玻璃钢管道技术手册

第一篇 纤维缠绕玻璃钢夹砂管道特性介绍
1. 玻璃钢夹砂管道的发展
纤维缠绕玻璃钢管(以下简称FRP管),诞生于1948年,1950年第一根聚酯FRP管用于石油工业,并逐步用于化学工业和军用工业。1954年,FRP管实现商品化生产,从此诞生了FRP 管道工业。
五十年代是FRP管的幼年时期,这个时期的特点是应用领域相继拓宽,化学、石油及各个工业领域都在试验应用FRP管道,应用的结果证明,FRP管道的耐腐蚀性能比传统材料好得多,轻质高强、安装维修费用低、使用寿命长,运行周期内的总成本也比传统材料低,显示出了一系列的突出优点,从而为FRP管道工业的发展打下了良好的基础。
七十年代,美国给水工程协会颁布了玻璃钢管标准AWWA- C950,从而FRP管道工业进入工业化大规模生产阶段,产业基本形成,其后该标准经过了多次修订和补充,被认为是世界上最权威的玻璃钢管标准,得到广泛认同和采用。八十年代,FRP管道已经是通用的FRP制品。其中以FRP管为主的防腐市场仅次于汽车工业和建筑业,位列第三。FRP管的生产和应用已完全成熟。
纤维缠绕夹砂玻璃钢管诞生于七十年代,夹砂管的出现,是对玻璃钢管大规模推广应用的一大促进。纯纤维缠绕玻璃钢管的优点是比重小、强度高、耐腐蚀性能优良。但其应用于工程中时,常表现为壁厚薄、强度富裕量大、刚度低、造价高,从而在很多领域的应用受到了限制。夹砂玻璃钢管是在纯玻璃钢管的中间,引入树脂砂浆层,形成新的层合结构体,从而在保留原玻璃钢管道所有优点的基础上,既提高了刚度,又降低了工程造价。在低内压高外压的FRP管工程实例中,外压作用下的管壁中心附近区域的正压力很小,由树脂砂浆层承担,而高的应力区则由位于管壁两侧的纯纤维缠绕区承担。充分体现了复合材料的可设计性和物尽其能的特点。因此在全世界范围内得到了迅速发展,现在在大口径FRP管道中绝大多数为该种结构工艺。
2.玻璃钢夹砂管道的构造
在玻璃钢中,拉伸强度很高的玻璃纤维起着增强作用,而耐压耐磨性较强的合成树脂则作为基体材料粘结纤维,使其起共同的成型和承载作用。
玻璃钢管道的管壁结构,通常由两部分组成:
结构层――由按设计缠绕角缠绕的连续玻璃纤维粗纱作为增强骨架,以合成树脂作为粘结基体。其中,玻璃纤维的含量约占70-75%,树脂的含量约占25-35%。为加强结构刚度,在玻璃纤维缠绕层中间,可以增加树脂砂浆层。
内衬层――为防腐防渗层,由两部分组成
内表面层――是跟介质接触的最内层,为耐蚀和第一道防渗层,树脂含量在90%左右。
次内层――由短切纤维织物增强,耐蚀树脂组成,含胶量可达70%以上,约2mm左右,是防止介质渗透的第二道屏障。
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3.玻璃钢夹砂管道怎样选择管材
一般来说,玻璃钢夹砂管道的选择,基于构成管线的地基、土壤情况,当管路设计有了充分的堪测设计、地质情况、水文情况之后,应依AWWA-C950的标准进行选择。对于使用厂家来说,可以向生产厂家提供如下的数据,生产厂家可以依据给出的条件,进行设计,以生产出合格的管材。组合式桥架
业主应向生产厂家提供如下的数据: 1. 管的公称直径(依标准公称直径选取) 2. 工作压力(依水力
学计算)
3. 波动压力(考虑水压、水锤的影响)
4. 管路两侧回填土的土壤条件(土壤类别、回填的压实系数)
5. 回填土比重
6. 最大覆盖土深度和最小覆盖土深度
7. 动载荷
8. 负压(考虑管路之中真空的影响) 9. 平均使用温度和范围
同时,应向生产厂家提供应生产厂家要求的其它一些使用指标
4.玻璃钢夹砂管道的订货须知
除向生产厂家提供使用条件之后,一般的订货商应当明确如下问题:
感应式垃圾桶1) 对于定长的夹砂管道,其管道的结构长度为12米,但铺设在管路之中,由于采用的是承插式连接,应当以每根管的有效长度来计算管道的使用量。一般来讲,12米定长管的有效长度:DN300-DN1200时为11.74米;DN1300-1500时为11.679米;DN1600-DN2600时为11.613米。
锚杆挡墙
举例:假定铺设直管段管线长为1000米,则需要有效长度为11.74米的定长管数量为:1000米÷11.74米/根≈85根。
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2) 为了配合用户需要,对于非定长的管道,厂家也可以生产,一般来说,玻璃钢夹砂管道,可生产任意长度(≤12米)的管,但需征询厂家的意见,一般来说,厂家可以提供3米、4米、5米、6米、8米、12米的非定长管道。
3) 对于管路之中的管件及附件,应做出相应的简图,厂家生产的管件,仅是依照相关的标准进行结构设计和制造,如弯头的角度,遵从下表:
弯头的角度
单位:度
5° 7.5° 10° 11.25 15° 22.5°
30°
肥皂生产设备45°
60°
75°
90°
注:表中加黑的角度为标准弯头的角度
非以上标准角度的弯头,应在定货时向厂家特别提出 。
同时,为了明确管件,如管路之中的排气三通、排水三通、闸阀井、法兰、三通,都应以简图的说明形式订货。
4)一般来说,购货方不明确,当铺设管路时,所遇到的凑不足标准管节,或由于管件的结构尺寸的变化,或由于临时的施工开挖,而造成的分段施工,所产生的管与管之间的连接,那么购货厂商应明确,无论计划的怎样好,要想完成管线的施工,现场的平端糊口是必不可少的。究于此点,购货方应向生产厂明确提出关于平端糊口的问题。以便取得生产厂专业人员的帮助。
4 第二篇 纤维缠绕玻璃钢夹砂管的优点
与其它管材的比较,玻璃钢管具有以下一些显著的优点
1.玻璃钢管与钢管、球墨铸铁管比较
玻璃钢管钢管与球墨铸铁管
1)耐腐蚀性好,对水质无影响:
玻璃钢管道能抵抗酸、碱、盐、海水、未经处理的污水、腐蚀性土壤或地下水及众多化学流体的侵蚀。比传统管材的使用寿命长,其设计使用寿命一般为50年以上。
对夹砂玻璃钢管道而言,更多的是在市政、城市输配管网方面的应用,由于其具有无毒、无锈、无味、对水质无二次污染、无需防腐、使用寿命大大延长、安装简便等优点,因此,受到了给排水行业的欢迎。
2)防污抗蛀:
不饱和聚酯树脂的表面洁净光滑,不会被海洋或污水中的甲贝、菌类等微生物玷污蛀附,以致增大糙率,减少过水断面,增加维护费用。玻璃钢管道无这些污染,长期使用洁净如初。同时由于其内壁光滑,且有优异的抗蚀性能,不会产生水垢和微生物的滋生,有效保证水质,保持水阻的稳定。而传统管材还存在日后水阻增大和表面结垢的现象。
3)耐热性、抗冻性好:
在-30℃状态下,仍具有良好的韧性和极高的强度,可在-50℃-80℃的范围内长期使用,采用特殊配方的树脂还可在110℃以上的温度工作。
4)自重轻、强度高,运输安装方便:
采用纤维缠绕生产的夹砂玻璃钢管道,其比重在1.65-2.0,只有钢的1/4,但玻璃钢管的环向拉伸强度为180-300MPa,轴向拉伸强度为60-150MPa,近似合金钢。因此,其比强度(强度/比重)是合金钢的2-3倍,这样它就可以按用户的不同要求,设计成满足各类承受内、外压力要求的管道。对于相同管径的单重,FRP管只有碳素钢管(钢板卷管)的1/2.5,铸铁管的1/3.5,预应力钢筋水泥管的1/8左右,因此运输安装十分方便。玻璃钢管道每节长度12米,比混凝土管可减少三分之二的接头。它的承插连接方式,安装快捷简便,同时降低了吊装费用,提高了安装速度。
5)摩擦阻力小,输送能力高:
监测换热器一、钢管
1)钢管相比于其他传统管材,材质较轻、强度高、韧性好,可以承受较高内压,制造使用灵活,并且能适应复杂或恶劣的地质情况。
2)但钢管在使用过程中存在较大弊端,主要是内外防腐处理麻烦。首先外防腐的问题很关键,其外防腐质量的好坏直接影响其使用寿命。现在国内钢管的外防腐主要为:遮盖型做法,对于钢管均要求为加强型或特加强型外防腐,有部分地区推行阴极保护,对于遮盖型的外防腐办法一般为涂料如石油沥青、环氧煤沥青等,后者在低温时不易固化,而且在现场焊口施工时问题更多,原先曾用过过氯磺化
聚乙烯,由于溶剂太多,易生针孔,抗击穿不合格,部分地区明确不再使用。对于阴极保护其防腐效果比较好,但是由于采用牺牲阳极的办法,在日后运行中必须定期更换阳极,增高了运行费用和工作。再说内壁处理问题,一般采用的方法有三种:防腐涂料、树脂砂浆、水泥砂浆。三种办法都存在两个问题:第一是防腐层与钢管的粘结强度问题,水泥砂浆前面已经说过,对于防腐涂料和树脂砂浆两种方法都要求钢管内表面完全除锈才能施工,但这一点很难做到完好。因此锈点部分就造成了日后分层剥离的起源,形成腐蚀和结垢;第二是钢管绝大多数都是现场对焊施工,在焊完后进行防腐,只能是人工进行,质量不易控制。而且,对于直径较小的管,由于人员无法进去施工,就不再防腐了,也造成了日后焊缝破坏的隐患。根据几次钢管的爆管事故分析,主要是焊缝质量不高或焊
缝腐蚀造成的。
3)整体造价较高。
4)水力性能差、能耗高。钢管的管内糙率系数在0.013-0.014之间,这样对于同样输水量,同等管径的管线,其沿程阻力就高,需要增大泵的扬程,增大初期投资,同时运行费用因耗电量大,也大幅度增大。
5)管道存在对水锤作用承载能力差的缺陷。
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玻璃钢管内壁非常光滑,糙率和摩阻力很小。糙率系数为0.0084,而混凝土管的n 值为0.014,铸铁管为0.013,因此,玻璃钢管能显著减少沿程的流体压力损失,提高输送能力。因此,可带来显著的经济效益:
①在输送能力相同时,工程可选用内径较小的玻璃钢管道,从而降低一次性的工程投入;
②采用同等内径的管道,玻璃钢管道可比其他材质管道减少压头损失,节省泵送费用。
③可缩短泵送时间,减少长期运行费用。6)电、热绝缘性好:
玻璃钢是非导体,管道的电绝缘性特优,绝缘电阻在1012-1015Ω.cm ,最适应使用于输电、电信线路密集区和多雷区;玻璃钢的传热系数很小,只有0.2~0.45,是钢的5‰,管道的保温性能优异。
7)耐磨性好:
把含有大量泥浆、沙石的水,装入管子中进行旋转磨损影响对比试验。经300万次旋转后,检测管内
壁的磨损深度如下:用焦油和瓷釉涂层的钢管为0.53mm ,用环氧树脂和焦油涂层的钢管为0.52mm ,经表面硬化处理的钢管为0.48mm ,玻璃钢管为0.21mm 。由此可以说明其相当耐磨。
8)维护费用低:
玻璃钢管由于上述的耐腐、耐磨和抗冻和抗污等性能,因此工程不需要进行防锈、防污、绝缘、保温等措施和检修。对地埋管无需作阴极保护,可节约工程维护费用70%以上。
9)适应性强:
玻璃钢管可根据用户的各种特定要求,诸如不同的流量、不同的压力、不同的埋深和载荷情况,设计制造成不同压力等级和刚度等级的管道。
10)工程寿命长,安全可靠。
据实验室的模拟试验表明:玻璃钢管道寿命可长达50年以上。
11)工程综合效益好:
综合效益是指由建设投资、安装维修费用、使用寿命、节能等多种因素形成的长期性效益,玻璃钢管
道的综合效益是可取的,特别是管径越大,其成本越低。当进一步考虑埋入地下的管道可使用好几代,又无需年年检修,更可以发挥它优越的综合效益。果树防虫网
二、球墨铸铁管
1) 抗拉强度高,是一般灰铸铁管的3倍;韧性好,延伸率高,为5-15%。
2) 耐冲击、耐震动、耐腐蚀,比钢管好。3) 造价较高,只比钢管略低。
4) 其耐腐蚀虽比钢管要好,但是其管壁薄,埋设在土壤中受蚀穿孔的速度比灰铸铁管快得多,若外防腐作得不够 ,几乎在5-8年内就发生腐蚀穿孔,而管材在腐蚀土壤中的受腐蚀速度达0.5-1.5mm/a , 因此球墨管的外腐蚀一定要按要求做好,而这点在生产、施工、安装中不易保证,造成事故隐患。
5) 其内衬一般为水泥砂浆涂敷,水泥砂浆衬里在某些情况下会对水质产生不利影响,试验表明如砂浆受到能溶解石灰的水侵蚀会导致砂浆流失、砂浆受损、水被碱化、PH 值升高、增加氯耗、水消毒的效果受到影响等。而且由于水泥与铸铁性能差异较大,在外冲击、内压、温度变化等条件下,水泥砂浆衬里更易裂纹,导致水分渗入,甚至剥落,造成水阻增大,影响水质。
6) 水力性能差、能耗高。球墨铸铁管的管内糙率系数在0.013-0.014之间,这样对于同样输水量,同等管径的管线,其沿程阻力就高,需要增大泵的扬程,增大初期投资,同时运行费用因耗电量大,也大
幅度增大。
7) 管道存在对水锤作用承载能力差,极易引起重大事故。

本文发布于:2024-09-25 07:17:41,感谢您对本站的认可!

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