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玻璃钢管道的特点及应用

时间:2011-10-31T10:43:25   浏览次数:3064   暂无相关下载

 1 玻璃钢管道的概况
    “玻璃钢”国外称为 “玻璃纤维增强塑料”英文缩写为FRP。因此玻璃钢实质上是纤维增强塑料。用玻璃纤维去增强热塑性树脂.可称为热塑性玻璃钢 (FRTP),用玻璃纤维去增强热固性树脂.就叫做热固性玻璃钢(FRP)。目前生产的玻璃钢主要是指热固性而言,而且在工程上使用较多的是玻璃钢夹砂管。玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管是一种新型管道,是玻璃钢管的一种。也是目前国内外逐渐推广使用的一种柔性复合材料 (树脂、纤维、砂等)管道。                              
    玻璃钢管的生产采用定长缠绕工艺,该工艺是以玻璃维及其制品为增强材料.以不饱和聚酯树脂为基体材料以石英砂为填充材料而制成的新型复合材料管材。生产工艺流程经过制衬、缠绕、固化、修整、脱模、试压等工序并全部检验合格后作为成品出厂。其中。玻璃钢夹砂管的管壁结构由内衬层、结构层、夹砂层和表面层组成。
    2 玻璃钢管的优点
    玻璃钢管道是目前国家指令性推广的高科技产品,其优越的性能克服了目前常用管材的一些弊端。成为其替代品。它主要具有以下特点:
2.1 轻质高强
     (1)重量轻,是钢材的1/4~1/5,DN1000、工作压力0.6MPa的玻璃钢管,壁厚 17mm,每米重量不到100kg,仅为同径同压力等级钢筋混凝土给水管重量的1/8。管材强度高.环向刚度可根据用户需要在 100MPa~400MPa之间进行选择确定,远远高于塑料管,与铸铁管刚度相近,因此,不仅承受内、外压力高,还有较高的耐冲击强度。单根管长通常可达12m,与钢筋混凝土管和铸铁管相比,可减少一半以上的接头,这对安全供水是很有意义的。
2.2 耐腐蚀性能好、使用寿命长
    玻璃钢为化学惰性材料,耐腐蚀性能好,对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力,不需另作防腐处理。同时能耐老化、耐磨损,使用寿命长。适用于各种土壤条件,设计寿命达50年以上,50年后的强度保留率仍高达65%~70%。已应用至化工防腐的各个方面,正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。
2.3  水力特性好
    玻璃钢管内壁光滑,水流阻力小,输水能耗大大低于钢筋混凝土管和金属管。其管壁粗糙系数n=0.0084,其它客材(钢管、球墨铸铁管、铸铁管和预应力钢筋混凝土管等)n=0.013,两者相比较.在水泵静扬程为零的前提下:
    (1)在管径相同,流量相同时,可节约电能58%;
    (2)在管径相同,压力相同时,可提高流量55%;
    (3)在流量相同,压力相同时,可减小管径15%。即选择管径时可较其它管材小1个管径档次。
2.4 卫生性能好,保证水质
    玻璃钢管管壁致密不裂缝,管内光滑,长期使用过程中也不会结垢或滋生铁细菌等微生物,不影响水质和降低过水能力,更不会造成二次污染。
    玻璃钢管采用食品级不饱和聚酯树脂做内衬,增强材料为无碱无捻玻璃纤维和石英砂.所制成的管道符合 GBT13115食品容器卫生标准,无毒无害,经卫生防疫部门鉴定适用输送生活饮用水。
2.5 可设计性好和良好的施工性能
    可根据各向不同的受力情况按照特定工艺条件逐层缠绕到芯模上来调整玻璃钢管的各项物理和化学性能.以适应不同介质和工作条件制成不同压力等级或具有某种特殊性能的玻璃钢管。即根据需要.灵活地设计出各种结构产品.来满足使用要求,可以使产品有很好的整体性。可充分选择材料来满足产品的性能.如:可以设计出耐腐的、耐瞬时高温的、产品某方向上有特别高强度的、介电性好的等等。
    未固化的树脂和增强材料有改变形状的能力,因此可以通过不同的成型方法和模具.方便地加工成所需要的形状。这一特点最适合大型,整体和结构复杂的设备施工要求,适合现场施工和组装。

2.6 工程造价低.综合效益好
    目前市场价格,玻璃钢管比钢管、球墨铸铁管低。比混凝土管略高,但考虑到运输施工费用.玻璃钢管和混凝土管持平,若考虑运行维护费用,玻璃钢管工程造价是最低的,综合效益是最好的。
    目前,国内生产玻璃钢管管道已达到国际先进水平。
 
   3 玻璃钢管的技术规格
3.1 玻璃钢管的主要技术参数
    管壁粗糙系数n=0.0084;巴氏硬度:>40;密度:1.8g/cm3~2.1g/cm3。卫生性能指标:用于输送饮用水的管能保证水质符合国家标准GB5749—1985《生活饮用水卫生标准》的要求。
3.2 玻璃钢管的规格
       公称直径(内径)DN(mm):150;200;250;……2000;3000;3600;4000。
       压力等级 P(MPa):0.1;0.25;0.6;1.0;1.6;210;2.5。
       刚度等级 TH(N/mm ):1 250;2 500;5 000;10 000。
       标准安装长度 L(mm):4 000;6 000;8 000;10 000;12 000。
3.3 玻璃钢管的连接形式
      (1)双密封圈承插连接
           在承口上有试压孔,可进行单接口试压.不能承受轴向力,多用于地下管道的连接。
      (2)法兰连接
           能承受轴向力,多用于与设备或可拆卸部件的连接。

 (3)锥形承插粘结连接
            能承受轴向力,多用于管子之间的固定连接。
      (4)外铺层粘结连接
             能承受轴向力,多用于管件连接及维修连接。
             参照国家标准
             GB3420-82、GB4216-84、GB13294-91、GB12380~12387-90、
              GB2555-81、 BB9l12~9131-88及全国通用建筑标准设计图集
             $311的基本尺寸制作多种规格不同连接形式的短管、弯管、丁字管、十字管、渐缩管、排气管、泄水管等管件。
     4 玻璃钢管的安装
      玻璃钢管安装执行以下规程:
     (1)CECS129:2001埋地给水排水玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管管道工程施工及验收规程。
      (2)SY/T0323-2000玻璃纤维增强热固性树脂压力管道施工及验收规范。
      (3)DG/TJ08-234-2001玻璃纤维增强塑料夹砂排水管道施工及验收规程。

  5 玻璃钢管的应用及工程实例
   5.1 玻璃钢管的应用领域
    玻璃钢管基本应用领域如下:
   (1)饮用水的输送与供给;(2)市政排污管道系统 ;(3)防暴雨的下水管道;(4)海水输送管道;(5)发电厂循环水管道;(6)农用灌溉;(7)工厂和海水淡化厂的冷却管道(8)油田注水管及原输送管;(9)热能输送管;(10)化学介质输送;(11)玻璃钢装置及其配管。
   5.2 工程实例
    由上海港务工程公司承建的上海市石洞口城市污水处理厂码头、出水排放口工程(C-10标)为上海市永久性污水处理项目。由于收集的大部分是化工厂的工业废水其污染物组成复杂,带有较强的腐蚀性,根据污水的特性,管线全部选用了玻璃钢管。该工程陆域段及水域段均敷设玻璃钢污水排放管。陆域段在栈桥每榀排架三根基桩之间敷设2根DN2200的玻璃钢排放管。水域段排管采用长江江滩浅埋与基桩夹管相结合,共分紧急排放管和正常排放管两根,正常排放管长384m,正常排放管前沿84m按环保要求设置排放口扩散段,扩散段选用DN2200的管径逐渐缩至 DN1800的管径最终缩至DN1400的管径。扩散段有3个DN1000的排放口,排放口与管轴线成45。夹角,方向朝下游,口门高程-5m。紧急排放管长300m,排放管前段(江心段)36m均布3只DN800不锈钢自动逆止阀,平时紧闭,紧急排放时阀口在内压作用下自动排放。
   在此项工程中,陆域段铺设玻璃钢排放管。施工时管节连接轴线及高程控制的难度不大 。而水域段铺设DN2200的玻璃钢管,尤其在长江的水底下,管底高程从-0.31~6.62m,最长 380m (从江堤向江心),最低潮位为1.0m左右,最高潮位为4.7m左右,铺设的水下深度达10m以上,其难度是可想而知的。由于设计考虑DN2200玻璃钢管是以浅埋同桩架夹管结合的方案,因此该工程的重点是玻璃钢管的铺设连接和固定。石洞口水域段水流较急,涨落潮时流速在lm/s以上,如固定不当,在水动力作用下容易引起管口松动漏水。当时是利用固定装置除了固定管道外还要起到防止施工中浮管现象发生及控制管道高程作用。用吊装铺设DN2200玻璃钢管,每节玻璃钢管的承插连接接口在定位板上。铺设连接好后用楔型橡胶套筒套在基桩上卡住玻璃钢管来固定管道。
2001年l0月,该污水项目施工完成,经过水压试验,管线渗水量满足《给水排水管道工程施工及验收规范》的要求。这种玻璃钢管应用于该工程施工中,能缩短工期,大大减少维护保养费用,延长使用寿命,从而降低工程造价,其直接经济效益和社会效益是显而易见的。
   6 结语
    在工程施工中,选择什么样的管道显得十分重要。以往对大口径输送管道,普遍采用钢管或钢筋混凝土管。钢管柔软性好、强度高、单位长度的自重较轻,但材料价格太高,防腐要求也很高。而钢筋混凝土管材料价格虽低 。 但单位长度 自重大,强度低,施工、维护费用高,运用也高。玻璃钢管的出现,综合了钢管和钢筋混凝土应用中的优点。虽然玻璃钢管的材料价格比钢筋混凝高一些,但运输、施工、维护费用比钢筋混凝土管低合比较两者价格差不多。
    总之,玻璃钢管具有轻质高强、耐腐蚀、寿命长设计性好、施工方便等优点,加上工程造价低、综合好等特点。这些特点决定了它的发展前景是无可限量所以说玻璃钢管是目前大力推广的新型材料。

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