钢塑复合制品的成本研究

钢塑复合中空材料 钢塑含量的基础计算

因为取定长a、定宽b的钢塑复合板 ，只有钢的层厚e1，塑的层厚e2是变数。因此，在钢塑复合板 钢塑体积比abe1：abe2，钢塑截面积比be1：be2，钢塑层厚比e1：e2的比值是相等的。它们的百分含量值也是相等的。 成都久通防腐设备有限公司提供：四川钢衬塑-四川钢衬塑厂家-四川四川钢衬塑生产厂家。联系电话：  

公式为：钢、塑各自厚e÷钢塑板总厚t×100%

钢塑复合制品的壁厚e（δ）设计及定价

钢塑复合中空材料的存在形式是具体的钢塑复合容器或其他物体的壁。以容器为例，钢塑复合中空材料必须既耐腐蚀又耐压。在使用中，以钢承受工作压力；以塑防腐蚀、防渗漏、增韧改善钢材的力学性能。因此，设计钢塑复合容器壁厚，步：按容器的使用压力计算钢板厚（δ）；第二步：按钢、塑比确定钢、塑各厚多少；第三步：以钢、塑当时的市场价计算成本、确定销售价格。

下面以口径DN为3000mm的钢塑复合管为例，进行计算：
设：DN—3000mm，工作压力0.3Mpa，设计压力P—1.0Mpa，
钢许用应力【σ】—235Mpa， 焊缝系数Ф—0.9。

求：该管的壁厚 δ（e）—mm。

代入公式：

δ=P×D/2【σ】×Ф
=1.0×3000/2×235×0.9
=3000/423=7.1(mm)

按计算结果，该管道用7mm钢板，15mm厚的塑层就可以。
下面换个角度思考，【σ】取钢塑复合材料的测试平均强度—114Mpa，Ф取1，代入公式：

δ =P×D/2【σ】×Ф
=1.0×3000/2×114×1
=3000/228=13.1（mm）

按计算结果，该管道用13mm钢板，15mm厚的塑层就可以。钢占46%，实际【σ】可达140Mpa。 成都久通防腐设备有限公司提供：四川钢衬塑-四川钢衬塑厂家-四川四川钢衬塑生产厂家。联系电话：  

假如再以【σ】—140Mpa
代入公式，
δ =P×D/2【σ】×Ф
=1.0×3000/2×140×1
=3000/280=10.7（mm）

从上述三次计算结果看，该管可以钢板取10mm，塑层厚18mm。

以上是从内压的角度考虑的理论计算，有了设备还要整体做压扁试验，进行环刚度计算与看它的耐外压试验情况，然後进一步完善钢塑复合管的管壁设计公式。

按上面管壁结构和成本、定销售价，先求1m长的成本。

钢的重量（kg）/m=7.8(g/cm3)×钢板厚e1cm×总面积abcm2÷1000
=7.8×1×(300×3.1416×100）÷1000
=7.8×1×94248÷1000
=73513÷1000=735（kg）
钢成本y1（元人民币，下同）m=钢单价n1（元/kg）×钢重量w1（kg）
=5×735=3676（元）
塑的重量（kg）/m=0.895(g/cm3)×塑层厚e2 cm×总面积ab cm2÷1000
=0.895×1.8×94248÷1000
=151833÷1000=152(kg)
塑成本y2（元）m=塑单价n2（元/kg）×塑重量w2(kg)
=13×152=1976(元)

合计1m管成本：3676+1976=5652（元），以25%毛利计，1m钢塑复合管售价7065（元）。可以报的市场平均接受价为1万元/米。

钢塑复合管的环刚度研究

管道环刚度是承受外压力的重要数据。关於管道环刚度测试计算公式有二个：

ISO 9966?S= （0.0186+0.025y/d） F/Ly?全塑的S=（0.1488+0.02y/d） F/Ly

S—环刚度kN/m2
D—内径m
y—变形量m
F—压力荷载kN
L—受压管圈长m

DIN16961 S=F/dL×ξ

S—环刚度kn/m2
D—内径m
F—压力荷载kn
L—受压管圈长m
ξ—变形系数，

查表得（一般以内径5%的变形率为准，ξ取值0.1568，结果与ISO法的计算结果不一致，由於测试设备陈旧，因变形率与变形系数相对应不很准确，计算结果也不准确。） 成都久通防腐设备有限公司提供：四川钢衬塑-四川钢衬塑厂家-四川四川钢衬塑生产厂家。联系电话：  

在2006年10月，作了六个样管到西塘色机厂理化室作压力测试，现将情况列於表2。

说明：1、该批样管的钢管均为无缝钢管。壁厚5mm的内径为130mm，壁厚3mm的内径为154mm。本次测试计算采用ISO法。

2、y—变形量m，标准为内径的5%。也就是测试压距，内径的变形量。

3、纯塑指纯的LLDPE；白塑指白色改性料；黑塑指黑色改性料。

4、这批试验有多个项目，分析情况见下文。

环刚度试验计算、对比、分析情况：

1、1号与2号比。结构材质一样，壁厚不一样。壁厚增加40%，而环刚度增加63.5%。
2、4号与1号比。钢管壁厚一样，衬塑比不衬塑，环刚度增加39.6%。
3、3号与2号比。钢管壁厚一样，焊钢网的比不焊的，环刚度增加19.1%。
4、3号与5、6号比。钢管壁结构一样，衬塑的比不衬塑的，环刚度分别增加44.3%、23.7%。
5、2号与5、6号比。钢管壁结构一样，有网塑的环刚度分别增加71.8%、47.3%。
6、4号与5、6号比。钢管壁结构一样，纯塑比改性料环刚度分别增加55.1%、61.5%。
7、5号与6号比。管壁结构一样，白色改性料比黑色改性料环刚度增加14.3%
8、从平均1mm壁厚的ISO值来看，含钢量高，ISO值大，与1一致。

从上述分析可以得出几点结论：

1、从增加环刚度的角度看，增加塑胶层厚不是好办法。增加钢板厚的效果比较好。

2、钢塑复合的目的在於解决塑胶不耐压的弱点。塑胶层在钢塑复合材料 的功能，只能定位於防腐蚀、防渗漏、增加钢材的弹性、韧性，即改善钢板的受力情况。

3、钢网在钢塑复合材料 有增强作用，更重要的作用在於维持塑胶层的完整性和保持钢塑层面的粘结性。

4、从测试样管看，压到两壁面相碰钢塑介面没分裂脱开，塑层没裂缝。因此钢塑复合管无论怎样破坏都不可能把它彻底破坏掉。

管子埋地後的综合力学特性，即管顶受到的垂直压力计算公式。 成都久通防腐设备有限公司提供：四川钢衬塑-四川钢衬塑厂家-四川四川钢衬塑生产厂家。联系电话：  

F=DLKd(Fsv.k+ΨqqvkDo)

式中：

F—埋地每延米管道管顶上的垂直总压力（kn/m2）
DL—变形之後效应系数，根据管道胸腔回填密度可取1.2-1.5
Kd—管道变形系数，通常可取0.083-0.1（本公式是塑胶管的）
Fsv.k—每延米管道管顶上的垂直

Fsv.k = γs.Hs. Do

γs —回填土重力密度（带砂黄土可取γ（伽马）=18kN/m3）
Hs—管顶至设计地面的覆土高度（m）
Do—管道外径（m）
Ψq—管顶上动载荷准允系数可取0.5
qvk—地面车辆载荷传至管顶单位面积上的竖向压力标准值（kN/m2）（注：该值的具体计算公式参见“CECS164:2004”标准。）

试算假设：外径Do——4m； 覆土高度Hs——5m：则：

Fsv.k= rs.Hs. Do
=18×4×5=360kN/m2

∴F=DLKd(Fsv.k+ΨqqvkDo)
=1.2×0.1×(360+0.5×1×4)
=0.12×(360+2)=0.12×362
=43.44kn/m2(1kn=100kg)

3mm厚钢板的钢塑（黑塑）复合管的ISO200.0kn/m2其值大於43.44kn/m，可见钢塑复合管的埋地後的综合力学特性可以满足使用要求。这有力的证明钢塑复合管优於钢管的是耐腐蚀性好；它优於塑胶管的是耐压力性好。

以後有条件还需做“模拟砂箱法”检测样管顶上施加预设压力（kN）。公式：Fto=F×L

Fto—管顶上施加预设压力
F—使样管在垂直方向外径变形量为原外径的30%的载荷（kN）
L—样管长度（m）

压缩速度：（mm/min）(没破裂为合格)。成都久通防腐设备有限公司提供：四川钢衬塑-四川钢衬塑厂家-四川四川钢衬塑生产厂家。联系电话：  

利用滚塑成型技术也可以成型具有一定柔性的多色制品。图片摄於无锡市海溪防腐设备有限公司。

钢塑复合管是一种新型结构型复合管材，从制造上看，它增加了一个由钢丝网焊结的过渡层。从性能上看，它既有钢铁的强度，又有塑胶的韧性和防腐，更重要的是它把整体塑胶层的收缩内聚应力分散限制在网格小范围内。在任何情况下（实验时把钢塑复合管压扁）钢塑都不会介面分离。

钢、塑层的厚度通过计算，一般钢层厚几毫米到十几毫米（4mm以上），塑胶层厚十几毫米到20、30毫米（一般10mm以上）。

钢塑复合管受压情况，从实验看一般排水管、供水管都可以承受，可以达到承受113-115Mpa之间，可以达到压力容器的标准114Mpa。

钢塑复合管的环刚度，经过计算与实验，因为有钢板层，一般都为S= 43kN/m2，大大超过4-8。成都久通防腐设备有限公司提供：四川钢衬塑-四川钢衬塑厂家-四川四川钢衬塑生产厂家。联系电话：