷弯、焊接、磨光等加工工艺,不仅表面光滑,内部结构也十分坚固。例如,在一些大型水利工程中,国标螺旋钢管能够承受高达数十兆帕的水压,确保工程的安全稳定运行。
其次,耐腐蚀性是国标螺旋钢管的一大亮点。它能够长期在酸性、碱性、盐性等恶劣环境下使用而不易生锈、腐蚀。这得益于其采用的高质量涂层,使钢管表面光滑、防腐、耐磨,增加了使用寿命和性能。在化工领域,面对各种腐蚀性化学品,国标螺旋钢管依然能够保持良好的性能,为化工生产提供可靠的管道输送解决方案。
此外,国标螺旋钢管的耐高温性能也十分出色。在一些高温工业环境中,如石油化工的高温反应过程中,它能够稳定地输送介质,不会因高温而变形或损坏。
国标螺旋钢管采用高精度数控设备生产,质量可靠。在生产过程中,严格按照标准进行检验,从原材料的选取到成品的出厂,每一个环节都经过严格把控。这确保了产品的质量稳定性,为各个领域的用户提供了放心的管材选择。
三、连接方式:多样选择满足不同需求
(一)焊接连接的主导地位
国标螺旋钢管一般以焊接连接为主。焊接连接相对成本较低,能够满足大部分工程的需求。在一些大型的工程项目中,焊接连接能够保证管道的连接强度和密封性,确保介质的安全输送。例如,在石油化工领域的大型管道铺设工程中,焊接连接被广泛应用,因为它能够承受较高的压力和温度,适应复杂的工作环境。
(二)其他连接方式的特点
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法兰连接:
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特点:一般法兰连接速度快,施工方便,工具简单。但在安全性和密封性方面,不能满足大部分工程要求。
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适用场景:一般压力低的管道,经常移动使用的管道适合这种连接方式,如排泥管道等。
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沟槽连接:
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特点:也称卡箍连接技术,已成为当前液体、气体管道连接的首推技术。这项技术在国内虽然开发时间晚于国外,但由于其技术的先进性,很快被国内市场所接收。沟槽管件连接技术使复杂的管道连接工序变得简单、快捷、方便,使管道连接技术向前迈了一大步。沟槽连接管件主要有三部分组成:密封橡胶圈、卡箍和锁紧螺栓。其橡胶密封圈和卡箍采用特有的可密封的结构设计,使得沟槽连接件具有良好的密封性,并且随管内流体压力的增高,其密封性相应增强。
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适用场景:可用于消防水系统、空调冷热水系统、给水系统、石油化工管道系统、热电及军工管道系统、污水处理管道系统等。
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卡箍管件连接:
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特点:作为一种先进的管道连接方式,即可以明设也可以埋设,即有钢性接头,也有柔性接头。具有广泛的适用范围。沟槽连接使得管道连接操作简单,有利于施工安全,系统稳定性好,维修方便,省工省时,具有良好的经济效益。虽然卡箍的单个配件价格较高,但整个管网安装的综合效益高于法兰连接。
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适用场景:可用于消防水系统、空调冷热水系统、给水系统、石油化工管道系统、热电及军工管道系统、污水处理管道系统等。
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直接焊接或双金属焊接:
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特点:直接焊接采用《可焊接涂覆塑钢管》技术,操作方便,成本低,质量优,适用于各种要求比较高的管道安装。双金属焊接,管口的端口均有坡口,在连接时先用不锈钢焊条焊接内层不锈钢,然后用碳钢焊条焊接外层钢管。双金属连接焊接配件无缝冲压配件。
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适用场景:适用 DN125 以上,适用于各种要求比较高的管道安装。
四、技术参数:精准把控确保质量
(一)质量指标与偏差范围
国标螺旋钢管的质量指标有着严格的要求。管端外径偏差方面,当 D<508 时,偏差为 ±0.75% D;当 D≥508 时,偏差为 ±1.00% D。壁厚偏差也因管径不同而有所差异,D<508 时,为+15.0% t -12.5% t;D≥508 时,为+17.5% t -10.5% t。焊缝余高一般不超过 3.18mm,具体内≤2.0mm、外≤2.5mm。直度要求≤0.2% L。管端状态需坡口角 30°--35°,钝边 1.59±0.79mm,切斜≤1.59mm。重量偏差单根为 + 10.0%-3.5%,装车批量为 - 1.75%。
(二)无损探伤与水压试验
对于无损探伤,距管端 203mm 以内的焊缝采用射线检验;距管端 203mm 以外的焊缝采用超声波检验;对头焊缝、补焊及环向焊缝也采用超声波检验。水压试验压力计算公式为 P=2 [σ] t/D,其中 P 表示静水压试验压力,[σ] 为静水压试验的试验应力,t 为钢管公称壁厚,D 为钢管公称外径。例如,对于常见的 325×6 的螺旋管,静水压试验压力可根据公式计算得出具体数值,在进行试验时,每根钢管必须经静水压试验,无渗漏现象,稳压时间不得少于 10 秒。钢管表面有油或水时,必须擦干后方可试验。
(三)国标尺寸与厚度标准
螺旋钢管常见规格的外径与壁厚对照丰富多样。例如公称外径为 219mm 的螺旋钢管,其公称壁厚有 5、5.5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16mm 等多种选择。公称外径为 325mm 的螺旋钢管,公称壁厚有 5、5.5、6、7、8、9、10、11、12、13mm 等。螺旋钢管的壁厚国家标准允许偏差依据 SY/T 5037 - 2012,根据管壁厚度不同而有所差异。对于 325×6 的螺旋管,其厚度允许的误差范围是 ±0.1t、0.6mm(t 为公称壁厚),通常采用焊缝间隙控制装置来保证焊缝间隙满足焊接要求。当涉及到国家标准尺寸与厚度时,我们需要参考的是 GB/T9711 等相关标准。这些标准规定了螺旋钢管的外径、壁厚、长度及允许偏差等重要参数。常见的国标螺旋钢管外径范围可能从 219mm 到 3000mm 不等,而壁厚的选择则根据钢管的直径大小、使用条件以及所需的承压能力来确定。在确定螺旋钢管的厚度时,要考虑到实际的应用环境和要求。一般来说,承受更高压力的管道系统需要更厚的钢管来保证结构的安全性。因此,工程师在选择螺旋钢管时,不仅要考虑管径的大小,还要对厚度进行精确计算。这一过程通常涉及复杂的工程计算和材料力学知识,以确保所选钢管能够满足特定的工程需求。标准的实施也对螺旋钢管的生产和应用起到了指导和规范作用。生产企业在制造过程中需要严格按照标准来控制产品质量,同时,施工方在使用螺旋钢管时也应遵循相应的标准来确保工程的安全性和可靠性。
五、防腐分类:多种工艺延长使用寿命
(一)常见防腐方式及应用领域
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IPN8710 防腐:
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IPN8710 防腐螺旋钢管主要用作给水管,具有防锈颜填料、助剂等。它分为底漆和面漆,底漆由聚氨脂聚乙烯、改性环氧树脂、无毒防锈颜填料、助剂等组成,常温固化形成互穿网络,涂膜结构致密,耐酸、碱、盐,防锈性能优异,附着力强;面漆由环氧、橡胶树脂改性,无毒防锈颜填料,助剂等组成,耐化学品性能优异,无毒,抗微生物的侵蚀。
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适用范围:用于饮水舱、输水管道、输油管道、煤气管道、污水管道等的防腐。主要应用于自来水供水和输水管线用途。
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环氧煤沥青防腐:
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环氧煤沥青防腐螺旋钢管又被称为 2 布 1 油防腐钢管、3 布 2 油防腐钢管和 4 布 3 油防腐钢管。现阶段运用普遍,主要用于直埋或水中钢制油、气、水、供热管道表面的防腐。也适用于各种钢结构、港口、船舶、水闸、储气库、化工厂和制药厂、混凝土管路、污水池、屋顶防水层、卫生间、地下室等混凝土结构的防水和防渗漏。
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特性:涂层光滑、致密、坚硬、附着力强、耐盐碱、耐海水、耐土壤微生物腐蚀、耐植物根茎渗透等。常温涂敷,自然固化,便于施工,可手动或机械施工,特别适合野外使用。
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3PE 防腐:
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3PE 防腐螺旋钢管防腐结构为第一层环氧粉末(FBE>100um),第二层胶粘剂(AD)170~250um,第三层聚乙烯(PE)1.8~3.7mm。三种材料融为一体,并与钢管牢固结合形成优良的防腐层。
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适用领域:在石油供暖管道行业、水利市政行业、化工行业得到了广泛应用。普遍用于燃气输送和自来水输送。
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TPEP 防腐:
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TPEP 防腐螺旋钢管(又称 TPEP 钢管,T 是 Two 和 Three 的首先字母,表示两层或三层,PE,聚乙烯,EP,热熔结环氧树脂粉末)母材包括无缝钢管,螺旋钢管和直缝钢管。外缠绕三层结构的聚乙烯(简称 3PE)防腐涂层以其良好的抗腐蚀性、抗水气渗透性以及力学性能等。
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涂塑防腐:
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应用领域包括给排水、消防喷淋和矿用,管道防腐工艺成熟,防腐性能和机械性能非常强。且后期维护成本低,使用寿命长。
(二)防腐工艺的选择考量
选择防腐工艺需要综合考虑多个因素,以确保管道防腐性能与使用寿命。
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应用领域:不同的应用领域对防腐的要求不同。例如,在自来水供水和输水管线中,IPN8710 防腐和环氧煤沥青防腐工艺较为常见,因为其成本较低且能满足饮用水的卫生要求。而在石油、天然气等领域,3PE 防腐和 TPEP 防腐由于其良好的抗腐蚀性和抗水气渗透性,更受青睐。在给排水、消防喷淋和矿用等领域,涂塑防腐则是目前应用最为广泛的防腐工艺。
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施工环境:施工环境也是选择防腐工艺的重要考量因素。如果施工环境潮湿,环氧树脂或聚氨酯等具有出色防潮性能的防腐材料可能是理想的选择。在酸性环境中,聚乙烯或聚丙烯等能抵抗酸性介质腐蚀的材料更为合适。对于高温环境,聚丙烯或聚酰亚胺等具有优异耐高温和抗拉性能的材料可能更适用。如果输送的是磨损性液体或气体,聚氨酯或碳化硅涂层可提供良好的耐磨性。
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成本预算:不同的防腐工艺成本差异较大。一般来说,3PE 防腐和 TPEP 防腐工艺自动化程度高,但成本普遍高于其他防腐工艺。IPN8710 防腐和环氧煤沥青防腐工艺成本较低,但在性能上可能相对较弱。涂塑防腐虽然前期成本较高,但后期维护成本低,使用寿命长,从长期来看可能具有较好的成本效益。
综上所述,在选择螺旋钢管防腐工艺时,需要全面考虑应用领域、施工环境、成本预算等因素,通过充分的调研、咨询相关人士、进行现场测试以及考虑长期效益,为管道选择最合适的防腐工艺,为防护打下坚实基础。