给水涂塑复合钢管生产线项目综述
1、涂塑复合钢管项目概述
建筑物给水管道在国内使用已有近百年历史，自建立第一座自来厂开始，就使用镀锌钢管。镀锌钢管有其它各种管材所不具备的优势，主要表现在以下几方面：
a、镀锌钢管质地坚硬，刚度大、韧性高、在室内外安装都坚固可靠，不怕撞击，不须顾及室内二次装修的可能发生的损坏，不怕日晒雨淋，在高低温反复变化的情况下也不会出现蛇形态。易于涂装，管道安装后涂上与建筑物协调的油漆，使管道与整幢建筑物浑然一体，这些优点是各类塑料管道所不能比拟的。
b、安装简便，工作可靠，镀锌钢管采用锥形管螺纹连接，熟练的安装工人凭手感就可以控制管钳的力矩使接头可靠连结，在试压时几乎100%通过。在运行过程中接头不会变形，不会渗漏。各类塑料管道的接头无论是粘接型，热熔接型，卡匝夹紧类型，其可靠程度都无法与丝扣连接相比。
c、管道与配件市场供应系统很完美，价格比较便宜，而且设计、施工的经验成熟，安装、维修都很方便。
但是镀锌钢管与现有各种塑料管道比较，也存在若干缺陷，这主要表现在管内壁锈蚀，管内壁在长期水侵当泡下，产生锈蚀，管内壁逐渐变成疏松型、凹凸不平，增大水阻，而更为严重的是内壁锈蚀导致水含铁锈，这就是我们见到的“黄水”，长期饮用这种水会危害人类的健康。含锈的“黄水”也人污染卫生洁具。由于管内壁疏松，特别利于细菌滋生。随着社会进步，人民生活水平的提高，对供水管道也提出了更高要求，国家建设部、经贸委和国家质量技术监督局于1999年12月联合颁布了《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》，禁止冷镀锌钢管用于室内给水管道，并根据当地实际情况逐步限时禁止使用热镀锌钢管。目前主要由pvc-u管、铝塑复合管、pp-r管、pe-x管等代替。但是，与传统钢管相比，总有不尽如人意之处，尤其是有供水工程实践经验的人员，对塑料管道系统的缺点有更深的认识。工程建设迫切需要这样一种管道，既能保持传统镀锌钢管系统丝扣建结的优点，又能像塑料管道那样内壁光滑，不生锈、不结垢，输送水质不发生污染。为适应这一需要，四川大学高分子材料专家课题组成功开发出内壁涂塑复合钢管生产线及工艺。
上世纪70年代初，为解决自来水镀钢管的内锈蚀问题，日本就开始研究复合钢管。1975年开发出了聚乙烯粉末涂敷衬里钢管，并开始普及使用，1982年日本自来水协会审议通过了jwwa-k132《聚乙烯粉末涂敷衬里钢管规格》标准。其后二十多年时间里，又先后开发出了环氧树脂粉末涂敷衬里钢管，以及pe、pvc衬塑钢管，并不断完善了各种系列产品的标准，衬里钢管在日本得到了广泛的使用，现衬里钢管在日本自来水管道中占到了70%，国内涌现出了协成、积水化厚、新日铁、住友金属、日本钢管、川崎副铁与十多家生产复合钢管的大型企业，年总产量达到20万吨以上。
根据日本、新加坡、韩国等发达国家现有城市管网的应用状况，目前已大量采用涂塑复合钢管也就是镀锌管内涂塑饮用水管。
近两年来，给水涂塑复合钢管作为新型塑料管材中的一个重要分支，在我国也有了长足的发展。无论是产品的品种还是产品的生产数量，都成倍地增长。目前给水涂塑复合钢管涂塑层的原料有聚乙烯、环氧树脂等。对于涂塑钢管，现在全国形成的年生产能力约为6万吨。由于这种产品是镀锌管的再加工产品，聚乙烯粉末主要是从日本进口，而每吨的价格达人民币十万元以上，比镀锌管要高许多。因而开始的应用只是在香港、广州、上海等经济较发达的大城市。直到1999年11月，镀锌涂塑输水管在国家二部三局重点推广下，很快在城镇给水使用工程中受到青睐，特别是国家规定自2000年6月起停止在给水管中使用镀锌钢管的文件下发后，这种产品的应用迅速得到推广。目前不仅被广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、天津等沿海省市所接受，四川、云南、贵州、重庆、陕西等内地省市也开始了钢塑复合管的推广应用工作。从2000年实际应用情况看，香港使用国产的钢塑复合管约5000吨，国内使用的涂塑钢管约20000吨。
2、涂塑复合钢管简介
内壁涂塑复合钢管，是在管内壁以真空试吸入环氧(式聚乙烯)粉末，经高温条件发生环氧基的交联反应而固化。固化后的涂膜一般为0.3mm以上的涂层，由于环氧树脂特有的环氧基团，与管壁结合十分牢固，形成了内壁为环氧粉末层，外壁为传统的镀锌钢管这样一种结构。这种涂料复合管，既保持了钢管原来的优势，又利用塑料内层化学稳定性的优点，解决了内壁锈蚀，细菌滋生这些问题。换言之，涂塑复合管是在传统镀锌管基础上加入粉末涂层而形成的，产品的内壁光滑不锈蚀，外观挺拔，连结简易，其产品标准，也由城乡建设部组织有关单位制定其标准号为cj/t120-2000。行业内专家预测，未来10年内的楼盘，多数会采用钢塑复合管。四川大学高分子建材专家课题组研制给水钢塑复合管长达数年，涂塑钢管的质量在迅速提高，生产方法日趋完善，市场份额日益扩大。生产的产品已达到月收入80万元以上，已推广使用到成都市20余家知名房地产商及大型工程之中，产品质量受到高度评价。
(1)螺纹式给水涂塑复合钢管
螺纹式给水涂塑复合钢管外表面镀锌，有很好的机械性能和耐腐蚀性能，内表面涂有致密的聚乙烯塑料涂层，具有极优越的卫生指标，能够承受各种苛刻的使用条件，螺纹式连接采用配套的衬塑管件，操作方便，适用于额定工作压力不大于1mpa，工作温度在45℃以下的输水管道。
管径 通径 d t t1 l
钢管外径 钢管壁厚 涂层厚度 钢管长度
mm mm mm mm mm
〞 15 21.3±0.5 2.75 >0.3 6000
〞 20 26.8±0.5 2.75 >0.3 6000
1〞 25 33.5±0.5 2.75 >0.3 6000
1 〞 32 42.3±0.5 3.25 >0.35 6000
1 〞 40 48.0±0.5 3.5 >0.35 6000
2〞 50 60.0±0.6 3.5 >0.35 6000
2 〞 65 75.5±0.7 3.75 >0.4 6000
3〞 80 88.5±0.8 4.0 >0.4 6000
4〞 100 114.0±1.0 4.0 >0.4 6000
(2)法兰式给水涂塑复合钢管
法兰式给水涂塑复合钢管为内外涂塑钢管,其外表面比一般镀锌钢管有更高的耐腐蚀性能,而内表面具有涂塑给水复合钢管卫生指标好的特点,适用于额定工作压力不大于2.5mpa、地下埋设的场合。工作温度根据涂层材料可以为常温(不大于45℃)， 或热水(不大于95℃)。
管径 通径 c a b d t t1 t2
钢管外径 法兰外径 密封面外径 法兰螺孔中心距 钢管壁厚 密封面高度 涂层厚度
mm mm mm mm mm mm mm mm
2" 50 60.0±0.6 160 100 125 3.5 3 >0.35
2 " 65 75.5±0.7 180 120 145 3.75 3 >0.4
3" 80 88.5±0.8 195 135 160 4.0 3 >0.4
4" 100 114.0±1.0 230 160 190 4.0 3 >0.4
5" 125 140.0±1.3 270 188 220 4.5 3 >0.4
6" 165.0±1.6 300 218 250 4.5 3 3 >0.4
8" 200 219.1±2.0 360 278 310 5.0 3 >0.4
(3)螺纹式热水用涂塑钢管
螺纹式热水用涂塑复合钢管外表面镀锌，有很好的机械性能和耐腐蚀性能，内表面涂有致密的塑料涂层，具有极优越的卫生指标，能够承受70℃以下的热水。螺纹式连接操作方便，适用于额定工作压力不大于1mpa，工作温度在95℃以下的场合。
管径 通径 d t t1 l
钢管外径 钢管壁厚 涂层厚度 钢管长度
mm mm mm mm mm
〞 15 21.3±0.5 2.75 >0.3 6000
〞 20 26.8±0.5 2.75 >0.3 6000
1〞 25 33.5±0.5 3.25 >0.3 6000
1 〞 32 42.3±0.5 3.25 >0.35 6000
1 〞 40 48.0±0.5 3.5 >0.35 6000
2〞 50 60.0±0.6 3.5 >0.35 6000
2 〞 65 75.5±0.7 3.75 >0.4 6000
3〞 80 88.5±0.8 4.0 >0.4 6000
4〞 100 114.0±1.0 4.0 >0.4 6000
3、涂塑复合钢管的显著特点
在流动输送用管道中，常用管道分为三大类：一类是纯金属管材，一类是纯塑料管材，一类是金属和塑料复合管材。根据使用条件不同，上述三种产品从性能及价格比较上各有侧重。下表为金属管道与复合管道的一些比较：
目前常用金属管道(包括复合管)性能见下表：
镀锌钢管 钢塑复合管(供水用) cup铜管 sus不锈钢管 钢塑复合管(热水管)
基础性能 使用压力 0.98mpa10(kgf/cm2) 0.98mpa10(kgf/cm2) 0.98mpa10(kgf/cm2) 0.98mpa10(kgf/cm2) 0.98mpa10(kgf/cm2)
使用温度 ～250℃ -5～50℃ ～150℃ ～500℃ ～85℃
基础物性 抗拉强度 3400(kgf/cm2) 3400(kgf/cm2) 2000(kgf/cm2) 5000(kgf/cm2) 3400(kgf/cm2)
弹性模量 2.1×106(kgf/cm2) 2.1×106(kgf/cm2) 1.2×106(kgf/cm2) 2.0×106(kgf/cm2) 2.1×106(kgf/cm2)
密度 7.9 7.9 8.94 7.9 7.9
耐燃性 不燃性 不燃性 不燃性 不燃性 不燃性
耐腐蚀性 受水中的溶解氧、氯影响，产生白浊或含红锈水。水垢也较多。 耐腐蚀性极为良好。但与阀门连接时，应多加注意管端的腐蚀防止 管内流水速度较快时，不免产生渍浊、点腐蚀等 不免产生裂隙腐蚀、晶间腐蚀等 耐腐蚀性极为良好。但与阀门连接时，应多加注意管端的腐蚀防止
工程加工性 直管重量 稍重 稍重 稍重 稍轻 销重
切断性 △ △ △ ×
耐冲击性 ○ ○ △ △ ○
连接性 △ △ × × △
水力性 ×被发锈会有时效劣化 ○不致发锈 △被发锈会有时效劣化 △被发锈会有时效劣化 ○不致发锈
维持管理性 ×水锈厉害，按需更换 ○不致发锈 △被发锈会有时效劣化 △由于使用环境会发锈 ○不致发锈
成本 管子 ○ △ ○ × △
接头 ○ △ ○ × △
工程费 △ △ × × △
综合批评 ×耐腐蚀性有不佳问题 ○耐腐蚀性和强度良好，适用于给水管 △工程加工不易 ×工程加工较难。成本较多 ○耐腐蚀性和强度良好，适用于给水管
从上表看，涂塑复合钢管无论在饮用水还是热水供应系统中的综合性能是很好的，其具有以下几个突出特点：
(1)安全、卫生：环氧树脂是一种安全、无毒的树脂材料，它涂在钢管内壁，可避免钢管与水的直接接触，是一种非常安全、卫生的环保材料。
(2)涂附持久、紧密：环氧树脂作为一种极性材料，它与钢材的结合能力很强，优于其它任何非极性材料(如聚乙烯树脂等)，即使在长时间、高温状态下使用也不会出现分离、脱落等现象。
(3)刚性好、线性膨胀低：给水涂塑复合钢管有钢材的刚性，同时线性膨胀系数低，是常见塑料管道的1/7，安装在户内可避免因装修造成的损坏，安装在户外不会发生膨胀、弯曲的现象。
(4)流阻小：内涂环氧树脂内壁非常光滑，壁内不结垢，同时管接件不缩径，管网系统流体阻力小，可有效减低供水能耗，提高用水点给水量。
(5)外管易维护：给水涂塑复合钢管外管为镀锌钢管，在长期使用过程中可采用喷涂防锈漆的方法进行维护，其维护方便，并可确保长期使用。管材外壁颜色可选择，易于与建筑物外观保持协调。
(6)较强的耐腐蚀能力：环氧树脂耐化学腐蚀能力较强，对常见的弱酸、弱碱均具有较强的耐腐蚀能力。
(7)安装方便：安装与普通镀锌管类似，管件配套完善。
(8)耐候性好使用寿命长：给水涂塑复合钢管其适用温度为-30℃～+70℃，对阳光直射、风吹雨打都不需采取保护措施，并可与建筑物的基本寿命50年等同。
4、各类复合管道性能比较
(1)涂塑复合按内涂层不同分为环氧树脂及聚乙烯树脂两种。
①环氧树脂涂层
a、物理性能：比重：1.2～1.6
粒度分布：150μm以上<3%，250μm以上<0.2%
水平流动性：22～28
b、涂膜性能：
检测项目 检验标准或方法 检验指标
抗冲击性 iso6272 gb/t1732-1993 50cm
杯突试验 iso1520 gb/t9753-1988 8mm
附着力(划格法) iso2409 gb/t9286-1988 0级
弯曲 astm d3363 gb/t6742-1986 2mm
铅笔硬度 iso7253 gb/t6739-1996 1h-2h
盐雾试验 iso6270 gb/t1771-1991 >500小时
湿热试验 gb/t1740-1979 >1000小时
卫生安全标准 gb/t17219-1998 通过
注： 1、以上试验采用0.8毫米厚除锈、除油冷轧钢板，涂膜厚度为50-70微米。2、以上涂膜的性能指标可能会随着光泽和颜色的变化而有所变化。
c、耐化学品范围(24℃，测试期2年，下列化学品对环氧类粉末涂层无影响)：
acide 酸类
acetic acid(25%) 乙酸、醋酸 boric acid 硼酸
citric acid(25%) 柠檬酸 formic acid(40%) 蚁酸、甲酸
hydrochloric acid(15%) 盐酸 hydrofluoric acid(40%) 氢氟酸
muriatic acid 盐酸(工业) nitric acid(25%) 硝酸
oxalic acid 草酸、乙二酸 phosphoric acid(50%) 磷酸
sulfuric acid 硫酸
organic liquids 有机液体
crude oil 原油 motor 机油
diesel fuel 柴油 naphtha 石脑油(一种石油馏分)
diethylene glycol 一缩乙二醇 octane 辛烷
dipropylene glycol 一缩丙二醇 pentane 戊烷
ethylene glycol 乙二醇 propylene glycol 丙二醇
casoline 汽油 sewage 污水
avgas(jet fuel) 飞机用的汽油 soap 肥皂
clycerine 甘油、丙三醇 toluol 甲苯
heptane 庚烷 triethylene glycol 三缩乙二醇
hexane 已二醇 urine 尿
isopropyl alcohol 异丙醇 vinegar 醋
kerosene 煤油、火油 water(distilled) 蒸馏水
linseed oil 亚麻子油、亚麻仁油 water(fresh) 淡水
lubricating oil 润滑油 xylol 二甲苯
methyl alcohol(softens) 甲醇 formaldehyde 甲醛、蚁醛
mineral oil 矿物油 natural gas 天然气
mineral spirits 矿物油
d、按国标要求：
环氧类树脂涂塑复合钢管性能见下表：
项目 指标 检验方法
密度，g/cm3 1.2～1.8 gb/t 1033
粒度分布，% < >150μm，>250μm，0.2 gb/t 6544
不挥发物含量，% ≥ 99.5 gb/t 6544
水平流动性，mm 22～28 gb/t 6544
胶化时间，s ≤ 120(200℃) gb/t 6544
冲击强度，kg·cm ≥ 50 gb/t 1732
弯曲试验(φ2mm) 通过 gb/t 6742
卫生安全性能 符合要求 gb/t 17219
涂层质量见下表：
项目 测试条件 要求
针孔 管材内表面1500v电压 不发生电火花击穿现象
附着力试验 “#”切割 涂层不发生剥离
弯曲试验(公称口径≤50mm) 弯曲角度30度 涂层不发生脱落、断裂
压扁试验(公称口径≥65mm) 压扁压试样外径4/5 涂层不发生剥落、断裂
dn15～25，锤重1.0kg落下高度300mm
dn32～65，锤重2.1kg落下高度500mm
dn80～150，锤重6.3kg落下高度1000mm
卫生性能试验 符合gb/t19219要求
②聚乙烯树脂涂层：
a、物理性能：比重：0.90～0.92
不挥发物含量≥99.5%
平均粒度：220～250μm
熔融指数：5～20g/10min
b、涂膜性能
检测项目 检验标准或方法 检验指标
光泽(60度) iso2813 gb/t9754-1988 ≥60%
弯曲(膜厚200微米) iso1519 gb/t6742-1986 2mm
肖氏硬度-d gb/t4977-1985 45-55
拉伸强度 astm d638 gb/t1040-1992 >9.80mpa
断裂伸长率 astm d638 gb/t1040-1992 >100%
耐低温性 (-50℃/48h) 涂膜完整，无裂纹
维卡软化点 >85℃
脆化温度 >-65℃
附着力 >3kg/10mm
1/5d压扁试验 无剥离裂纹现象
卫生安全标准 gb/t17219-1998 通过
注： 1、以上试验采用除锈钢、除油的样板或样管，涂膜厚度为300-600微米。2、以上涂膜的性能指标可能会随着光泽和颜色的变化而有所变化。
c、按国标要求：
聚乙烯涂塑复合钢管树脂性能见下表
项目 指标 检验方法
密度，g/cm3 > 0.91 gb/t1033
熔体流动速度，g/10min < 10 gb/t9643
拉伸强度，mpa > 9.80 gb/t1040
断裂伸长率，% > 100 gb/t1040
维卡软化点，℃ > 85 gb/t1633
不挥发物含量，% > 99.5 gb/t2914
卫生安全性能 符合gb/t17219的要求
涂层质量见下表：
项目 测试条件 要求
针孔试验 内表面1500v电压 不发生电火花击穿现象
附着力试验 拉开法测试 ≥30n/10mm
弯曲试验(公称口径≤50mm) 弯曲角度90度 涂层不发生脱落、断裂
压扁试验(公称口径≥65mm) 试样外径2/3 涂层不发生脱落、断袭
冲击试验 dn15～50，锤重6.3kg，落下高度500mm 涂层不发生脱落、断裂
dn65～150，锤重6.3kg，落下高度1000mm
(2)衬塑复合钢管，按内衬材料不同可分为pe类及pvc类：
① pe类衬塑复常于给水用复合管道
② pvc衬塑管常用于给水用管道
③ cpvc衬塑管常用于热水用管道
二、涂塑复合钢管的应用领域及市场分析
1、产品应用领域：市政、建筑给水管;煤气、液化气、天然气用管;氧气、压缩空气用管;化工流体输送管;农村自来水改造用管;采暖用回水管;道路、河流穿越管。
2、市场预测：一般情况，每幢建筑物由于设计不同，其管道的敷设长度自然不同，按此例保守计算，每平方米建筑至少需0.5米水管，即每千万平米建筑，需要五百万米钢管。每米钢管按2.5kg计，则每千万米建筑需耗用1.25万吨给水管道，这还不包括管网用的较大口径钢管。随着城镇建设速度加快，钢塑复合管产品用量巨大，且市场消耗量年增长速度将达到200%～300%。
3、产品标准及国家政策导向
产品的标准和规范既是产品制造的依据，也是产品推广使用的依据。给水涂塑复合钢管问世以来，建设部迅速会同新型管材专家，参考日本水道协会产品标准的目录，多次论证和会审，制定了"给予水涂塑复合钢管"中华人民共和国城镇建设行业标准，于2001年1月发布，2001年6月全面实施，同时，审定了“建筑给水用钢塑复合管管道工程技术规程”。仅仅一、二年的时间，我国的给水钢塑复合管行业已经完成了二个体系，一个是标准体系，出台了产品标准和使用标准;一个是生产体系，诞生了一批产品和原料生产厂家。这就为涂塑复合钢管产品的推广应用奠定了基础。该管材也相应得到国家科学技术部、对外贸易经济合作部、国家环境保护总局、质量技术监督局、税务总局二部三局首肯，作为国家重点新产品联合发证推广与其有同等功效的塑料管，铝塑复合管由于强度不够、使用寿命短，铜管、不锈钢管价格过高相比形成一枝独秀，将有广阔的市场。
三、给水涂塑复合钢管生产线简介
1、生产工艺流程
钢管前处理-钢管加热-真空涂塑-固 化-检验及后处理
2、生产线主要设备简介
(1)钢塑复合管内涂塑设备简介
涂塑复合钢管采用的原自来水镀锌管进行再加工，将卫生级超细环氧树脂粉末吸涂或静电喷涂在钢管内壁。四川大学高分子材料专家课题组独立研制的涂塑复合管生产线由表面处理、钢管预热炉、自动真空吸涂机、粉末流化床，流平回火炉等设备组成，该机总长15米，宽8米，年产(三班制)约4000吨，两种规格，结构合理，自动化程度高，性能稳定，成品率可达99.5%以上。
(2)镀锌管内涂塑成套设备简介
a、主要用途、特点：
* 本设备主要用于各类口径镀锌管内壁涂塑加工，由钢管表面处理、钢管预热烘道、真空吸涂设备、钢管固化烘道、钢管输送设备、电气控制等部分组成。
* 设备连续工作可靠性高，吸涂迅速，操纵简便，涂层质量稳定，工艺成熟，加工产量大。
b、主要技术性能指标：
* 吸涂速度：每根20秒～30秒
* 吸涂加工口径：4分～6寸管
* 镀锌管预热温度：100℃～300℃ 可调
* 镀锌管固化温度：100℃～200℃ 可调
* 加工速度：每节20秒～50秒(根)
* 钢管输送形式：摆线针轮减速器驱动，双节距输送链输送。
* 设备占地面积：约150m2
c、设备基本规格、数据：
钢管预热烘道：
* 烘道外形尺寸：(w)6.5m*(h)1.9m*(l)6.0m
烘道支架材料：8#方钢管、10#方钢管
烘箱双槽式夹层板内壁镀锌板，包层为冷轧板
夹心保温板，保温层底部100mm，顶部150mm，侧部200mm，保温材料密度k95矿物棉，风管部分全部镀锌板。
* 温控范围：80℃～300℃
d、钢管固化烘道
* 烘道外形尺寸：(w)6.5m*(h)1.9m*(l)4.8m
烘道支架材料：8#方钢管、10#方钢管
烘箱双槽式夹层板内壁镀锌板，外层为冷轧板
夹心保温板，保温层底部100mm，顶部150mm，侧部200mm
保温材料密度k95矿物棉，风管部分全部镀锌板
四、项目投资概况(按1～2条生产线计算)
1、投资规模、人员：
(1)厂房：1000㎡，厂房净高6～7米，净跨度20米，配5吨行车。
(2)库房：1000㎡。
(3)生产线设备：a型涂塑复合钢管生产线 85万元/条;
b型涂塑复合钢管生产线 110万元/条。
(4)配套投资：20万元～30万元，含气泵房，前处理设备等。
(5)车间工人：a型涂塑复合钢管生产线 6人/班;
b型涂塑复合钢管生产线 4人/班。
(6)流动资金：100万元～400万元。
五、经济效益简要分析
涂塑复合钢管生产成本(综合成本)目前为5000～5200元/吨，出厂价7000元/吨，每吨毛利润1800～2000元，若引进一条b型生产线，年产3000吨，毛利润可达到540～600万元，纯利润可达到450万元以上。若规模化生产，引进多条生产线，投资利润率更高。
尚普咨询承担内蒙某保温管生产项目