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钢衬四氟管道

我国钢制波纹管涵市场可期

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-08-06 10:00:00

  从近几年的钢材产量和消费量的增长速度看,钢铁产能过剩已是业界和社会的共识。面对各种挑战,挖潜内部成本和开发高附加值产品是大多数钢铁企业的应对思路,但在市场充分竞争的今天,越来越多的钢铁企业发现这种思路已难以适用。从国外发达国家钢铁业的发展规律来看,根据自身流程和装备特点,向钢材的下游加工业延伸是一个重要发展方向。

  发达国家已形成钢制波纹管产业链

  钢制波纹管(涵)又称金属波纹管涵、金属波纹涵管、钢波纹板通道、金属波纹板通道、波纹钢管,由普通热轧碳钢板、不锈钢板、耐候钢板或者热镀锌热轧/冷轧钢板(国内通常用厚度为2mm~6mm的Q235或SS400热轧薄板)加工而成,带有波纹外形并经过耐腐蚀处理(表面镀锌、镀铝或喷涂复合物涂层)。

  钢质波纹管在国外有100多年的制造历史,美国、加拿大、韩国、日本、中国、印度和欧洲一些国家均有企业生产。美国和加拿大还设有专门的行业协会,1980年以来,美国和加拿大等国加强了对其应用环境、腐蚀机理、设计和制造等方面的研究,建立了一整套制造、加工、设计、使用、检测规范。2002年美国钢铁协会(AISI)和加拿大波纹管协会联合出台了一系列钢标准,见表1。近两年,美国波纹钢管协会(NCSPA)综合近几年的波纹管使用情况,又出版了一系列的波纹管相关手册,用于波纹管设计、制造和使用。

  波纹钢管制造工艺分为先镀锌后成型和先成型后镀锌两种工艺。前者是用镀锌钢板直接辗轧成型(简称CSP),后者是先辗轧钢板,然后进行喷涂镀层,装配并用镀锌螺栓和螺母栓固在一起形成一个圆管、拱形管或其它形状波纹管(简称SPCSP)。当前,后喷涂的涂料已由过去的仅镀锌发展到根据寿命要求分别喷涂镀锌(锌层厚度600g/m2以上)、镀铝和喷涂聚合物涂层等,寿命保证分别达到50年~100年。

  美国和加拿大已经形成了完整的产业链,对专用钢板制造和供应、钢板涂镀层加工、涂镀层材料生产、波纹管设计、波纹管制造、波纹管设备制造等进行专业化分工。根据NCSPA统计,高峰时期,其旗下会员单位超过140家。

  在制造装备方面,国外向着连续化、高度自动化、专业化方向发展,开发了多类专用设备和生产线,如连续辊压成型生产线、异型管定型机以及后喷涂机等。在制造能力方面,美国和加拿大的公司最大整管加工直径可达7米,拼装管加工直径可达30米,拱形结构跨度可达40米,并且可以加工各种异型管,以及水平放置、垂直放置的各种密封仓和罐体。

  钢质波纹管有助于改善城市内涝

  当前,钢质波纹管的应用从最初的公路涵管逐步推广到高速公路、市政公路、铁路、桥梁、农业、港口、机场、市政管道、工业、商业建筑、民用住宅、矿山、旧基础设施修复、新能源和军事领域。根据美国有关机构调查统计,近几年,钢质波纹管占美国大口径管路市场的30%以上,美国波纹钢管的年销售额达到150亿美元。此外,日本、韩国等东亚国家自20世纪末也开始使用波纹管涵。

  钢质波纹管在工程应用上具有很多优势,如结构强度高,是钢筋混凝土强度的1倍~3倍;使用寿命长,可达100年以上;重量轻、施工便捷,重量只有水泥制品的10%~20%,且土建与管体拼装可分开同时实施,施工期短,工期可缩短一半;轴向具有柔性,可适用于复杂地质条件和沉降比较严重的地区;在施工条件比较恶劣的地区或者特殊地质条件下,工程实际造价比同类跨径的钢筋混凝土桥、涵洞低;几乎不用维护,运行维护成本低;可进行工厂集中化生产,不受环境影响,有利于降低成本和质量控制;现场安装方便,无须使用大型设备;环保低碳,减少或根本舍弃了常规建材,如水泥、黄沙、石子、木材的使用,有利于环境保护。

  随着环保意识增强、劳动力成本上升以及对施工要求提高,美国和加拿大等国家将钢质波纹管的应用领域不断扩大,几乎涵盖了所有过去以混凝土、普通钢板为建构筑材料的领域,主要包括:公路、铁路和矿山隧道类,河流、污水、排水的沟渠和管道类,地下基础保护类,雨水、油类等液体储罐或井类,固体仓类,简易仓库和厂房类。

  尤其值得注意的是,在面对暴雨导致的城市内涝问题时,美国的解决方案就是采取由CSP材料建成的地下雨水收集和释放系统。这种系统在美国作为停车场、公园、体育场馆、路堤、雨水淤积带、洪泛区、排水渠、洼地等商业、公共和民用建筑、公路设施的辅助系统,得到了大范围推广。

  我国钢质波纹管技术面临三大问题

  制造工艺和装备简陋。钢制波纹管制造业在我国推广时间仅有10多年,目前制造装备和工艺技术水平总体还比较落后。一方面,我国目前只能制造镀锌涂层的波纹管,并且大部分采用成型后简易热镀锌工艺,对环境污染严重,镀层厚度无法保证,严重影响使用寿命;另一方面,制造设备简陋,自动化水平比较低,以简单手动加工的单体设备为主。国内专业为波纹管做配套设备的企业仅有2家~3家,大口径管加工设备、连续化生产线以及定型设备和喷涂设备的生产制造企业就更少了。一些波纹钢管制造企业不得不自己开发一些专用设备。此外,我国相关制造企业还存在规模偏小,分布不合理等问题。目前,中国有50家~100家钢制波纹管制造企业,主要分布在10个省,其中排名前3位的是河北、江苏和四川;最为集中的是河北衡水和泊头地区,占中国钢制波纹管产能的80%以上。国内大部分省份无相关制造企业,限制了钢质波纹管技术应用推广。

  产品单一、粗糙,应用面窄。我国钢制波纹管品种还比较少,一般以小尺寸的圆形或拱形为主,大量异型管、大尺寸管(整管直径大于4米、拼装管直径大于9米、拱形板大于13米)、特种端头、特种仓体和罐体还不能生产,由于生产装备的落后,加工尺寸精度不能保证。

  目前,我国钢制波纹管已经在公路、铁路、少部分市政工程以及少量仓储罐体有应用。其中,公路、铁路的涵洞应用最多。与国外相比,我国在水利工程、市政工程、矿山、工业项目、生态保护、特种罐体、特种仓体等的应用较少。

  应用研究和标准滞后。我国自1997年在青海开始钢制波纹管应用研究,主要集中在交通行业施工方案的选择优化方面。2006年以来,陆续出台了《公路桥涵用波形钢板》《公路涵洞设计细则》《公路涵洞通道用波纹钢管(板)》《拱形波纹钢盖结构技术规程》等4个行业标准,有关适用钢种标准、环境条件、涂层材料、寿命设计标准、结构设计研究很少,也没有相关标准。由于应用研究滞后,我国相关标准有很多不合理的地方,如涂层材料方面,我国标准中仅有镀锌一种,镀铝和聚合物材料尚没有;在锌层厚度要求方面,我国标准要求厚度大于63μm,相当于400g/m2,而美国相关标准要求600g/m2以上。另外,美国喷涂材料的使用寿命可以达到50年~100年,而我国的喷涂材料仅保证50年。

  环保将拉动我国钢质波纹管需求

  钢质波纹管需求量会大幅增加。随着我国钢制波纹管相关应用研究和各行业应用标准和规范不断完善,未来钢制波纹管需求将大幅增长。其主要影响因素包括以下四方面:

  一是大规模基础建设拉动内需,带来公路、铁路、水利等钢质波纹管传统应用领域的刚性需求;二是应用技术日渐成熟带来的应用领域扩展,如在国外已普遍应用的各种工业项目的内部管网、矿山、仓储、水利设施等领域;三是劳动力成本和传统建筑材料成本上升将提高钢质波纹管的竞争优势;四是环保意识的增强和水土保持要求的提高,将带来更加广泛的应用。

  其中,环保政策的从严使波纹管对水泥、混凝土制管的替代性增强,而随着我国治理城市内涝对相关污水设计、排水设计以及水土保持标准的提高,将带来巨大的市政工程改造需求。此外,先成型后镀锌工艺的环保问题将带来热轧重镀锌板的需求。

  不可否认,目前各主要波纹管企业一方面很难在国内采购到用于波纹管制造的热轧镀锌板;另一方面由于普通热轧板价格低廉,采用土法镀锌成本又比较低,为降低成本,即使污染比较严重,很多企业都选择土法镀锌。随着国家环保政策收紧,未来土法镀锌工艺将被全面禁止,由此将带来适应各种用途的热轧重镀锌板卷的需求。目前,我国相关装备和生产线也是空白。

  制造工艺和装备技术进步。为了适应下游客户个性化需求,如大口径、异型、多用途管和罐体,同时也为了满足自身效率和产品质量需要,钢制波纹管制造企业将持续提高工艺技术和装备水平。目前来看,引进消化吸收国外的装备和技术,是缩短我国与先进国家差距最有效的途径。

  根据国外经济和社会发展规律,我国钢质波纹管需求将随着城镇化的发展、基础设施建设的扩张而大幅增长。而且,环保政策从严,也将迫使中国现有的钢制波纹管制造企业废弃先成型后镀锌工艺,由此带来热轧重镀锌板卷的需求。但从整体来看,与发达国家相比,我国钢制波纹管制造和应用还存在较大差距,制造装备和产品质量亟待提高,产品品种和应用领域也还有待扩展。

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