关于玻璃钢夹砂管道在供水工程的应用csie
关于玻璃璃钢夹砂砂管道在在供水工工程的应应用产品简介介1、夹砂砂玻璃钢钢管道的的发展纤维缠绕绕玻璃钢钢管(以以下简称称FRPP管),诞诞生于119488年,119500年第一一根聚酯酯FRPP管用于于石油工工业,并并逐步用用于化学学工业和和军用工工业119544年,FFRP管管实现商商品化生生产,从从此诞生生了FRRP管道道工业五十年代代是FRRP管的的幼年时时期,这这个时期期的特点点是应用用领域相相继拓宽宽,化学学、石油油及各个个工业领领域都在在试验应应用FRRP管道道,应用用的结果果证明,FFRP管管道的耐耐腐蚀性性能比传传统材料料好得多多,轻质质高强、安安装维修修费用低低、使用用寿命长长,运行行周期内内的总成成本也比比传统材材料低,显显示出了了一系列列的突出出优点,从从而为FFRP管管道工业业的发展展打下了了良好的的基础 七十年年代,美美国给水水工程协协会颁布布了玻璃璃钢管标标准AWWWA C9550,从从而FRRP管道道工业进进入工业业化大规规模生产产阶段,产产业基本本形成,其其后该标标准经过过了多次次修订和和补充,最最新的995年版版被认为为是世界界 上最权权威的玻玻璃钢管管标准,得得到广泛泛认同和和采用。
八八十年代代,FRRP管道道已经是是通用的的FRPP制品其其中以FFRP管管为主的的防腐市市场仅次次于汽车车工业和和建筑,位位列第三三FRRP管的的生产和和应用已已完全成成熟纤维缠绕绕夹砂玻玻璃钢管管诞生于于七十年年代,夹夹砂管的的出现,是是对玻璃璃钢管大大规模推推广应用用的一大大促进纯纯纤维缠缠绕玻璃璃钢管的的优点是是比重小小、强度度高、耐耐腐蚀性性能优良良但其其应用于于工程中中时,常常表现为为壁厚薄薄、强度度富裕量量大、刚刚度低、造造价高,从从而在很很多领域域的应用用受到了了限制夹夹砂玻璃璃钢管是是在纯玻玻璃钢管管的中间间,引入入树脂砂砂浆层,形形成新的的层合结结构体,从从而在保保留原玻玻璃钢管管道所有有优点的的基础上上,既提提高了刚刚度,又又降低了了工程造造价在在低内压压高外压压的FRRP管工工程实例例中,外外压作用用下的管管壁中心心附近区区域的正正压力很很小,由由树脂砂砂浆层承承担,而而高的应应力区则则由位于于管壁两两侧的纯纯纤维缠缠绕区承承担充充分体现现了复合合材料的的可设计计性和物物尽其能能的特点点因此此在全世世界范围围内得到到了迅速速发展,现现在在大大口径FFRP管管道中绝绝大多数数为该种种结构工工艺。
2、玻璃璃钢管道道的构造造在玻璃钢钢中,拉拉伸强度度很高的的玻璃纤纤维起着着增强作作用,而而耐压耐耐磨性较较强的合合成树脂脂则作为为基体材材料粘结结纤维,使使其起共共同的成成型和承承载作用用玻璃钢管管道的管管壁结构构,通常常由两部部分组成成:结构层―――由按按设计缠缠绕角交交叉缠绕绕的连续续玻璃纤纤维粗纱纱作为增增强骨架架,以邻邻苯型或或间苯型型不饱和和聚酯树树脂作为为粘结基基体其其中,玻玻璃纤维维的重量量约占665-770%,树树脂的重重量约占占30--35%%为加强结构构刚度,在在玻璃纤纤维缠绕绕层中间间,可以以增加树树脂砂浆浆层内衬层―――为防防腐防渗渗层,由由两部分分组成1) 内表表面层―――是跟跟介质接接触的最最内层,为为耐蚀和和第一道道防渗层层,树脂脂含量在在90%%左右2) 次内内层―――由短切切纤维织织物增强强,耐蚀蚀树脂组组成,含含胶量可可达700%以上上,约22mm左左右,是是防止介介质渗透透的第二二道屏障障 玻璃璃钢管的的连接,一一般采用用承插式式或法兰兰对接,以以优质橡橡胶密封封圈作止止水防漏漏3、纤维维缠绕夹夹砂玻璃璃钢管的的优点与其他材材质的管管道比较较,玻璃璃钢管道道具有以以下一些些显著的的优点::1)耐腐腐蚀性好好,对水水质无影影响:玻璃钢管管道能抵抵抗酸、碱碱、盐、海海水、未未经处理理的污水水、腐蚀蚀性土壤壤或地下下水及众众多化学学流体的的侵蚀。
比比传统管管材的使使用寿命命长,其其设计使使用寿命命一般为为50年年以上对夹砂玻玻璃钢管管道而言言,更多多的是在在市政、城城市输配配管网方方面的应应用,由由于其具具有无毒毒、无锈锈、无味味、对水水质无二二次污染染、无需需防腐、使使用寿命命大大延延长、安安装简便便等优点点,因此此,受到到了给排排水行业业的欢迎迎2)防污污抗蛀:: 不饱和和聚酯树树脂的表表面洁净净光滑,不不会被海海洋或污污水中的的甲贝、菌菌类等微微生物玷玷污蛀附附,以致致增大糙糙率,减减少过水水断面,增增加维护护费用玻玻璃钢管管道无这这些污染染,长期期使用洁洁净如初初3)耐热热性、抗抗冻性好好:在-300℃状态下下,仍具具有良好好的韧性性和极高高的强度度,可在在-500℃-80℃的范围围内长期期使用,采采用特殊殊配方的的树脂还还可在1110℃℃以上的的温度工工作4)自重重轻、强强度高,运运输安装装方便::采用纤维维缠绕生生产的夹夹砂玻璃璃钢管道道,其比比重在11.655-2..0,只只有钢的的1/44,但玻玻璃钢管管的环向向拉伸强强度为1180--3000MPaa,轴向向拉伸强强度为660-1150MMPa,近近似合金金钢。
因因此,其其比强度度(强度度/比重重)是合合金钢的的2-33倍,这这样它就就可以按按用户的的不同要要求,设设计成满满足各类类承受内内、外压压力要求求的管道道对于于相同管管径的单单重,FFRP管管只有碳碳素钢管管(钢板板卷管)的的1/22.5,铸铸铁管的的1/33.5,预预应力钢钢筋水泥泥管的11/8左左右,因因此运输输安装十十分方便便玻璃璃钢管道道每节长长度122米,比比混凝土土管可减减少三分分之二的的接头它它的承插插连接方方式,安安装快捷捷简便,同同时降低低了吊装装费用,提提高了安安装速度度5)摩擦擦阻力小小,输送送能力高高:玻璃钢管管内壁非非常光滑滑,糙率率和摩阻阻力很小小糙率率系数为为0.000844,而混混凝土管管的n值值为0..0144,铸铁铁管为00.0113,因因此,玻玻璃钢管管能显著著减少沿沿程的流流体压力力损失,提提高输送送能力因因此,可可带来显显著的经经济效益益:①在输送送能力相相同时,工工程可选选用内径径较小的的玻璃钢钢管道,从从而降低低一次性性的工程程投入;;②采用同同等内径径的管道道,玻璃璃钢管道道可比其其他材质质管道减减少压头头损失,节节省泵送送费用③可缩短短泵送时时间,减减少长期期运行费费用。
6)电、热热绝缘性性好:玻璃钢是是非导体体,管道道的电绝绝缘性特特优,绝绝缘电阻阻在10012--10115Ω.cmm,最适适应使用用于输电电、电信信线路密密集区和和多雷区区;玻璃璃钢的传传热系数数很小,只只有0..23,是是钢的55‰,管道道的保温温性能优优异7)耐磨磨性好::把含有大大量泥浆浆、沙石石的水,装装入管子子中进行行旋转磨磨损影响响对比试试验经经3000万次旋旋转后,检检测管内内壁的磨磨损深度度如下::用焦油油和瓷釉釉涂层的的钢管为为0.553mmm,用环环氧树脂脂和焦油油涂层的的钢管为为0.552mmm,经表表面硬化化处理的的钢管为为0.448mmm,玻璃璃钢管为为0.221mmm由此此可以说说明其相相当耐磨磨8)维护护费用低低:玻璃钢管管由于上上述的耐耐腐、耐耐磨和抗抗冻和抗抗污等性性能,因因此工程程不需要要进行防防锈、防防污、绝绝缘、保保温等措措施和检检修对对地埋管管无需作作阴极保保护,可可节约工工程维护护费用770%以以上9)适应应性强::玻璃钢管管可根据据用户的的各种特特定要求求,诸如如不同的的流量、不不同的压压力、不不同的埋埋深和载载荷情况况,设计计制造成成不同压压力等级级和刚度度等级的的管道。
10)工工程寿命命长,安安全可靠靠据实验室室的模拟拟试验表表明:玻玻璃钢管管道寿命命可长达达50年年以上11)工工程综合合效益好好: 综合效效益是指指由建设设投资、安安装维修修费用、使使用寿命命、节能能节钢等等多种因因素形成成的长期期性,玻玻璃钢管管道的综综合效益益是可取取的,特特别是管管径越大大,其成成本越低低当进进一步考考虑埋入入地下的的管道可可使用好好几代,又又无需年年年检修修,更可可以发挥挥它优越越的综合合效益三、供水水工程常常用传统统管材的的技术分分析现中国常常采用的的传统管管材主要要有:①①、连续续灰铸铁铁管;②②、自应应力钢筋筋混凝土土管;③③、预应应力钢筋筋混凝土土管;④④、铸态态球墨铁铁管;⑤⑤、球墨墨铸铁管管;⑥、钢管管1. 连连续灰铸铸铁管 这6种种管材中中,连续续灰铸铁铁管曾在在解放初初期到880年代代初,在在我国大大量应用用,据国国外资料料报道,连连续浇铸铸铸铁管管工艺在在50年年代首先先在西德德试验成成功,然然而多年年来世界界各国对对这项工工艺的技技术资料料介绍甚甚少,甚甚至西德德国内的的生产最最终还是是采用离离心浇铸铸工艺,这这说明该该项工艺艺应用于于生产有有其固有有的缺点点,但由由于连续续铸铁工工艺的工工装设备备简单、投投资较少少、上马马较快,其其生产率率比当时时落后的的泥型半半硬横立立浇工艺艺或砂型型横浇工工艺要高高,为了了适应当当时工农农业建设设发展,需需要大量量管道,因因此我国国从600年代起起相继在在各地采采用连续续铁管工工艺生产产铸铁管管,一直直延续至至今,用用该工艺艺生产铸铸铁管确确实具有有工艺简简单、生生产速度度快、产产量高的的优势,可可惜的是是该工艺艺先天不不足,生生产出来来的管道道,常在在新排管管试压和和投产运运行后发发生爆管管、断裂裂。
700年代初初,此类类爆管在在我国各各地水司司屡有发发生,开开始引起起同行警警觉,到到80年年代爆管管的情况况加剧,不不仅影响响正常供供水服务务,有时时还造成成灾难性性后果,经经济损失失和社会会影响甚甚大例例如:①①、北京京市自来来水公司司于19974--19775年间间,铺设设的上海海铸管厂厂的DNN12000连续续灰铸铁铁管,由由于施工工和试压压过程中中发生多多次爆管管,达不不到设计计和使用用标准全全线拆除除,损失失巨大;;②、天津津市自来来水公司司19887年在在黑牛城城道的ΦΦ12000连续续灰铸铁铁管一次次爆管,淹淹没农田田就赔偿偿30万万元,后后曾发生生过多次次爆管,被被迫改换换钢管;;③、上海海四平路路的Φ15000灰铸铸铁管,119777年投产产通水后后,在119822年、119855年、119866年三年年内连续续三次发发生特大大爆管,共共有16643户户居民进进水受淹淹,一批批工厂停停产,马马路积水水及膝,交交通中断断,直接接经济损损失近8800万万元;④④、山东东维坊自自来公司司1条ΦΦ8000铸铁管管线,全全长8..3kmm,通过过加压泵泵站打到到高地,在在19886年工工程投产产后两年年多时间间中,先先后爆管管28次次,每次次都冲毁毁大片农农田,而而且每次次爆管全全市停水水2天,损损失巨大大。
以上资料料仅是过过去资料料中反映映出来的的一部分分,其实实不少城城市,灰灰铸铁管管爆破事事例都有有一本帐帐,后经经多次事事故的分分析,认认为与该该管的工工艺有关关,因为为这种工工艺在生生产过程程中,不不可避免免地在管管外壁产产生过冷冷区,使使这个部部位的材材质变脆脆,强度度较别处处低,又又由于工工艺的性性质,整整个管体体组织比比较疏松松,易生生气孔,这这都是该该工艺的的固有缺缺点,因因此我国国在800年代中中、后期期已很少少用灰铸铸铁管,而而使用预预应力钢钢筋混凝凝土管或或自应力力混凝土土管(注注:直径径≤2000的灰铸铸铁管道道可以, 但要全全部采用用柔性接接口)2.自应应力钢筋筋混凝土土管,国国内应用用较少,主主要是由由于其存存在后期期膨胀问问题,易易引起管管壁材质质变疏松松,与其其相近的的还有石石棉水泥泥管,因因本身材材质不耐耐碰撞、易易于损坏坏、抗震震性极差差,已被被淘汰3.预应应力钢筋筋混凝土土管,预预应力水水泥管的的优点是是节约金金属,在在正常土土质下无无需内外外防腐,价价格便宜宜,而且且是柔性性接口从从营口、唐唐山等地地震的调调查资料料表明::金属管管损坏严严重,而而预应力力钢筋混混凝土管管反而损损坏最少少。
但其其缺点也也是明显显的,笨笨重,搬搬运损坏坏率高,缺缺乏配套套管件,另另外还有有几点问问题也日日益在应应用过程程中显现现出来①、预应应力钢筋筋混凝土土管道通通常作为为耐腐蚀蚀管道使使用,但但国内使使用情况况表明,在在腐蚀性性地带如如盐碱地地带、海海滨地区区或部分分非强腐腐蚀地区区,因环环筋锈蚀蚀发生了了爆管事事故,例例如包头头市铺设设的DNN14000预应应力钢筋筋泥凝土土管,由由于长期期浸泡在在腐蚀性性的沟槽槽中,两两年后环环筋锈蚀蚀,断裂裂造成全全线报废废;山西西省一输输水管线线19776年施施工的DDN9000预应应力钢筋筋混凝土土管,119788年试通通水,至至19882年就就爆裂117次;;山东一一条DNN10000的预预应力钢钢筋混凝凝土管于于19881铺设设后,因因钢筋断断裂严重重而报废废;19984年年北京市市自来水水公司水水源八厂厂在1000m距距离内曾曾发生过过两次爆爆管;锦锦州市自自来水公公司在119877年5月月新建百百股泵站站试车时时,由于于泵站向向水池送送水,地地形高差差23mm,管道道为Φ8000预应力力钢筋混混凝土管管,管线线长度为为5.223Kmm,泵站站出口压压力0..31MMpa,一一台水泵泵单机运运行,为为倒换机机组,停停泵后开开启另一一台,造造成爆管管,管身身的环向向钢筋均均断裂,出出现了一一个长770cmm宽30ccm的洞洞。
另外外国外的的情况也也同样,他他们认为为在管材材埋在氯氯离子含含量超过过5000ppmm时就极极易发生生事故::在19946年年法国在在北非铺铺设了一一条预应应力钢筋筋混凝土土管,多多次发生生环向钢钢筋锈蚀蚀事故;;阿根廷廷的Coonoddoroo预应力力钢筋混混凝土管管,铺设设于19962--19664,由由于土壤壤的腐蚀蚀,19968年年因钢筋筋锈蚀而而管道破破裂,分分析其产产生原因因,主要要有,第第一:由由于水泥泥浆保护护层是后后期喷涂涂施工,与与预制的的芯管结结合不好好,往往往为外水水或湿气气渗入,使使预应力力钢筋氧氧化锈蚀蚀,导致致破断事事故;第第二:是是水泥砂砂浆与钢钢筋的粘粘接界面面处理不不合理由由于水泥泥的吸水水性,在在水分进进入管内内时,极极易破坏坏该界面面并锈蚀蚀钢筋,同同时由于于其是脆脆性材料料,易引引起突发发事故② 、水力力性能差差、能耗耗高预预应力钢钢筋混凝凝土管的的管内糙糙率系数在几种种管材中中是最高高的,其其n=00.0113-00.0114,这这样对于于同样输输水量,同同等管径径的管线线,其沿沿程阻力力就高,需需要增大大泵的扬扬程,增增大初期期投资,同同时运行行费用因因耗电量量大,也也大幅度度增大,而而且从其其工艺分分析其芯芯管大都都采用离离心法成成型,混混凝土的的水灰比比较大,在在离心力力的作用用下,粗粗骨料偏偏靠管的的外壁,而而管内壁壁则由于于细骨料料和水分分的析出出,其强强度和耐耐腐性较较差,当当管内受受水流长长期冲刷刷和浸泡泡后,内内壁可能能发生磨磨损和剥剥蚀,糙糙率增大大,增大大了水头头损失。
③、水泥泥砂浆衬衬里在某某些情况况下会对对水质产产生不利利影响,试试验表明明如砂浆浆受到能能溶解石石灰的水水侵蚀会会导致砂砂浆流失失、砂浆浆受损、水水被碱化化、PHH值升高高、增加加氯耗、水水消毒的的效果受受到影响响等④、管件件不配套套,管件件通常选选用铸铁铁管件,两两者的承承压能力力、使用用寿命、耐耐蚀状况况不一样样,因此此埋下事事故隐患患例如如:广州州市自来来水公司司的一次次爆管,在在19990年99月100日早66时许,该该市的环环市东路路花园酒酒店门口口车行道道下,DDN8000mmm管突然然爆裂,该该管为预预应力钢钢筋混凝凝土管,该该处正常常压力为为0.33MPaa左右,爆爆管时水水柱升天天约100m高顿顿时马路路淌水,水水深约00.5mm左右,造造成交通通严重阻阻塞,最最后检查查发现是是为铸铁铁三通发发生爆裂裂造成4.球墨墨铸铁管管和铸态态球墨铸铸铁管球墨铸铁铁管和铸铸态球墨墨铸铁管管都是将将铸铁球球化处理理后离心心浇铸而而成,只只是在工工艺制造造上前者者经过退退火处理理,而后后者不经经过退火火处理..铸态球墨墨铸铁管管的性能能比一般般灰铸管管高一些些,但质质量与球球墨铸铁铁管还是是相差不不少,只只是一个个过渡产产品,随随着球墨墨铸铁管管产量的的增长,规规格不断断全面,人人们的质质量意识识不断提提高,其其已被逐逐渐淘汰汰。
球墨墨铸铁管管的优点点是明显显的1) 抗拉强强度高,是是一般灰灰铸铁管管的3倍倍(2) 韧性好好,延伸伸率高,为为5-115%,而而一般灰灰铸铁管管为0(3) 工作压压力可22.455MPaa,而一一般灰铸铸铁为00.744MPaa;(4) 耐冲击击、耐震震动、耐耐腐蚀,比比钢管好好但其也有有自身的的缺陷,其其一是造造价较高高,只比比钢管略略低此此外:①①其耐腐腐蚀虽比比钢管要要好,但但是其管管壁薄,埋埋设在土土壤中受受蚀穿孔孔的速度度比灰铸铸铁管快快得多,若若外防腐腐作得不不够,几几乎在55-8年年内就发发生腐蚀蚀穿孔,而而管材在在腐蚀土土壤中的的受腐蚀蚀速度达达0.55-1..5mmm/a, 因因此球墨墨管的外外腐蚀一一定要按按要求做做好,而而这点在在生产、施施工、安安装中不不易保证证,造成成事故隐隐患②②其内衬衬一般为为水泥砂砂浆涂敷敷,与前前面分析析的预应应力筋混混凝土一一样对水水质有影影响,而而且由于于水泥与与铸铁性性能差异异较大,在在外冲击击、内压压、温度度变化等等条件下下,水泥泥砂浆衬衬里更易易裂纹,导导致水分分渗入,甚甚至剥落落,造成成水阻增增大,影影响水质质。
5.钢管管 钢管由由于其材材质较轻轻、强度度高、韧韧性好、可可以承受受较高内内压、制制造使用用灵活,并并且能适适应复杂杂或恶劣劣的地质质情况,因因此在我我国也得得到了很很大的应应用,但但由于其其内外防防腐处理理麻烦,整整体造价价高,根根据当前前国情和和为了节节约金属属,应在在特殊需需要处或或其它管管材难以以替代时时,采用用钢管,钢钢管在应应用时的的主要技技术问题题是外防防腐和内内壁处理理问题首首先外防防腐的问问题很关关键,其其外防腐腐质量的的好坏直直接影响响其使用用寿命现现在国内内钢管的的外防腐腐主要为为:遮盖盖型做法法,对于于钢管均均要求为为加强型型或特加加强型外外防腐,有有部分地地区推行行阴极保保护,对对于遮盖盖型的外外防腐办办法一般般为涂料料如石油油沥青、环环氧煤沥沥青等,后后者在低低温时不不易固化化,而且且在现场场焊口施施工时问问题更多多,原先先曾用过过过氯磺磺化聚乙乙烯,由由于溶剂剂太多,易易生针孔孔,抗击击穿不合合格,部部分地区区明确不不再使用用对于于阴极保保护其防防腐效果果比较好好,但是是由于采采用牺牲牲阳极的的办法,在在日后运运行中必必须定期期更换阳阳极,增增高了运运行费用用和工作作。
再说说内壁处处理问题题,一般般采用的的方法有有三种::防腐涂涂料、树树脂砂浆浆、水泥泥砂浆三三种办法法都存在在两个问问题:第第一是防防腐层与与钢管的的粘结强强度问题题,水泥泥砂浆前前面已经经说过,对对于防腐腐涂料和和树脂砂砂浆两种种方法都都要求钢钢管内表表面完全全除锈才才能施工工,但这这一点很很难做到到完好因因此锈点点部分就就造成了了日后分分层剥离离的起源源,形成成腐蚀和和结垢;;第二是是钢管绝绝大多数数都是现现场对焊焊施工,在在焊完后后进行防防腐,只只能是人人工进行行,质量量不易控控制而而且,对对于直径径较小的的管,由由于人员员无法进进去施工工,就不不再防腐腐了,也也造成了了日后焊焊缝破坏坏的隐患患根据据几次钢钢管的爆爆管事故故分析,主主要是焊焊缝质量量不高或或焊缝腐腐蚀造成成的 此外,所所有的传传统管道道都存在在对水锤锤作用承承载能力力差,极极易引起起重大事事故,水水锤的引引起原因因是多方方面的,比比如:排排气阀设设置不当当或失灵灵,在突突然停电电或机泵泵开停时时,以及及阀门的的快速关关闭,都都会引起起水锤作作用,即即内压的的突然增增高,其其增高的的比例与与管材的的环向拉拉伸模量量和壁厚厚与直径径的比例例有关,由由于传统统管材不不是环向向拉伸模模量过高高,就是是壁厚太太厚,或或者两者者兼而有有之,造造成水锤锤引起的的压力增增高相当当大,而而管材的的自身承承载力不不够(其其安全系系数只有有1.22-5,不不同管不不一样)造造成破坏坏。
玻玻璃钢管管材作为为一种新新兴材料料,在发发明初期期就考虑虑到了传传统管材材的主要要缺陷,在在日后不不断完善善中已全全部避免免了传统统管材的的缺点,比比如:1) 腐腐蚀问题题: 由于玻玻璃钢管管道为高高性能的的树脂和和高强纤纤维的复复合材料料,其可可耐大部部分酸、碱碱、盐的的腐蚀,故故对于水水或者土土壤的腐腐蚀,不不会对其其产生任任何影响响2) 对水质质的影响响 在给给水管线线中,玻玻璃钢管管道采用用的内衬衬树脂为为高韧性性食品级级树脂,通通过国家家卫生部部及地方方防疫部部门的检检测,满满足国家家饮用水水要求,而而且,该该产品在在电子行行业的电电子用纯纯水系统统和食品品酿造行行业的大大量使用用也证明明其对水水质无任任何不良良影响,同同时,中中国科学学院生态态环境研研究中心心和北京京市卫生生防疫站站联合做做的试验验表明,在在通过对对不同材材质的水水箱储水水进行物物理、化化学、有有机物检检测对比比后,玻玻璃钢材材质对水水的影响响最小,几几乎微不不可测,只只有通过过先进的的气相色色谱-质质谱联用用(GCC-MSS)和电电喷雾质质谱(EESIMMS)等等技术才才可以测测出(当当时比较较的其它它材质有有:搪瓷瓷钢板、不不锈钢板板、镀锌锌钢板等等)。
3) 水力特特性:由于玻璃璃钢管为为内芯模模成型,内内表面极极为光滑滑,通过过中国水水利水电电科学研研究院水水力学研研究所的的测定,该该种管道道的糙率率系数只只有0..00884,同同时,由由于其内内壁光滑滑,且有有优异的的抗蚀性性能,不不会产生生水垢和和微生物物的滋生生,有效效保证水水质,保保持水阻阻的稳定定而且且钢管一一般为00.0112,水水泥管或或水泥砂砂浆衬里里管一般般为0..0144左右,而而且传统统管材还还存在日日后水阻阻增大和和表面结结垢的现现象4) 强度高高,有效效适应压压力的变变化 玻璃钢钢管的极极限强度度通过合合理设计计可达3300MMPa,超超过了碳碳钢的强强度,而而且其设设计安全全系数大大于6,故故根据前前面所讲讲的一则则玻璃钢钢本身的的模量低低,壁厚厚与直径径比小,其其引起的的水锤压压力小;;二则管管材的安安全系数数高,故故在压力力有一定定的波动动或运行行中产生生水锤作作用时管管材也不不会破坏坏5) 使用寿寿命长由于其耐耐腐蚀、强强度高、安安全系数数大,其其设计寿寿命为550年以以上四、玻璃璃钢夹砂砂管道经经济分析析:选择工程程用的管管材不仅仅要求考考虑技术术、质量量的可靠靠性、先先进性,还要考虑虑其经济济性。
对对于经济济性的问问题,由由于我们们国家的的经济现现状、资资金状况况比较紧紧张,所所以有部部分地区区或部门门只考虑虑管材施施工的一一次性投投资,但但是也有有不少地地区或部部门则有有长远地地考虑,他他们在投投资决策策时,还还考虑到到了寿命命周期内内管线的的运行维维护费用用这一一点正是是符合我我国的“可持续续发展”的基本本国策,也也正是水水利部和和中冠公公司举办办这次会会议的基基本想法法前期期国家经经济发展展中的“先污染染,后治治理”的现象象,正是是由于当当时缺乏乏了长期期考虑发发展的原原因下面就以以DN6600的的管为例例,以管管材中价价格最低低的预应应力钢筋筋混凝土管管与玻璃璃钢加砂砂管进行行比较,(钢钢管、球球墨铸铁铁管的价价格一般般比玻璃璃钢夹砂砂管要高高,而自自应力钢钢筋混凝凝土管、石石棉水泥泥管、连连续灰铸铸铁管基基本上已已在压力力输送管管线中淘淘汰) 取输水水量为33万吨//天,即即:3000000/(224X336000)=00.3447m33/s 设管顶顶埋深11.2mm,压力力0.66MPaa,FRRP管为为25000刚度度1. 管材综综合造价价:管材材综合造造价即一一次性投投资,管管材价格格与安装装施工费用等等组成。
预预应力管管材价格格是根据据我们所所调查最最低价格格为计算算依据,安安装费用用为参照照全国工工程预算算定额制制作(河河北)管径管材管材价格格安装费用用管道综合合造价 元/mmф6000PCP30047.884347..84ф6000RPMPP45037.884487..84ф5000RPMPP33030.999360..99注:1)).PCCP代表表预应力力钢筋混混凝土管管,RPPMP代代表玻璃璃钢夹砂砂管; 22).安安装费用用包括布布管(PPCP管管未计入入)、承承插安装装、系统统水压试试验、管管道清洗洗消毒等等; 33).玻玻璃钢管管的取费费是参照照球墨铸铸铁管的的标准计计算的2.管线线运行费费用 管管线运行行费用即即输送介介质时为为克服摩摩擦阻力力及静水水头所需需的泵动动力与管管线的维维护费用用之和,根根据前面面的技术术分析,由由于RPPMP管管比预应应力钢筋筋混凝土土管的安安全度高高许多,(无无论强度度还是耐耐腐蚀)RRPMPP管应比比PCPP管的维维护费用用少,但但因为国国内没有有统一标标准计算算,暂在在此不与与计算,假假定两者者维护费费用相同同,只计计算泵动动力费用用。
水头损损失按曼曼宁公式式计算VV=1//n×R2/33×S1/22 n-糙糙率系数数 R-水水力半径径 对满满流管RR=D//4 S-水水力强度度 S=HHL/LL HL--水头损损失 L-管管线长度度 经过公公式转换换:HLL=100.2994×(q2×n2)/DD5.333 年动力力费用计计算公式式: PPy=((9.88×G×F×HL×t/EE)Pcc其中:GG:介质质比重 F::流量 tt:年运运行时间间 EE:泵效效率 Pc::动力价价格,本本文取00.522元/千千瓦时;;寿命期动动力费用用现值计计算公式式为:AA=Pyy×[1--(1--i)NN]/ii其中:PPy:年年动力费费用 ii:损失失收益率率 NN:设计计寿命,虽虽然RPPMP的的寿命大大于PCCP管,但但本比较较方案按按统一寿寿命400年计,另另外由于于RPMMP管内内壁光滑滑,沿程程阻力小小,可以以在不改改变泵的的杨程的的前提下下缩小管管径:以以DN6600为为例,保保持HLL不变 则: D玻==(n玻玻/n水)2/55.333×D水=(00.00084//0.0014))2/55.333×6000=4995mmm=5000mm下面为管管线运行行费用比比较表不同管材材克服水水头损失失所需动动力比较较项目名称称:XXXXX工工程工程性质质:输水水管线管材类型型:PCCP和RRPMPP输入单位RPMPPRPMPPPCP管径Dmm500600600管线长度度LKm1.01.01.0流量FM3/日日300000300000300000介质比重重GKg/mm3100001000010000泵效率EE%707070动力价格格PC元/千瓦瓦时0.5220.5220.522设计寿命命N年404040投资收益益率i10%10%10%曼宁糙率率系数nn0.000840.000840.0114输出沿程水头头损失HHLM3.5221.3333.7所需功率率HP千瓦17.116.46618年动力消消耗W千瓦时//年14977965659901576680年动力费费用 PPy元/年778994294227819994寿命期动动力费用用现值AA万元76.772628.998680.7764管材寿命命周期总总投资::以上两两项之和和即得到到寿命周周期总投投资额::管材寿命命周期总总投资额额比较表表(1kkm)管材GRPGRPPCP直径(mmm)500600600寿命(年年)404040年泵动力力费用((元)778994294227819994全期动力力费用现现值(万万元)76.772628.998680.7764管材安全全造价((万元))36.009948.778434.7784寿命期总总投资现现值(万万元)112..825577.777115..5488由于在以以上计算算中对寿寿命差异异、维护护费用等等未作考考虑,实实际工程程中RPPMP管管的经济济性要比比PCPP管好得得多五、玻璃璃钢夹砂砂管道的的应用玻璃钢夹夹砂管道道由于其其自身的的优点,广广泛应用用在市政政给排水水、电厂厂补给水水或循环环水、污污水处理理、石油油化工工工业等许许多方面面。
从国外的的应用来来看,尤尤其是一一些发达达的西方方国家,如如西欧、美美国,玻玻璃钢管管道已在在相当大大的领域域取代了了传统管管材,如如在美国国,19984年年统计在在管道系系统中的的应用已已达155万公里里,其中中较大口口径的管管道大都都采用玻玻璃钢夹夹砂管,中中意公司司的合资资外方意意大利SSarpplasst集团团,截止止到19992年年在世界界各地就就施工了了14000多公公里从国内的的应用来来看,玻玻璃钢夹夹砂管道道的应用用也呈大大幅度上上涨趋势势,据不不完全统统计,全全国使用用的Φ4000以上玻玻璃钢夹夹砂管道道已近千千公里,做做为全国国玻璃钢钢工业的的龙头企企业-中中意公司司,则从从94年年起就已已作了近近3000公里的的管道,直直径从ΦΦ4000-Φ14000(详详见附表表)今年年预计可可达1000公里里以上,而而且已被被国家建建设部列列为重点点推广使使用项目目六、玻璃璃钢夹砂砂管道订订货及施施工办法法1、 玻璃璃钢夹砂砂管道的的订货须须知: 一般般来说,玻玻璃钢夹夹砂管道道规格的的选择由由使用单单位根据据工程的的实际勘勘测情况况和设计计情况,提提供数据据给玻璃璃钢管生生产厂家家,由生生产单位位按AWWWA--C9550标准准进行计计算,确确定规格格,所以以使用单单位一般般要提供供如下数数据:业主应向向生产厂厂家提供供如下的的数据:: (11). 管的公公称直径径(依标标准公称称直径选选取) (22). 工作压压力(依依水力学学计算) (33). 波动压压力(考考虑水压压、水锤锤的影响响) (44). 管路两两侧回填填土的土土壤条件件(土壤壤类别、回回填的压压实系数数) (55). 回填土土比重 (66). 最大覆覆盖土深深度和最最小覆盖盖土深度度 (77). 动载荷荷 (88). 设计真真空负压压(考虑虑管路之之中真空空的影响响) (99). 平均使使用温度度和范围围 (110)..地下水水距地表表的深度度 若若有其它它的特殊殊要求,同同时提出出。
除向生生产厂家家提供使使用条件件之外,订订货商还还应当明明确如下下问题::1) 对对于定长长的夹砂砂管道,其其管道的的结构长长度为112米,但但铺设在在管路之之中,由由于采用用的是承承插式连连接,应应当以每每根管的的有效长长度来计计算管道道的使用用量一一般来讲讲,122米定长长管的有有效长度度为111.744米 举例::假定铺铺设直管管段管线线长为110000米,则则需要有有效长度度为111.744米的定定长管数数量为::10000米÷÷11..74米米/根≈85根根2) 为为了配合合用户需需要,对对于非定定长的管管道,厂厂家也可可以生产产,从设设备能力力上说,玻玻璃钢夹夹砂管道道,可生生产任意意长度的的(≤12米米)的管管,但为为了保证证厂家的的生产效效率和充充分发挥挥设备加加工能力力,需征征询厂家家的意见见,一般般来说,厂厂家可以以提供33米、4米、5米、6米的非非定长管管道3) 对对于管路路之中的的管件及及附件,应应给出相相应的简简图,厂厂家生产产的管件件,仅是是依照相相关的标标准进行行结构设设计和制制造,如如弯头的的角度,遵遵从下表表: 弯弯头的角角度 单单位:度度5°7.5°°10°11.225°15°22.552°30°45°60°75°90°非以上标标准角度度的弯头头,应在在定货时时向厂家家特别提提出 。
同时,为为了明确确管件,如如管路之之中的排排气三通通、排水水三通、阀阀门井中中的法兰兰、三通通等,都都是应以以简图的的说明形形式订货货4)一般般来说,当当铺设管管路时,经经常遇到到凑活节节以及由由于管件件的结构构尺寸的的变化,或或临时的的施工开开控,而而造成的的分段施施工,这这时会产产生的管管与管之之间的现现场对接接而且且无论计计划的怎怎样好,要要想完成成管线的的施工,现现场的平平端糊口口是必不不可少的的,究于于此点,购购货方应应向生产产厂明确确提出关关于平端端糊口的的问题以以便取得得生产厂厂专业人人员的帮帮助2. 施工办办法: 玻璃钢钢管道的的施工安安装与传传统管材材的施工工安装大大同小异异,主要要区别为为以下两两点:(1)承承插连接接(带打打压嘴) 中意意公司的的玻璃钢钢夹砂管管道采用用承插双双“O”型胶圈圈密封,(带带打压嘴嘴),承承口和插插口与管管子做为为一体,该该种连接接方法能能使安装装方便快快捷,保保证质量量,其安安装要点点为:①铺设方方法a. 将将管子置置于管沟沟边上,彻彻底清除除承插口口部位的的砂土及及泥渣等等然后后用手在在承插口口内表面面沿圆周周方向滑滑动,检检查是否否光滑,若若有固化化树脂残残余物,可可用扁铲铲轻轻除除去。
同同时检查查密封槽槽深度是是否一致致,在吊吊装和运运输中是是否有损损坏等b. 在在管沟内内的承插插口连接接处挖一一工作坑坑,以免免承口和和插口接接触砂土土,然后后将管子子下在管管沟内c. 回回填或固固定第一一节管子子并在端端部留出出回填段段,该段段长以满满足下节节管子承承插操作作和检查查为宜将将下一节节管子下下于管沟沟内,两两节管之之间最小小要留330cmm的空间间,以便便于操作作和检查查d. 再再次用布布清理承承口和插插口连接接区域,并并在承口口内部涂涂一层中中性润滑滑剂e. 再再次清理理插口密密封槽取取一个橡橡胶密封封圈检查查其内径径和接头头,并涂涂以中性性润滑脂脂若承承口内部部和密封封的任何何部位缺缺少润滑滑脂都会会影响顺顺利地插插入f. 将将密封圈圈套住密密封槽的的下部,并并用力向向上提,使使其全部部落入密密封槽内内,槽中中的密封封圈不允允许有捻捻用手手沿密封封圈圆周周方向检检查其落落入情况况对于于大口径径管子,再再一次往往密封圈圈上涂润润滑脂。
g. 将将两节管管子的轴轴线找正正找直,并并使插口口慢慢接接近承口口当密密封圈接接触到承承口时,检检查密封封圈和其其它部位位,确保保密封圈圈位置正正确并不不沾有砂砂土等然然后,将将管子慢慢慢插入入当插插入一半半时需需停下来来,检查查密封圈圈的位置置,确保保其位置置正确接接着继续续插入,直直至承口口边缘到到达插口口上的终终止线在在上一节节管子未未被回填填或固定定之前,禁禁止下节节管插入入h. 每每个承插插口连接接完毕后后,必须须随时检检查密封封圈的位位置检检查工具具为一条条钢板条条或其它它金属条条,尺寸寸为长大大于2000mmm,宽155mm,厚厚0.44-0..5mmm该金金属条还还须能在在承口与与插口之之间的缝缝隙内顺顺利插入入将金金属条插插入,并并沿环向向滑动,检检查密封封圈是否否有相同同的深度度,以此此来判断断密封圈圈的位置置是否正正确 若发现现深度不不同或存存在其它它可疑之之处,则则拆开连连接口,检检查密封封圈并更更换之如如果发现现其上留留有任何何永久性性划伤,要要重新检检查连接接区及密密封槽拆开接口口时,切切勿使链链条或钢钢丝绳与与管子直直接接触触。
重新新插入时时,要特特别注意意将两节节管子找找正找直直,插入入后再次次用金属属条检查查② 插管管方法a. 对于直直径特小小的管子子,可由由手动法法直接插插管,对对于中小小直径和和管沟较较深的情情况,用用挖掘机机插管在在承口前前放一块块比管口口稍大些些的厚木木块,挖挖掘机跨跨越管沟沟,用挖挖斗顶住住木板,然然后缓慢慢转动挖挖斗将管管子插入入对于于中等直直径的管管子,可可用挖斗斗顶住厚厚木板,使使挖掘机机慢慢向向前移动动而将管管子插入入该种种操作法法只适用用于链轨轨挖掘机机在任任何情况况下都不不能采用用起臂方方法,这这样会因因速度太太快而导导致质量量问题b. 对于中中等直径径且管沟沟宽而浅浅的情况况,用绳绳子捆住住管子的的两点,挂挂住挖斗斗,通过过挖掘机机沿沟边边向前移移动进行行插管这这里需要要注意挖挖斗要尽尽可能地地接近管管子的正正上方,以以免将管管子提起起造成不不同轴,拉拉管子要要采用尼尼龙绳c. 对于直直径很大大的管子子用手手搬葫芦芦或紧绳绳器插管管用半半圆结构构的卡环环分别卡卡住两节节管子,在在管道两两侧对称称布置两两个手搬搬葫芦或或紧绳器器,在插插管过程程中两侧侧必须同同步操作作,以免免拉偏。
卡卡环与管管子之间间垫橡胶胶板③接口试试压:在在已承插插操作完完毕并检检查后,进进行接口口试压工工作,把把铜制试试压嘴的的密封帽帽拧开,接接上水管管和压力力表,往往其内注注水打压压,打压压一般为为工作压压力的11.5倍倍,然后后保压33-5mmin,若若无压力力降,则则表示接接口安装装合格,泄泄去水压压,拧上上密封帽帽2.管道道回填由于玻璃璃钢管属属柔性管管,其承承力分析析是考虑虑管道于于两侧回回填土联合作用用,形成成管道回回填土的的联合作作用体系系,也即即作用在在管道上上的竖向向载荷,由由管道和和回填土土联合承承担而而且大部部分由回回填土产产生的弹弹性抗力力所平衡衡因此该种种管道的的回填同同钢管的的回填相相似,管管道两侧侧回填要要求夯实,具体体的夯实实程度由由设计部部门根据据管顶竖竖向载荷荷的大小小确定 七、综综述 根据据供水工工程的特特性,作作为给水水管材,基基本上应应具备以以下条件件:1、 能能承受所所需的内内压,能能抵抗压压力波动动而不破破坏;2、 具具备一定定的抗外外载荷能能力;3、 长长期输水水后,内内壁光滑滑,能保保持相当当好的输输水能力力;4、 和和水接触触不产生生有毒物物质;5、 安安装方便便,维修修简单;;6、 耐耐腐蚀,使使用年限限长,综综合造价价低 玻璃钢钢夹砂管管由于自自身的特特点,能能充分满满足以上上要求,是是一种值得广泛泛采用的的管材关于玻璃璃钢夹砂砂管道在在供水工工程的应应用产品简介介1、夹砂砂玻璃钢钢管道的的发展纤维缠绕绕玻璃钢钢管(以以下简称称FRPP管),诞诞生于119488年,119500年第一一根聚酯酯FRPP管用于于石油工工业,并并逐步用用于化学学工业和和军用工工业。
119544年,FFRP管管实现商商品化生生产,从从此诞生生了FRRP管道道工业五十年代代是FRRP管的的幼年时时期,这这个时期期的特点点是应用用领域相相继拓宽宽,化学学、石油油及各个个工业领领域都在在试验应应用FRRP管道道,应用用的结果果证明,FFRP管管道的耐耐腐蚀性性能比传传统材料料好得多多,轻质质高强、安安装维修修费用低低、使用用寿命长长,运行行周期内内的总成成本也比比传统材材料低,显显示出了了一系列列的突出出优点,从从而为FFRP管管道工业业的发展展打下了了良好的的基础 七十年年代,美美国给水水工程协协会颁布布了玻璃璃钢管标标准AWWWA C9550,从从而FRRP管道道工业进进入工业业化大规规模生产产阶段,产产业基本本形成,其其后该标标准经过过了多次次修订和和补充,最最新的995年版版被认为为是世界界 上最权权威的玻玻璃钢管管标准,得得到广泛泛认同和和采用八八十年代代,FRRP管道道已经是是通用的的FRPP制品其其中以FFRP管管为主的的防腐市市场仅次次于汽车车工业和和建筑,位位列第三三FRRP管的的生产和和应用已已完全成成熟纤维缠绕绕夹砂玻玻璃钢管管诞生于于七十年年代,夹夹砂管的的出现,是是对玻璃璃钢管大大规模推推广应用用的一大大促进。
纯纯纤维缠缠绕玻璃璃钢管的的优点是是比重小小、强度度高、耐耐腐蚀性性能优良良但其其应用于于工程中中时,常常表现为为壁厚薄薄、强度度富裕量量大、刚刚度低、造造价高,从从而在很很多领域域的应用用受到了了限制夹夹砂玻璃璃钢管是是在纯玻玻璃钢管管的中间间,引入入树脂砂砂浆层,形形成新的的层合结结构体,从从而在保保留原玻玻璃钢管管道所有有优点的的基础上上,既提提高了刚刚度,又又降低了了工程造造价在在低内压压高外压压的FRRP管工工程实例例中,外外压作用用下的管管壁中心心附近区区域的正正压力很很小,由由树脂砂砂浆层承承担,而而高的应应力区则则由位于于管壁两两侧的纯纯纤维缠缠绕区承承担充充分体现现了复合合材料的的可设计计性和物物尽其能能的特点点因此此在全世世界范围围内得到到了迅速速发展,现现在在大大口径FFRP管管道中绝绝大多数数为该种种结构工工艺2、玻璃璃钢管道道的构造造在玻璃钢钢中,拉拉伸强度度很高的的玻璃纤纤维起着着增强作作用,而而耐压耐耐磨性较较强的合合成树脂脂则作为为基体材材料粘结结纤维,使使其起共共同的成成型和承承载作用用玻璃钢管管道的管管壁结构构,通常常由两部部分组成成:结构层―――由按按设计缠缠绕角交交叉缠绕绕的连续续玻璃纤纤维粗纱纱作为增增强骨架架,以邻邻苯型或或间苯型型不饱和和聚酯树树脂作为为粘结基基体。
其其中,玻玻璃纤维维的重量量约占665-770%,树树脂的重重量约占占30--35%%为加强结构构刚度,在在玻璃纤纤维缠绕绕层中间间,可以以增加树树脂砂浆浆层内衬层―――为防防腐防渗渗层,由由两部分分组成1) 内表表面层―――是跟跟介质接接触的最最内层,为为耐蚀和和第一道道防渗层层,树脂脂含量在在90%%左右2) 次内内层―――由短切切纤维织织物增强强,耐蚀蚀树脂组组成,含含胶量可可达700%以上上,约22mm左左右,是是防止介介质渗透透的第二二道屏障障 玻璃璃钢管的的连接,一一般采用用承插式式或法兰兰对接,以以优质橡橡胶密封封圈作止止水防漏漏3、纤维维缠绕夹夹砂玻璃璃钢管的的优点与其他材材质的管管道比较较,玻璃璃钢管道道具有以以下一些些显著的的优点::1)耐腐腐蚀性好好,对水水质无影影响:玻璃钢管管道能抵抵抗酸、碱碱、盐、海海水、未未经处理理的污水水、腐蚀蚀性土壤壤或地下下水及众众多化学学流体的的侵蚀比比传统管管材的使使用寿命命长,其其设计使使用寿命命一般为为50年年以上对夹砂玻玻璃钢管管道而言言,更多多的是在在市政、城城市输配配管网方方面的应应用,由由于其具具有无毒毒、无锈锈、无味味、对水水质无二二次污染染、无需需防腐、使使用寿命命大大延延长、安安装简便便等优点点,因此此,受到到了给排排水行业业的欢迎迎。
2)防污污抗蛀:: 不饱和和聚酯树树脂的表表面洁净净光滑,不不会被海海洋或污污水中的的甲贝、菌菌类等微微生物玷玷污蛀附附,以致致增大糙糙率,减减少过水水断面,增增加维护护费用玻玻璃钢管管道无这这些污染染,长期期使用洁洁净如初初3)耐热热性、抗抗冻性好好:在-300℃状态下下,仍具具有良好好的韧性性和极高高的强度度,可在在-500℃-80℃的范围围内长期期使用,采采用特殊殊配方的的树脂还还可在1110℃℃以上的的温度工工作4)自重重轻、强强度高,运运输安装装方便::采用纤维维缠绕生生产的夹夹砂玻璃璃钢管道道,其比比重在11.655-2..0,只只有钢的的1/44,但玻玻璃钢管管的环向向拉伸强强度为1180--3000MPaa,轴向向拉伸强强度为660-1150MMPa,近近似合金金钢因因此,其其比强度度(强度度/比重重)是合合金钢的的2-33倍,这这样它就就可以按按用户的的不同要要求,设设计成满满足各类类承受内内、外压压力要求求的管道道对于于相同管管径的单单重,FFRP管管只有碳碳素钢管管(钢板板卷管)的的1/22.5,铸铸铁管的的1/33.5,预预应力钢钢筋水泥泥管的11/8左左右,因因此运输输安装十十分方便便。
玻璃璃钢管道道每节长长度122米,比比混凝土土管可减减少三分分之二的的接头它它的承插插连接方方式,安安装快捷捷简便,同同时降低低了吊装装费用,提提高了安安装速度度5)摩擦擦阻力小小,输送送能力高高:玻璃钢管管内壁非非常光滑滑,糙率率和摩阻阻力很小小糙率率系数为为0.000844,而混混凝土管管的n值值为0..0144,铸铁铁管为00.0113,因因此,玻玻璃钢管管能显著著减少沿沿程的流流体压力力损失,提提高输送送能力因因此,可可带来显显著的经经济效益益:①在输送送能力相相同时,工工程可选选用内径径较小的的玻璃钢钢管道,从从而降低低一次性性的工程程投入;;②采用同同等内径径的管道道,玻璃璃钢管道道可比其其他材质质管道减减少压头头损失,节节省泵送送费用③可缩短短泵送时时间,减减少长期期运行费费用6)电、热热绝缘性。




