自来水用内衬不锈钢复合管

内衬不锈钢复合钢管执行城镇建设行业标准CJ/T192-2004，是在钢管内壁复合薄壁不锈钢管，这种双金属复合钢管大大提高钢管在输水、输热水、输煤气、输天然气、输油过程中的耐腐蚀性能，表面光滑，流体阻力小，又保留了钢管机械强度高，可采用焊接、沟漕、螺纹连接，密封性好的优点，克服了镀锌钢管易腐蚀，采用热熔连接的塑料管易漏水和老化的缺陷，是输气、输水、输油钢管的升级换代的理想产品。

1 .不生垢、不结瘤、耐腐蚀

在钢管内复合薄壁不锈钢管，不锈钢管的材质为“GB12771-2000流体输送用不锈钢焊接钢管”规定的0Cr18Ni9(美国标准为AISI304)，由于钢中含有18%的铬，在使用过程中管道内壁形成一层极薄的氧化铬薄膜，该薄膜阻止金属继续氧化，故不锈钢有很强的耐腐蚀性能，不仅能承受水和空气的腐蚀，而且可以承受弱酸弱碱的腐蚀。内复不锈钢管的厚度有0.4-1.2毫米，而镀锌钢管的镀锌层厚度仅为0.07毫米，厚度相差5.7-17倍，不锈钢的耐腐蚀性和致密性又强于镀锌钢管镀锌层。所以，内衬不锈钢复合钢管在使用过程中不用担心因内壁锈蚀产生结垢、结瘤而使内孔缩小。

内衬不锈钢复合钢管中的外层钢管是采用按“GB/T3091-2001低压流体输送用焊接钢管”生产的焊接钢管、或按“GB/T8163-1999输送流体用无缝钢管”生产的无缝钢管、或按“SY/T5037-2000生产的螺旋缝埋弧焊钢管” 生产的螺旋缝焊管。输送石油天然气的内衬不锈钢复合钢管的外层钢管，是按GB/T9711-1997“石油天然气工业输送钢管交货技术条件”进行生产的。焊接钢管或无缝钢管的抗拉强度都不小于335MPa，伸长率不小于15%，输送天然气和石油的内衬不锈钢复合钢管的外层钢管伸长率达到25%，钢管都经过3.0MPa以上的水压试验，并通过标准规定的弯曲试验或压扁试验。按GB9711生产的输气、输油钢管，还要进行断裂韧性试验、金相检验、拉伸试验和较高强度的耐压试验。在外层钢管内复合不锈钢管后使总壁厚增加，强度增加，不仅可用于民用输水、输气，并可用于输送工业用流体。当外层钢管采用焊接钢管时，由于外层钢管和不锈钢管的焊缝不在同一位置，提高了复合钢管的强度可靠性。

3 .可以焊接

3.1 内衬不锈钢复合钢管之间可以采用焊接。焊接工艺可参照GB/T13148-1991“不锈钢复合钢板焊接技术条件”。也可参照JB/T4790-2000“钢制压力容器焊接规程”附录A。“不锈钢复合钢焊接规程”。

3.2 坡口形式可采用GB/T13148图1的对接6号，也可见本文图1。

3.3 焊前应采用机械方法及有机溶剂，清除焊缝表面和焊接坡口两侧至少各20mm范围内的油污、锈迹、金属屑、氧化膜及其他污物。

3.4 焊条采用GB/T983 “不锈钢焊条”规定的A302(E309)焊条规格为Φ3.2. 3.5 焊接方法

推荐采用手工电弧焊；对要求较高的焊缝可以采用钨极氩弧焊打底，在接近碳钢部位用手工电弧焊，或者全部采用钨极氩弧焊。采用钨极氩弧焊时，焊丝采用同E309相同成分的A302焊丝。

3.6 焊接设备

焊接设备应满足焊接工艺要求，并符合有关设备标准的规定。采用手工电弧焊时推荐采用直流电焊机。

3.7 焊接程序

先焊复材(不锈钢管)，再焊过渡层，最后焊基材(碳钢管)。

3.8 焊接要求

复材焊缝表面应尽可能与复材表面保持平整、光顺。焊接过渡层时，要在保证熔合良好的前提下，尽量减少基材金属的熔入量，即降低熔和比。为此应采用较小直径的焊条或焊丝，及较小的焊接丝能量。对接焊缝的余高应不大于1.5mm。

3.9 焊后清理

焊后应仔细清理焊件表面的焊渣、焊瘤飞溅物及其他污物。必要时应对焊缝进行局部修整。焊后清理完毕，应在基材焊缝附近的明显部位打上焊工印记以便日后考查。

3.10 焊接工艺评定

当产品技术条件要求进行焊接工艺评定时，须在开工前进行焊接工艺评定，详见 “JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定”。

我公司内衬不锈钢复合钢管的焊接焊缝经中国船舶工业总公司船舶工艺研究所做的“焊接工艺评定报告”：复合钢管焊接试样的抗拉强度达到550～565N/mm2。

3.11 焊接管件采用钢制对焊无缝管件应符合GB/T12459-1990，焊接管件采用钢板制对焊管件时应符合GB/T13401-1992，用于输送石油天然气的焊接管件应符合SY/T0510-1998“钢管对焊管件”和SY/T5257-2004“钢制弯管”。

4 可以法兰连接

图2是管体(1)和法兰(4)采用焊接的法兰，如图2所示管体(1)为内衬不锈钢复合钢管。法兰(4)内有法兰孔(42)，孔内安装螺栓(43)和螺帽(44)。管体(1)安放在法兰体(4)的内孔(45)如图2的位置，管体(1)和法兰(4)之间用电焊焊接，形成焊缝(46)。焊条采用不锈钢焊条，这样二个法兰(4)和(48)通过螺栓(43)和螺帽(44)拧紧后，二个法兰(4)和(48)的接触面(47)紧紧地贴在一起，流体在管内流动时，流体只和内衬不锈钢复合钢管的管体(1)内的不锈钢层(13)、不锈钢焊缝(46)相接触，确保流体的纯净性。

5 可以螺纹连接

DN15-DN100输水钢管和管件之间连接采用“GB7306用螺纹密封的管螺纹”规定的管螺纹， 管螺纹联接面是牙形交叉的螺纹，机械加工时产生的公差在螺纹拧紧过程中将消失，当扳手力臂长200毫米时，管螺纹拧一圈，手掌移动628毫米，管体才前进了一个螺距2.309毫米，相差272倍，管体的拧紧力为旋转力的272倍，巨大的拧紧力确保管体和管件间拧紧后不渗漏。管螺纹联接的接触面是钢和不锈钢接触，在热胀冷缩时膨胀系数很接近。

不锈钢螺纹管件是按GB2100规定的奥氏体不锈钢铸造，牌号为ZG07Cr19Ni9，是表面光滑、尺寸精确的精密铸造件，不锈钢螺纹管件的结构如图3所示，是台肩式管件，台肩式管件和管体管端接触的是一个台阶、台阶上安放硅胶密封圈，为避免硅胶密封圈掉入管内，硅胶密封圈内有不锈钢挡圈。管件和管件之间螺纹拧紧时，管体端部和硅橡胶密封圈相接触，隔断了外层钢管、管体端面与内部流体的接触，确保了管道系统可以输送纯净水。这样，和流体接触的只是不锈钢管、不锈钢管件，确保了整个管道系统的耐腐蚀性。内衬不锈钢复合钢管的接头密封是双层密封，外层是管螺纹密封，内层是特殊结构的硅橡胶密封圈密封，确保了管道系统密封的可靠性。也可在台肩式可锻铸管件外镀覆HA合金镀层，其耐腐蚀性能达到不锈钢的耐腐蚀性能。“合金镀层HA钢管及管件”城镇建设行业标准正在报批中。

6 .可以沟槽连接

DN125-DN600的管件因口径较大，加工螺纹和拧紧螺纹较困难，故DN125-DN600的管件应采用沟槽式管接头和衬塑法蓝。沟槽式管接头是执行城镇建设行业标准“CJ/T156沟槽式管接头”。沟槽式管接头在外表面和端面进行了静电喷塑处理，也可在球墨铸铁沟槽式管接头外镀HA合金镀层，镀层的耐蚀水平达到不锈钢的耐蚀水平。接头内包裹着硅橡胶或食品级丁腈橡胶的密封圈，流体在管内流动不会和外层钢管接触。

由图5可见，在内衬不锈钢复合钢管的端部外表面挤压出沟槽，沟槽式管接头的两端边压在沟槽之中，沟槽式管接头由两瓣的沟槽式管接头组成，两瓣的沟槽式管接头之间由螺拴和螺母连接。当螺拴和螺母拧紧时，两瓣沟槽式管接头紧紧地扣在一起，压紧沟槽式管接头内的硅橡胶密封圈，硅橡胶密封圈把二截管子的端头紧紧地抱在一起，流体在管内和密封圈内流动，确保了流体流动的密封性，详见图5。

为解决管端面的腐蚀问题，我们设计端面防腐套。防腐套的外表面和内衬不锈钢复合钢管的内表面形成过盈配合，使端面防腐套紧贴内衬不锈钢复合钢管的管端面，在端面防腐套和钢管端面及内表面之间涂上密封胶，密封胶为双组份的，在使用时把双组份混合在一起，马上产生很大的粘合力。端面防腐套和密封胶很好地解决了采用沟槽式连接时管端面的防腐问题，详见图5。

7 .耐高温，可输送热水、沸水、蒸气

内衬不锈钢复合钢管联接管件采用按“GB3287-1982可锻铸铁管路连接件”生产的镀HA合金可锻铸铁管件或用304不锈钢精密铸造的管件。镀HA合金可锻铸铁管件和304不锈钢精密铸造的管件耐温可达到250℃以上，可输送热水、沸水和蒸汽。

304不锈钢是耐热钢，在400℃时的抗拉强度仍达到412Mpa，高于普通钢材在常温下的抗拉强度。所以内衬不锈钢复合钢管的耐高温性能是非常好的，可以用来输送热水、沸水、蒸汽。

8 .低温脆性好，膨胀系数小

塑料的热胀冷缩程度超过钢材10倍，而塑料在遇冷收缩时延伸能力又大大低于钢材，故在寒冷季节管内水结冰膨胀时，塑料管遇结冰膨胀后不能收缩恢复，多次膨胀累积，使塑料膨胀超过极限而发生脆断。焊接钢管确保伸长率超过15%，304不锈钢管的伸长率确保超过25%，能伸长膨胀的外层钢管，内衬伸长率更好的不锈钢管，避免当管内水结冰膨胀时脆断。按GB/T9711规定，输送天然气和石油的内衬不锈钢复合钢管要进行-40℃夏比冲击。

9 .能耐弱酸腐蚀

3 04不锈钢在20℃时在10%硝酸中的腐蚀速度为每年小于0.1毫米，在10%沸醋酸中的腐蚀速度为每年小于0.1毫米，在20℃时50%柠檬酸中的腐蚀速度为每年小于0.1毫米，在20℃时20%氢氧化钾中的腐蚀速度为每年小于0.1毫米，在60℃时80%磷酸的中的腐蚀速度为每年小于0.1毫米，在50℃时在2%硫酸中的腐蚀速度为每年0.016毫米，采用内衬不锈钢复合钢管配以不锈钢焊接管件和不锈钢法兰，可以用来输送弱酸性或弱碱性的化工流体。

10 .内壁光滑，流体流动阻力小

内衬不锈钢复合钢管中的内衬不锈钢管是由冷轧不锈钢带焊接而成，冷轧不锈钢带表面平滑光洁，故不锈钢管内壁光滑，管内流体阻力小，不结垢，流体无污染。

11 .卫生性能好，可输送净水

由于不锈钢管在使用过程中不受流体腐蚀，不锈钢管本体无杂质进入流体，经检测，其各项卫生指标均优于“GB/T17219生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准”，各种金属元素如铁、锰、铜、锌、镉、铅、银、氯仿、四氯化碳、苯并等在高灵敏度的检测设备中检测的含量，远低于规定值，获得卫生许可批件。因内衬不锈钢复合钢管配以不锈钢螺纹管件、不锈钢法兰、不锈钢焊接管件，流体和外层钢管不接触，流体只接触不锈钢，故内衬不锈钢复合钢管可以代替纯不锈钢管用来输送饮用净水。

12 .外覆层防腐可靠

外覆防腐层可按“GB/T3091低压流体输送用焊接钢管”规定做成热镀锌层，镀锌层厚度为0.072毫米。也可按“SY/T4013-1995埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准”规定做成聚乙烯防腐层，防腐层厚度可达0.5-2.5毫米。

13 .价格低廉

内衬不锈钢复合钢管是在钢管内覆以薄壁不锈钢管，这样降低了制造成本，又确保了厚度以保证强度，使安装内衬不锈钢复合钢管的费用大大低于厚壁纯不锈钢管和厚壁纯铜管。