钢铁坚固但不耐腐蚀，塑料耐腐蚀且坚韧，但强度不够。一般由于两种材料的冷热膨胀系数相差很大，所以无论用什么方法粘结在一起，一旦受到冷热作用，钢塑粘结层就会脱落。中国旋转成型工程技术人员在钢板和塑料之间增加一层钢网过渡层，然后将它们连接起来，从而在大型厚壁产品上实现钢塑复合。钢塑复合中空材料的概念与技术钢塑复合中空材料是一种结构复合材料，具有钢的优良物理力学性能和塑料的优良化学性能。它克服了钢的耐腐蚀性和塑料刚性强度不足的缺点，可以避免冷热收缩膨胀造成的脱层。按照塑料与基体结合的工艺，钢塑复合中空材料包括覆钢塑料或衬钢塑料。钢的涂塑是指在钢构件的外表面喷涂一层很厚的塑料，一般在1-5毫米之间；钢塑内衬是指在钢制容器的内表面加一层塑料，厚度在5-10毫米以上。该工艺包括塑料板(塑料管)胶粘剂的复合、喷涂、滚塑等。埋地塑料防腐技术是一种应用于钢构件外表面的塑料涂层防腐技术。其过程如下：一个钢构件用火均匀加热，整体温度达到180，埋在一堆塑料粉末中，塑料粉末被钢放热吸收。约十分钟后，在钢构件表面形成一层与钢板厚度差不多的塑料层；取出表面有一层未熔化粉末的工件，用火加热使其熔化成光滑的表面层。该方法也可用于与产品配套的管道和管件的衬塑。将工件均匀加热至180，用塑料粉末填充型腔，几分钟后倒出未熔化的塑料粉末，用焊枪在工件表面加热使其完全熔化，形成内表面光滑的塑料层。上述以保护为目的的塑料涂层和衬里适用于小工件，但不适用于大直径管道和大容积容器的衬里。主要原因是塑料层冷却收缩时产生的粘结应力往往大于塑料与钢材之间的粘结力，钢塑界面会发生分离。而钢塑复合材料中加入了钢网，将整个塑料层的收缩粘结应力限制在网格的小范围内。另外，钢网焊接在钢板上，不会因塑性收缩而造成钢塑界面分离。钢塑复合中空材料的制造钢塑复合中空材料是中国回转成型制造大型钢塑复合容器(如储罐)、钢塑复合化工设备、大口径多层钢塑复合管所用的材料。作为钢塑复合制品的墙体材料，其制造工艺是中国式旋转成型制造钢塑复合制品的生产工艺。以大口径钢塑复合管为例，生产过程如下：1 .钢桶制造：1。钢管的轧制；2.制作插座和滚圈；3.钢筋网铺设和焊接；4.焊接并胀出插座；5.卷起圆圈。2.塑料的预处理：1。称取塑料原料；2.筛选、粗化、混合和弥补(在筛选过程中弥补去除的部分)；3.入模(管)；4.合模。3.在机器上热成型：1。气路检查；2.上电脑；3.机械检验；4.调节火炬距离；5.试运行；6.点火；7.随时观察火力和模内情况，及时调整到最佳状态；8.确认并停火。4.冷却：1。不停地停火，保持温暖和水平；2、吹风冷却；3.喷雾冷却；4.在室温下冷却并停止。5.离机开模：1。离机；2.滚压开模；3.研磨和修整产品。六、外表面喷涂聚脲防腐。七。成品仓库。这项新技术具有很高的性价比
钢塑复合中空材料的性能研究这种结构钢塑复合材料是我们首创的新材料，其力学性能没有现成的数据。为了科学、合理、经济地设计各种钢塑复合材料的容器壁厚，我们自行制作了试块，自行测试研究，得出以下结论。化学性能：由于内表面为复合聚乙烯塑料层，外表面喷涂聚脲，使用中的耐腐蚀性与纯聚乙烯相当。拉伸和压缩力学性能：经测试，其抗拉强度和抗压强度与纯钢相当。聚乙烯的强度与钢的强度相差一个数量级，因此当复合材料被拉伸和压缩时，塑料的强度不影响整体强度。抗弯强度：从对比数据来看，其抗弯强度值小于钢板，大于塑料板；该值取决于复合材料中钢的百分比。高含钢量和高强度值。但塑料层改善了钢材的受力状态，钢塑复合板的弹性和韧性是纯钢板无法比拟的。抗弯强度的计算钢塑复合板抗弯强度试验规范及计算公式：按ASTM D790(英国A.B .格兰维尔出版，《塑胶工程手册》)。=3Ws/2at，其中—抗弯强度(kg/m2)W—抗压荷载(kN/kg)s—计算参数，其值为弯曲中心加2t，弯曲中心为tcmt—模板厚度(cm)a—模板宽度(cm)(现a统一为6cm)。)钢塑复合材料强度计算公式：参考复合材料通用强度计算公式——混合法公式如下：=1 v1 e1 2 v2 e2其中-钢塑复合材料板强度(Mpa)1-钢板强度(Mpa)，取370；V1——钢铁占总体积的10 %;E1—钢板厚度(cm)2—塑性强度(Mpa)，取34；V2——塑料占总体积的10 %;E2—塑料层厚度(cm)通过23个试样的试验计算和公式计算，发现试验压力距离为0.5cm时的强度值与混合法公式计算值基本一致，相差在5%以内。因此，混合法可以作为钢塑复合材料的强度计算公式。钢塑复合板的受力情况以3号板为例。其公式计算抗弯强度，与试验计算相比，仅负2.4%。从其应力-应变曲线的趋势来看，没有屈服点，但变形达到其厚度的30%后，强度的增长速度明显减缓，整个线形接近聚合物的应力-应变曲线。对比五类聚合物的应力应变曲线，介于tough(初始直线角70)和tough(初始直线角75)之间，为72。从上面的情况可以看出，钢和塑料
复合中空材料的力学性能趋近高聚物的力学性能。从样块强度数据分析，最佳钢塑比的样板的强度数据为113-135Mpa之间，与压力容器钢材许用强度114Mpa一致。也就是说，钢塑复合中空材料可制造压力容器。由此可见钢塑复合材料既具有钢铁的强度、硬度，像钢那样能承受压力；有塑改善钢的受力状况，使它具有塑胶样的弹性、韧性、耐腐蚀性，是一种理想的新材料。钢塑复合材料 钢、塑最佳配比从23块的力学性能测试、计算、分析之後得出以下结论：1、钢塑复合材料的强度与钢含量的百分比有关。钢含量高，强度大；当荷载超过钢的屈服点後，塑胶含量高，弯曲反弹力大。2、钢含量的重量百分数，体积数，厚度百分数的数值是一致的。因此，从简便、实用角度考虑，可采取厚度百分比计算。3、钢、塑含量的体积比，截面积比，厚度比的比值是一致的，因此，可采用厚度比。4、钢、塑含量的体积比，与重量比的数值不一致。23块样块的钢、塑体积比从50：50到10：90，重量比从89.7：10.3到49.2：50.8。经分析，钢、塑最佳体积比为25-30：75-70；重量比为75-70：25-30。5、产品配方确定钢、塑比，要以理论计算为基础，结合可加工性和必要性两方面的实际而定。如，钢板的可焊接加工厚度要求在4mm以上，塑胶层厚在10mm以上。一般在15mm左右，或钢网厚的三倍。钢网厚不是指制作钢网的钢板厚，而是指平放在两平面之间钢网的相对厚度。nextpage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。 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，第一步：按容器的使用压力计算钢板厚（δ）；第二步：按钢、塑最佳比确定钢、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。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 9966S= （0.0186+0.025y/d） F/Ly全塑的S=（0.1488+0.02y/d） F/LyS—环刚度kN/m2D—内径my—变形量mF—压力荷载kNL—受压管圈长mDIN16961 S=F/dL×ξS—环刚度kn/m2D—内径mF—压力荷载knL—受压管圈长mξ—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。）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，内径的绝对变形量。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。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1.2-1.5Kd—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0.5qvk—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×LFto—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)。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，最大可以达到承受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。
