一、國家標準號對比
1、克拉管國家標準號:GB/T19472.2-2017。
2、HDPE雙壁波紋管國家標準號:GB/T19472.1-2004。
3、HDPE中空壁管國家標準號:GB/T19472.2-2017 。
4、UPVC雙壁波紋管國家標準號:GB/T18477-2001 。
5、玻璃鋼管:HGJ 534-1991 HG/T 21633-1991。
二、成型工藝對比
1、克拉管成型工藝:
克拉管是由主擠塑機擠出平板帶,副擠塑機擠出U形帶并內(nèi)包PP骨架管在模具上同步熱態(tài)纏繞成型的,在整個生產(chǎn)過程連續(xù)并都由計算機進行監(jiān)視和控制,采用滾動自然風(fēng)冷卻。克拉管屬熱熔狀態(tài)纏繞成型工藝。
2、HDPE雙壁波紋管成型工藝:
HDPE雙壁波紋管是通過直接擠出兩個同心管胚,并經(jīng)吸塑成型的管材。屬擠出成型工藝。
3、HDPE中空壁管成型工藝:
HDPE中空壁管是由兩臺擠出機共同完成的,主擠出機擠出圓管,經(jīng)過真空定型和水冷卻使之成為方管,然后將方管纏繞到成型機上,同時輔擠出機擠出輔料,將縫隙填充上,在焊縫過程中,必須不斷采用水冷卻,以保持管胚不因受熱變形。
4、UPVC雙壁波紋管成型工藝:UPVC雙壁波紋管是通過直接擠出兩個同心管胚,并經(jīng) 吸塑成型的管材,采用擠出成型。
5、玻璃鋼管成型工藝:排污用玻璃鋼管主 要用摻粉料,采用短玻璃纖維離心或長纖維纏繞工藝制成。
6、金屬內(nèi)增強PE螺旋波紋管成型工藝:產(chǎn)品中間層采用鋼帶增強,內(nèi)外層均為聚乙烯。采用水冷方式。
淺析克拉管與其他排水管材的優(yōu)劣|廣東克拉管|廣東內(nèi)肋管|廣東鋼絲網(wǎng)骨架管
三、工藝及結(jié)構(gòu)特點對比
1、克拉管工藝及結(jié)構(gòu)特點
1)采用熱態(tài)纏繞并采用自然風(fēng)滾動冷卻,結(jié)構(gòu)壁無內(nèi)有應(yīng)力,無焊縫。管材壁厚均勻。
2)聚乙烯材料膨脹系數(shù)較大,發(fā)生熱脹冷縮時,管道外壁肋管和回填土共同作用,將有效抑制管道系統(tǒng)的縱向移位,防止管道在兩端頭發(fā)生應(yīng)力集中,破壞與檢查井的連接。
3)纏繞成型可以生產(chǎn)出大口徑的管,采用螺旋肋管后,可以增加管材的環(huán)剛度。環(huán) 剛度超過20 KN/m2,并且可以連續(xù)可調(diào),埋深可達20m。
2、HDPE雙壁波紋管工藝及結(jié)構(gòu)特點:
1)采用擠出成型,管材的外觀性較好。
2)可以生產(chǎn)長度12m的管材
3)受工藝設(shè)備和擠出模頭,所生產(chǎn)管材的口徑較小,主要以生產(chǎn)DN1200mm以下管材。
4)HDPE雙壁波紋管的 環(huán)剛度相對纏繞B型結(jié)構(gòu)壁管低很多,主要以S1和S2兩種,當(dāng)口徑大于等于DN800以上時,環(huán)剛度難以達到8KN/m2。
3、HDPE中空壁管工藝及結(jié)構(gòu)特點:
1)采用纏繞成型和水冷方式,結(jié)構(gòu)壁之間存在應(yīng)力,實際使用中 存在隱患。
2)在冷態(tài)進行焊接,焊縫長,焊縫質(zhì)量難以 保證。
3)外壁光滑,無法有效 抑制因PE材料熱脹冷縮引起的縱向位移,經(jīng)常造成在管道兩端形成應(yīng)力集中,破壞接頭或管道與檢查井的連接,形成漏 水。
4)環(huán)剛度為8 KN/m2。
5)管道端口為平口,經(jīng)水冷后出現(xiàn)端口縮徑現(xiàn)象。
4、UPVC雙壁波紋管工藝及結(jié)構(gòu)特點:
1)采用擠出成 型,管材的外觀性較好。
2)可以生產(chǎn)長度 12m的管材。
3)受工藝設(shè)備和 UPVC材料熔體流動速率的影響,所生產(chǎn)管材的口徑較小,主要生產(chǎn)DN500mm以下管材。
4)UPVC雙壁波 紋管的環(huán)剛度相對纏繞B型結(jié)構(gòu)壁管低很多,主要以S1和S2兩種。
5、玻璃鋼管工藝及結(jié)構(gòu)特點:
1)摻粉料、采用短纖維離心或長纖維纏繞。管壁為復(fù)合材料壁,由外壁(樹脂、砂、纖維構(gòu)成)、增強層(樹脂、纖維構(gòu)成)、結(jié)構(gòu)層(樹脂、砂、纖維)、內(nèi)襯層(樹脂)復(fù)合材料構(gòu)成。
2)管壁采用復(fù)合材料構(gòu)成、管材內(nèi)壁和外壁采用不飽和聚脂樹脂,容易受到破壞,玻璃纖維混入水流,污染水源。采用短纖維離心管,管材脆性大,并且剛度大,當(dāng)在運輸和施工過程中受到碰、刮等損傷無法修復(fù),并且創(chuàng)口容易撕裂延伸。
6、金屬內(nèi)增強PE螺旋波紋管工藝及結(jié)構(gòu)特點:
采用纏繞工藝成型,管材采用水冷。管材結(jié)構(gòu)壁采用聚乙烯和金屬材料復(fù)合結(jié)構(gòu),由于聚乙烯材料和金屬材料的各項指標差距較大,結(jié)構(gòu)壁之間存在應(yīng)力,在 實際使用中存在隱患。
四、管材口徑對比:
1、克拉管管材口徑:DN300mm-DN4000mm
2、HDPE雙壁波紋管管材口徑:主要生產(chǎn)DN600mm以下管材,國內(nèi)現(xiàn)有少數(shù)廠家可生產(chǎn)DN1200mm以下的管材,但實際應(yīng)用案不多。
3、HDPE中空壁管管材口徑:DN3000mm以下。
4、UPVC雙壁波紋管管材口徑:DN500以下。
5、玻璃鋼管管材口徑:采用離心或纏繞成型,管材可生產(chǎn)較大的口徑。
6、金屬內(nèi)增強PE螺旋波紋管管材口徑:≤DN1200。
五、材料對比:
1、克拉管材料: 需100%的原材料,管材質(zhì)量穩(wěn)定。
2、HDPE雙壁波紋管材料:擠出工藝影響,再生料可以超過70% ,采用再生料將改變管材的柔性、和熔體質(zhì)量流動速率,造成 管材外觀不光滑,并且焊縫拉伸強度降低,容易在有地下水或不均勻沉降地區(qū)造成裂管。
3、HDPE中空壁管材料:同雙壁波紋管一樣,再生料可以超過70%。
4、UPVC雙壁波紋管材料:PVC管在生產(chǎn)過程中必須加入碳酸鈣以提高管材剛度,但這往往使管材變脆,降低使用年限。
5、玻璃鋼管材料:內(nèi)層外層采用不飽和聚脂樹脂作保護層,并且必須達到規(guī)定的厚度。為了降低成本,采用飽和樹脂 代替不飽和聚脂樹 脂或不飽和聚脂樹脂厚度小于國家規(guī)定是現(xiàn)在市場上玻璃鋼管常見的質(zhì)量問題。
6、金屬內(nèi)增強PE螺旋波紋管材料:可100%采用再生料。
六、連接方式對比:
1、克拉管連接方式:承插口電熔連接,HDPE纏繞B型結(jié)構(gòu)壁管一端為內(nèi)嵌電熔絲的承口,另一端為平壁插口,施工時只需將插口放入承口,電熔絲通上電即可,承插入電熔焊接具有以下優(yōu)點:
1)承插口完全熔合,接口處剛度和強度與管材本體一致,屬于本體連接。當(dāng)管道受力產(chǎn)生變形,變形將順暢通過接頭分散到整段管上不會在接頭出形成應(yīng)力集中。
2)在軟基或灘涂等地質(zhì)狀況復(fù)雜地區(qū),地基經(jīng)常發(fā)生不均勻沉降,采用承插式電熔連接克拉管就如一根管一樣充分發(fā)揮其柔性特點,適應(yīng)地質(zhì)變化。
3)在地震多發(fā)地區(qū),頻繁重載荷作用的埋地敷設(shè),采用承插式電熔連接的克拉管有極強的抗沖擊能力。
4)采用承插式電熔連接的克拉管是真正能夠讓施工快捷,做到邊開挖邊敷管邊回填。由于接口為本體連接,抵抗應(yīng)力能力強,管道可以在溝槽邊焊接后,以一段管放入溝槽,管道只注重回填的質(zhì)量,而不在注重溝槽的平整度,減少了開挖量。
2、HDPE雙壁波紋管連接方式:HDPE雙壁波紋管連接方式主要有單層承口+密封圈連接、外固哈夫塊+密封圈連接、套筒管件+密封圈連接。
1)不管是歐州標準還是國家標準都明確規(guī)定采用承插口連接方式,承口和插口的厚度,例如DN500,標準規(guī)定接口處承口壁和插口壁的厚度均必須≥11.4mm,但目前所有雙壁波紋管單層承口連接方式都無法滿足要求。現(xiàn)在出現(xiàn)了雙層承口連接方式,由于無法有效解決雙壁粘接問題,即使在DN400mm以下的小口徑管材加工成雙層擴口技術(shù)也成品率極低,以致生產(chǎn)廠家都不愿采用此類連接。
2)采用哈夫塊+密封圈連接,此種連接采用了聚乙烯以外的材料,使得管道系統(tǒng)的有較大溫差的情況下,接頭處因膨脹系數(shù)的差別可能出現(xiàn)漏水、或塑性變形,影響管道系統(tǒng)的通流能力和密封性。
3)采用套管管件+密封圈連接此種連接施工方便,但由于其接頭的強度較低,在荷載作用下或地基不均勻沉降下都容易造成漏水甚至接頭脫落。
聚乙烯材料抗老化能力、壽命長都是無可否認的,但由于現(xiàn)有HDPE雙壁波紋管接頭都采用橡膠密封圈,橡膠材料的耐老化能力及壽命遠遠低于聚乙烯材料,且橡膠材料耐腐蝕及耐酸堿能力都很差,老化后表現(xiàn)為硬化無彈性或橡膠圈糜爛,將大大降低聚乙烯管道系統(tǒng)運行質(zhì)量和聚乙烯管道系統(tǒng)的壽命。
3、HDPE中空壁管連接方式:
HDPE中空壁管道系統(tǒng)主要有對口式電熔接方式(BEF)、電熱熔帶(E/F-S)連接方式、熱收縮套方式(h/s-s)、扣帶式等連接方式。
中空壁四種連接方式有幾個共同特點,對接的兩根端口為平口、連接的方式為都強掉在兩根管的外壁淺層焊接、熱收縮及扣緊,忽略了管道接頭的應(yīng)力。
1)中空壁管由于采用平口對接方式,不論哪一種連接方式,在連接時要求管道必須在同一軸線上,稍有錯位將導(dǎo)致接頭的密封性降低。
2)對口熔接方式焊接面主要局限在管道端口截面,焊接率極低。電熱熔帶、熱收縮套及扣帶式連接,采用的材料厚度遠遠低于管道壁厚,管道又是平口對接。上述四種連接方式在發(fā)生彎曲拉伸變形和扭轉(zhuǎn)剪切變形時,接口將無法避免地成為應(yīng)力集中點,造成接頭破裂,而這兩種變形和管道縱向變形是埋地管道最常見的問題。
3)由于工藝特點,中空壁管會出端口縮徑現(xiàn)象,使得管道的密封性不可靠。
4)中空壁管由于兩層壁之間存在應(yīng)力,且采用的接頭方式在接頭點容易出現(xiàn)應(yīng)力集中,所以不能應(yīng)用于軟基或存在不均勻沉降地區(qū)。
中空壁管接頭受力能力差,當(dāng)管道局部承受應(yīng)力發(fā)生變形時,變形無法通過接頭分散到整段管上,所以抗沖擊能力極差,不能在存在地震地區(qū)和重載荷頻繁作用的地區(qū)埋地敷設(shè)。
4、UPVC雙壁波紋管連接方式:
UPVC管的連接主要以承插式密封圈連接,接頭處為活動點,接頭抗沉降能力極低,D500口徑的UPVC允許沉降必須≤1°。大于1°,管道系統(tǒng)就要漏水,一般在存在軟基或地質(zhì)條件較為惡劣或地震頻發(fā)地區(qū)都不推薦使用。另外采用密封圈連接,管道在10到15年間需要進行維護。
5、玻璃鋼管連接方式:
排污用玻璃鋼管也主要采用承插式密封圈連接,管材抗承降能力極小,D500口徑允許沉降度小于 1°。對于地質(zhì)條件或管道埋設(shè)基礎(chǔ)要求較高。另外管材的脆性大,在接口處容易形成損失并延伸,破壞管材的密封性。
6、金屬內(nèi)增強PE螺旋波紋管連接方式:
1)采用擠出式焊接,接口處焊接部分凹凸不平,降低了管材的通流能力。
2)接頭處金屬存在斷點,兩根管金屬部分無法連接,當(dāng)存在沉降時,接斷點將形成銳角導(dǎo)致應(yīng)力集中,將使接頭處破裂。
3)接頭處采焊槍焊接無法保證密封性,同時接頭處金屬部分容易生銹腐蝕,破壞結(jié)構(gòu)壁。
七、環(huán)剛度對比:
1、克拉管環(huán)剛度:SN16≥16KN/m2
克拉管的慣性矩是連續(xù)可調(diào)的且值可達19.8,所以管材環(huán)剛度高,DN1200的環(huán)剛度可以達到29 KN/m2。
2、HDPE雙壁波紋管環(huán)剛度:S2≥8KN/m2
HDPE雙壁波紋管在D600以下口徑環(huán)剛度可以達到S2級,D800以上口徑環(huán)剛度只能達到S1級(≥4KN/m2)。
3、HDPE中空壁管環(huán)剛度:
中空壁管的慣性矩較小只能達到5,所以管材的環(huán)剛度較低,當(dāng)管材大于DN1000以上時其環(huán)剛度為SN4(≥4KN/m2)。
4、UPVC雙壁波紋管環(huán)剛度:S2≥8KN/m2
UPVC雙壁波紋管基本上只生產(chǎn)D500以下口徑的管材,管材環(huán)剛度可分S2和S1兩個等級。
5、玻璃鋼管環(huán)剛度:玻璃鋼管采用摻粉(一般為石英砂),其環(huán)剛度較高,但脆性大,抗撕裂能力差。
6、金屬內(nèi)增強PE螺旋波紋管環(huán)剛度:金屬內(nèi)增強PE螺旋波紋管尚無國家標準與其相適應(yīng),其環(huán)剛度沒有標準檢測辦法。
八、通流能力(曼寧系數(shù))對比
1、克拉管通流能力:0.0093。
2、HDPE雙壁波紋管通流能力:0.0093。
3、HDPE中空壁管通流能力:0.0093(當(dāng)管材出現(xiàn)縮徑時,曼寧系數(shù)將加大,影響通流能力)。
4、UPVC雙壁波紋管通流能力:0.0096。
5、玻璃鋼管通流能力:0.0096。
6、金屬內(nèi)增強PE螺旋波紋管通流能力:≥1。
淺析克拉管與其他排水管材的優(yōu)劣|廣東克拉管|廣東內(nèi)肋管|廣東鋼絲網(wǎng)骨架管
九、正常使用壽命對比
1、克拉管正常使用壽命:主材壽命超過50年,連接采用承插式電熔連接(即本體連接)無需輔助材料,所以管道系統(tǒng)壽命超過50年。
2、HDPE雙壁波紋管正常使用壽命:主材壽命超過50年,連接需要輔助材料(例如世界上的密封圈壽命也只有15年),所以管道系統(tǒng)壽命隨輔助材料壽命決定,管道系統(tǒng)需維護。
3、HDPE中空壁管正常使用壽命:100%主材壽命超過50年。
4、UPVC雙壁波紋管正常使用壽命:15年,需維護。
5、玻璃鋼管正常使用壽命:15年,需維護
6、金屬內(nèi)增強PE螺旋波紋管正常使用壽命:
金屬內(nèi)增強PE螺旋波紋管壽命受以下因素決定,
1)結(jié)構(gòu)壁采用的金屬材質(zhì)。
2)焊接質(zhì)量。
3)在埋地時,管材與土壤形成受力結(jié)構(gòu),必須不斷變形,金屬和聚乙烯的變形能力差距較大,破壞管材結(jié)構(gòu)壁程度。
十、業(yè)績狀況對比
1、克拉管業(yè)績狀況:在沿海地區(qū)市政、電力、化工、碼頭等領(lǐng)域大量采用(其中福建省內(nèi)大口徑部分已超過200公里)并且在深圳和哈爾濱已應(yīng)用DN2200及以下的管材。
2、HDPE雙壁波紋管業(yè)績狀況:以DN800以下較多。
3、HDPE中空壁管業(yè)績狀況:一般。
4、UPVC雙壁波紋管業(yè)績狀況:以D500以下為主,較多。
5、玻璃鋼管業(yè)績狀況:近幾年使用較少。
6、金屬內(nèi)增強PE螺旋波紋管業(yè)績狀況:近幾年使用少。
十一、外觀對比
1、克拉管外觀:內(nèi)壁光滑,外壁為螺旋狀加強肋結(jié)構(gòu)壁。所適用國家標準規(guī)定B形結(jié)構(gòu)壁管。
2、HDPE雙壁波紋管外觀:內(nèi)壁光滑,外壁為環(huán)狀波紋壁。
3、HDPE中空壁管外觀:內(nèi)外壁光滑,管材壁軸向剖面為工字形結(jié)構(gòu)。所適用國家標準規(guī)定A形結(jié)構(gòu)壁管。
4、UPVC雙壁波紋管外觀:內(nèi)壁光滑,外壁為環(huán)狀波紋壁。
5、玻璃鋼管外觀:內(nèi)外壁光滑。
6、金屬內(nèi)增強PE螺旋波紋管外觀:內(nèi)壁有明顯的凹凸?fàn)?,外壁有金屬材料撐起的玻紋管,內(nèi)外壁之間加有金屬材料。