新型管材在一汽轿车公司二厂建设中的应用

摘　要：本文从汽车行业镀锌钢管做为循环水管材的问题开始论述，针对一汽轿车公司二厂建设焊装车间的管材选择给出了具体解决方案。文中所述的PSP管系在汽车行业首次采用，使用效果良好。

关键词：PSP 管材， 汽车， 循环水， 应用
【正文】
　　问题的提出
　　一汽轿车公司二厂在建设时遇到了循环水管的选材难题：传统选材一般采用镀锌钢管，镀锌钢管在建筑供水管道上已有近百年历史，其强度、刚度、抗冲击能力、耐温、耐压、易加工性均良好，且价格适中，但自身缺陷使其在汽车行业使用中表现出易腐蚀、生锈、结垢、泄漏、堵塞等弊病，同时对水质造成严重的二次污染，微观上表现为水样细菌总数超标，宏观上表现为变黄、变黑、变红等水质恶化现象。由于锈蚀破坏了供水质量，导致换热效果变差，难以及时带走焊接设备作业时产生的热量，导致焊接质量下降，甚至停产，情况表明旧的管材难以满足现代化大规模生产的需要。因无经验可寻，论证新管材替代镀锌钢管成为新厂建设时的一个重要课题。
　　可选管材介绍
　　近年大批新型给水塑料管材及复合材料管材相继涌现，以塑代钢成为建材管道方面的一大趋势。其中塑料给水管材主要有：硬聚氯乙烯管(UPVC)，高密度聚乙烯管(HDPE)，交联聚乙烯管(PEX)，共聚聚丙烯管(PP-R、PP-C)，聚丁烯管(PB)，丙烯睛-丁二烯-苯乙烯管(ABS)，氯化聚氯乙烯管(CPVC)等。复合管材有铝塑复合管、涂塑钢管、钢塑复合管PSP、孔网钢带塑料复合管等。所有这些新型给水管材的出现，再加上传统优良的铜管，薄壁不锈钢管，为我们采用适合的给水管材提供了更多的选择，使我们可以根据建筑物的功能、性质、规格档次进行适当的选用。
　　但考虑到汽车行业特点，它要求管材具有以下方面特性：
　　1.良好的耐温耐压能力：耐温要≥42℃，耐压达到≥0.6MPa。
    2.较低的线性膨胀系数: 膨胀量与温差成正比，焊接时的循环水供回大于10℃，抗变形能力强，刚性好可供室内架空安装。
    3.安装连接方式简易，管材尺寸范围较宽，覆盖DN25-DN500，适合大规模应用。
    4.价格适中，且管材在循环水温变条件下使用寿命长。
    5.抗水锤能力好，耐腐蚀性力强。
　　由上，综合考虑性价比，有的汽车厂选用了涂塑钢管、薄壁不锈钢管，但均不理想。涂塑钢管在使用中出现了内衬塑层脱落的严重问题，薄壁不锈钢管承压不足，当壁厚增加时，管材及焊接成本均大幅增加。
　　解决方案：钢塑复合管PSP　
　　经过调研，我们选用了图示的这种钢塑复合管PSP作为管材。由于该解决方案尚无应用的先例，因此我们做了一个试验管段，送到一汽材料研究所做了模拟实验。
　　钢塑复合管有好多种，因塑层中的钢丝形态各异，制作工艺也不尽相同。从图可以看出这种钢塑复合管的钢丝呈正方形网状，使得复合管有足够的刚度可以架空使用。需要说明的是，该种管材我国具有全部知识产权，最初系为航天设计，投入市场时间不长，在汽车行业应用尚属首次。
    选用钢塑复合管PSP主要基于以下原因：
　　 (1)长期耐温大于50℃，耐压能力特别强，同时还满足温度的变化会改变PSP管道承压能力这一事实。
　　对于轿车二厂循环给水干、支管，现场支点间距设计为6m或9m，考虑车间内钢制悬架的吊挂情况，最短支承间距为4.5米(9m/2)，这样钢塑复合管PSP在输送循环水回水时（35-42℃热水）不会形变。
　　 (2)受热膨胀量小。尽管塑料管的金属管线膨胀系数(1．14×10-5 m/m·℃）的6-20倍，但因塑层受网骨架的限制，钢塑复合管PSP的实际线性膨胀系数仅是金属管的2-3倍。其实，涂（衬）塑钢管中，塑层受热膨胀量大是造成其在钢管内壁脱落的主因。
　　图中黑色管段为安装后的PSP管（华创天元公司产品），该管架空时在直线长度每超过50米加设了一个不锈钢波纹补偿器，该措施将长距离直管的膨胀量降至最低。
　　 (3)施工安装由专业人员进行，保全质量。PSP有专门的管件，在出厂时将电阻丝埋在管件中，做成电热熔管件，在施工现场时，只需将专用焊接仪的插头和管件的插口连接，利用管件内部发热体将管件外层塑料与管件内层塑料熔融，形成可靠连接，并结合专用数码记时器和安装指示孔等计时方式。热熔效果可靠，人为因素降到最低，施工质量稳定。另外安装时仅用电缆插头，可克服操作空间狭小导致安装困难的问题。
　　(4)工程造价不高。约为热浸镀锌钢管的3倍，不锈钢管的一半。
　　(5)耐腐蚀，彻底杜绝了锈蚀现象，供水水质好，内壁水力光滑，管材设计寿命长达50年。
　　应用实践中，钢塑复合管PSP也暴露出它的不足，主要体现在：（1）弯曲半径较大； （2）需专门订做可安装压力表、温度表的管件。但总体应用效果良好，使用了近三年，未发生任何问题。
　　结论
　　1.钢塑复合管PSP在一汽轿车二厂焊装车间的应用较为成功，具理论和实际推广价值。　　
　　2.对于管材选择，应结合行业实际，多利用管材的优点，同时正视它的缺点与不足，关注新材料新应用，不能求全责备，苛求完全合适的材料，应辩证地看待问题，每种管材都有它的生存与适用空间，扬长避短才能更好地使用它们。
参考文献
[1]GBJ13-86室外给水设计规范，1997
[2]GB50268-2008给水排水管道工程施工及验收规范，住房和城乡建设部，2009.05
[3]PSP钢塑复合管施工及验收规范,华创天元实业发展有限责任公司，2006.12 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jingjilunwen/gongyejingji/259217.html