玻璃钢管规范与玻璃钢管的性能

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玻璃钢管规范与玻璃钢管的性能
发布时间:2012-08-14 20:10:02  来源:本站  作者:畅元玻璃钢

 玻璃钢管规范
    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、菌类等微生物站污蛀附,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。在一 30 ℃状态下,仍具有良好的韧性和极高的强度,可在一 50 ℃- 80 ℃的范围内长期使用,采用特殊配方的树脂还可在 11O ℃以上的温,及工作。
    4 、自重轻、强度高,运输安装方便。采用纤维缠绕生严的夹砂玻璃钢管道,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 - 15OMPa ,近似合金钢。因此,其比强度(强度/比重)是合金钢的 2 一 3 倍。这样它就可以接用户的不间要求,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二三财接头。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,输送能力局。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 - 1015 Ω • cm ,超适应使用于输电、电信线路密集区和多雷区;玻璃钢的传热系数很小,只有 0.23 ,是钢的 5 ‰,管造的保温性能优异。
    7 、耐磨性好。把含有大量泥浆、沙石的水,装入管中进行旋转磨损影响对比试验,经 30O 万次旋转后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 O.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。对地埋管无需作阻极保护,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*。据实验室的模拟试验表明:玻璃钢管适寿命可长达 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、节能节钢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造可使用好几代,又无需年年检修,更可以发挥它优越的综合效益。
    玻璃钢管的性能
    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率端,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,原先曾用过这氯磺化聚乙烯,由于溶剂大多,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式焊缝腐蚀造成的。
    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。
    材料工业是一切工业的基础,新型的材料工业又是发展现代科学技术的必不可少的材料工业。随着现代科技的发展,单一的材料性能已无法满足生产和社会发展的需要。利用复合技术将不同特性的物质结合一起,制成具有优异综合性能的复合材料应运而生。它能按用户需要赋予单一组分物质所不具有的特性,如轻质、高强、绝缘、耐腐蚀、耐温、隔热等优良的性能,甚至能满足用户在特殊工况下的要求,同时能达到节能降耗、降低成本、改善劳动条件、三废回收利用等综合目的,大大提高企业经济效益。
  1.1材料工业发展的趋势—非金属复合管材的崛起 中国钢管信息港
  复合材料的发展,推动了材料工业的巨大革命。玻璃钢管(简称GRP管)的诞生,标志着非金属管材在材料工业中的崛起,也预示着非金属管材在国民经济建设中的应用领域和市场将不断扩大,并越来越广阔。玻璃钢管是一种新型的复合材料管,它主要以玻璃纤维纱作为增强材料和树脂作为基体制成,具有许多其它管材无法取代的优越性能,被广泛地应用于化工企业腐蚀介质输送、排污、油气输送、农业灌溉、海水输送、电厂循环水,以及城市给水排水工程等许多领域。随着玻璃钢管的普及应用,又出现了夹砂玻璃钢管(简称RPMP),这种管道不仅从性能上提高了管材刚度,而且降低了管道的成本。所以,近些年在城市给排水工程中特别受青睐。以下我们着重对夹砂玻璃钢管的应用作阐述。
  1.2玻璃钢管在国际市场及国内的制造和应用概况
  复合材料工业中,玻璃钢行业在目前国际市场上产量超大、用途超广。80年代中期以来,在欧洲一些国家新敷设的大、中型供水管道中,玻璃钢管的使用长度比例达10%—50%。英国玻璃钢管占供水总长的25%以上,在预计今后的一段时间内会增加到30%—50%。瑞典玻璃钢管的使用长度比例达40%,在直径300mm以上的新敷设市政管道中80%采用玻璃钢管。日本在大口径城市供水管道中,玻璃钢管占25%,超过钢管的用量。在中东地区大、中型输水管、污水管、海水淡化系统管道以及一些工业输送管道,均采用了玻璃钢管。美国自1986以来,玻璃钢管的年产量超过6万吨,所安装的玻璃钢管道总长度为100万千米,预计今后美国玻璃钢管的发展速度平均将增长10%。
  我国玻璃钢工业近年来发展很快,1992年国家建材局制定到2000年产量发展到30万吨/年的规模,玻璃钢的开发和应用已引起了更多人的重视。八十年代至今,在夹砂玻璃钢管缠绕设备上我国先后从意大利、日本、法国等引进了4条缠绕管和两条离心管生产线,年生产能力得到了很大的提高。但是,由于目前夹砂玻璃钢管的研制开发应用没有得到广泛地推广,致使许多应用部门对其性能、质量及应用领域没有得到充分认识。另外,许多企业生产能力也未达到饱和,所以,夹砂玻璃钢管道在国民经济中的应用市场还有待开拓。在当前我国经济迅速发展,市场经济逐渐完善的大好形势下,新型复合管材—夹砂玻璃钢管在城市供水领域里将以其优质的性能取代其它的管材,这是复合材料工业发展的必然趋势。在我国,夹砂玻璃钢管的使用也逐渐在引起人们关注,长距离输水工程也越来越多,市场前景一片光明。据建设部预测,在我国“九五”期间我国每年需要敷设的输水管道约1600公里,这表明夹砂玻璃钢管潜在市场是有广阔的前景的。
  1.3 夹砂玻璃钢管的特点及与时代的相适应性
  夹砂玻璃钢管以其优异的耐腐蚀性能、轻质高强、输送流量大、安装方便、工期短和综合投资低等优点,成为化工工业及输水工程的超佳选择。它具有其它金属管材无法比拟优越性,主要具有以下特点:
  1.具有优良的耐腐蚀性能。
  与传统管材相比具有优良的耐化学腐蚀性能,可以耐酸、碱、盐、氧化剂、有机溶剂、各类油脂、污水、海水等。它的内衬采用耐腐蚀性能优良的树脂(饮用水管道采用食品级树脂)作为原材料,所以不需要任何防腐处理。
  2.无毒害、无二次污染。
  在使用过程中不结垢、不生锈、不滋生藻类和其它的微生物,不需要阴极保护及其它防护措施,不会对水质或其它介质产生二次污染。
  3.比重小、重量轻。
  比重仅为钢、铸铁管的1/4—1/5,混凝土的2/3。管道重量大约占同规格、同长度球墨铸铁管的1/4,混凝土管的1/10。因此,装卸方便,易于安装。 中国钢管信息港
  4.单根管道长度长。
  管道的长度一般为:6m,8m,10m,12m,16m(也可以根据客户的要求生产出特殊长度的管道)。单根管道长,接口数量少,从而加快了安装速度,减少故障概率,提高整条管线的安装质量。
  5机械好、优良的绝缘性能。
  管道的拉伸强度低于钢,高于球墨铸铁管和混凝土管,而比强度大约是钢管的3倍,球墨铸铁管的10倍,混凝土管的25倍。此外,它的导热系数只有钢管的1%,具有优良的绝缘性,适应使用于输电、电信线路密集区和多雷区。性能比较如表1所示。
    表1 各种材质的管道的性能 性能
        环向拉伸强度(Mpa)
        360 480 150 2.1
        轴向拉伸强度(Mpa)
        55 480 135 2.1
        比强度(Mpa)
        200 61.5 20.8 0.8
        热导系数(kcal/m*h*℃)
        0.25 27.2 15.0 2.1
  6.水力学性能优异、节省能耗。
  夹砂玻璃钢管具有光滑的内表面,适用于大口径(≥φ500mm)输水管道的特点,磨阻系数小,水力流体特性好,而且管径越大其优势越明显。正是这一特点,在相同直径的管道流量中,RPMP超大。反之,在管道输送流量相同的情况下,工程上可以采用内径较小的夹砂玻璃钢管代替,从而降低了一次性的工程投入。夹砂玻璃钢管道在输水过程中与其它的管材相比,可以大大减少压头损失,节省泵的功率和能源。
  7.热膨胀系数小。
  由于RPMP热膨胀系数小,在使用中不需要加温度补偿措施,可在地表、地下、架空、海底、高寒、沙漠、冰冻、潮湿、酸碱等各种恶劣条件下正常使用。
  8.使用寿命长、安全可靠。
  夹砂玻璃钢管道设计得经久耐用,安全系数一般都在4以上。据实验室的模拟试验表:一般给水、排水夹砂玻璃钢管的寿命可达50年以上,是钢管和混凝土管的2倍。对于腐蚀性较强的介质,其使用寿命比钢管和不锈钢管高几倍。
  9.设计灵活、产品适应性强
  夹砂玻璃钢管道可以根据用户的各种特殊的使用要求,通过改变设计,制造出各种规格、压力等级、刚度等级或其它特殊性能的产品,适用范围广。
  10.采用耐腐蚀快速接头。
  接头一般采用两种连接方式:两道“O”形密封圈和反力弹性密封环(如图1)。安装方便、可靠、密封性、耐腐性好,接头可在小角度的范围内任意调正管线的方向。
  11.综合造价低、长期经济效益好。
  对于相同口径的管材,RPMP单管管材价格稍高于混凝土管,而低于铸铁管和钢管。管道口径越大,管材造价差别也越大。因此,若考虑到管道长期使用的维护费用和动力消耗等其它的运行费用,以及使用年限和输送能力等因素,RPMP的综合效益均优于其它管材。
  正因为夹砂玻璃钢管具有以上一系列的优点,必将逐步取代传统的钢管、铸铁管等管材,具有时代的相适应性。这种相适应性主要表现在以下几个方面:第一,该产品新颖性反映在技术工艺先进,结构选材更合理;第二,该产品的经济性[更反映在夹砂玻璃钢管独特卓越的性能上,而产品价位正在逐步降低;第三,该产品的实用性更广。它能适用于各种土壤条件,即使在高酸、高碱的土壤中也不需要化学防护,大大地提高了管材的使用寿命。总之,夹砂玻璃钢管将随着我国经济的发展,必将获得推广和应用。

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