玻璃鋼夾砂管可行性報告
作者:本站 來源:本站 時間:2017/10/27 13:52:24 次數(shù):
玻璃鋼夾砂管主要有樹脂、短切纖維、連續(xù)玻璃鋼纖維、石英砂等組成,主要用于埋地管和長輸管線,具有輕質(zhì)高墻、抗腐蝕、使用壽命長、運(yùn)行和維修成本低等特點,可為建設(shè)工程節(jié)約大量資金。
性能
(1)輕質(zhì)高強(qiáng):對于相同管徑的單位長度重量,RPM管只有碳素鋼的1/3,鑄鐵管的1/5,預(yù)應(yīng)力管的1/10,在施工降低了吊裝費用,提高了安裝速度。
(2)具有良好的耐水耐腐蝕性能,不需陰防腐保護(hù)及其它防腐措施,不會對水或其他介質(zhì)產(chǎn)生二次污染。減少了防腐費用,延長了使用壽命。
(3)水力學(xué)特性好,這一特性在給排水領(lǐng)域尤為突出,如節(jié)省管網(wǎng)泵送費用,對于相同口徑的管網(wǎng),玻璃鋼節(jié)省泵送費用30-40 %;減少管徑尺寸,對于輸送相同流量,采用玻璃鋼夾砂管,管徑可減少10-25%,從而節(jié)省投資費用;縮短泵送時間,尤其適用于集中用水或間隙用水的情況,節(jié)省1/3泵送時間和費用。玻璃鋼夾砂管的內(nèi)壁光滑,不但新生態(tài)是光滑的,而且使用相當(dāng)年后,內(nèi)壁仍然光滑如初,而且不結(jié)垢。在國外被稱為“水力光滑管”。
(4)耐壓:按工藝要求的壓力,設(shè)計、制造管道和管件,以工藝要求的1.5倍壓力進(jìn)行水壓試驗。
(5) 采用耐腐快速接頭,接頭采用了雙“O”型橡膠密封圈承插連接。安裝方便、密封、耐腐,接頭在3°范圍內(nèi)可任意調(diào)正管線方向。接口密封性好,不滲漏,不會破裂,增加供水安全可靠性。
夾砂玻璃鋼管(FRP)的制造、設(shè)計和施工
材料工業(yè)是一切工業(yè)的基礎(chǔ),新型的材料工業(yè)又是發(fā)展現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的必不可少的材料工業(yè)。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,單一的材料性能已無法滿足生產(chǎn)和社會發(fā)展的需要。利用復(fù)合技術(shù)將不同特性的物質(zhì)結(jié)合一起,制成具有優(yōu)異綜合性能的復(fù)合材料應(yīng)運(yùn)而生。它能按用戶需要賦予單一組分物質(zhì)所不具有的特性,如輕質(zhì)、高強(qiáng)、絕緣、耐腐蝕、耐溫、隔熱等優(yōu)良的性能,甚至能滿足用戶在特殊工況下的要求,同時能達(dá)到節(jié)能降耗、降低成本、改善勞動條件、三廢回收利用等綜合目的,大大提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
1.1材料工業(yè)發(fā)展的趨勢—非金屬復(fù)合管材的崛起
復(fù)合材料的發(fā)展,推動了材料工業(yè)的巨大革命。玻璃鋼管(簡稱GRP管)的誕生,標(biāo)志著非金屬管材在材料工業(yè)中的崛起,也預(yù)示著非金屬管材在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用領(lǐng)域和市場將不斷擴(kuò)大,并越來越廣闊。玻璃鋼管是一種新型的復(fù)合材料管,它主要以玻璃纖維紗作為增強(qiáng)材料和樹脂作為基體制成,具有許多其它管材無法取代的優(yōu)越性能,被廣泛地應(yīng)用于化工企業(yè)腐蝕介質(zhì)輸送、排污、油氣輸送、農(nóng)業(yè)灌溉、海水輸送、電廠循環(huán)水,以及城市給水排水工程等許多領(lǐng)域。隨著玻璃鋼管的普及應(yīng)用,又出現(xiàn)了夾砂玻璃鋼管(簡稱FRP),這種管道不僅從性能上提高了管材剛度,而且降低了管道的成本。所以,近些年在城市給排水工程中特別受青睞。以下我們著重對夾砂玻璃鋼管的應(yīng)用作闡述。
1.2玻璃鋼管在國際市場及國內(nèi)的制造和應(yīng)用概況
復(fù)合材料工業(yè)中,玻璃鋼行業(yè)在目前國際市場上產(chǎn)量、用途廣。80年代中期以來,在歐洲一些新敷設(shè)的大、中型供水管道中,玻璃鋼管的使用長度比例達(dá)10%—。英國玻璃鋼管占供水總長的25%以上,在預(yù)計今后的一段時間內(nèi)會增加到30%—。瑞典玻璃鋼管的使用長度比例達(dá)40%,在直徑300mm以上的新敷設(shè)市政管道中80%采用玻璃鋼管。日本在大口徑城市供水管道中,玻璃鋼管占25%,超過鋼管的用量。在中東地區(qū)大、中型輸水管、污水管、海水淡化系統(tǒng)管道以及一些工業(yè)輸送管道,均采用了玻璃鋼管。美國自1986以來,玻璃鋼管的年產(chǎn)量超過6萬噸,所安裝的玻璃鋼管道總長度為100萬千米,預(yù)計今后美國玻璃鋼管的發(fā)展速度平均將增長10%。
我國玻璃鋼工業(yè)近年來發(fā)展很快,1992年建材局制定到2000年產(chǎn)量發(fā)展到30萬噸/年的規(guī)模,玻璃鋼的開發(fā)和應(yīng)用已引起了更多人的重視。八十年代至今,在夾砂玻璃鋼管纏繞設(shè)備上我國先后從意大利、日本、法國等引進(jìn)了4條纏繞管和兩條離心管生產(chǎn)線,年生產(chǎn)能力得到了很大的提高。但是,由于目前夾砂玻璃鋼管的研制開發(fā)應(yīng)用沒有得到廣泛地推廣,致使許多應(yīng)用部門對其性能、質(zhì)量及應(yīng)用領(lǐng)域沒有得到充分認(rèn)識。另外,許多企業(yè)生產(chǎn)能力也未達(dá)到飽和,所以,夾砂玻璃鋼管道在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用市場還有待開拓。在當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,市場經(jīng)濟(jì)逐漸完善的大好形勢下,新型復(fù)合管材—夾砂玻璃鋼管在城市供水領(lǐng)域里將以其的性能取代其它的管材,這是復(fù)合材料工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。在我國,夾砂玻璃鋼管的使用也逐漸在引起人們關(guān)注,長距離輸水工程也越來越多,市場前景一片光明。據(jù)建設(shè)部預(yù)測,在我國“九五”期間我國每年需要敷設(shè)的輸水管道約1600公里,這表明夾砂玻璃鋼管潛在市場是有廣闊的前景的。
1.3 夾砂玻璃鋼管的特點及與時代的相適應(yīng)性
夾砂玻璃鋼管以其優(yōu)異的耐腐蝕性能、輕質(zhì)高強(qiáng)、輸送流量大、安裝方便、工期短和綜合投資低等優(yōu)點,成為化工工業(yè)及輸水工程的佳選擇。它具有其它金屬管材無法比擬優(yōu)越性,主要具有以下特點:
1.具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。
與傳統(tǒng)管材相比具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能,可以耐酸、堿、鹽、氧化劑、有機(jī)溶劑、各類油脂、污水、海水等。它的內(nèi)襯采用耐腐蝕性能優(yōu)良的樹脂(飲用水管道采用食品級樹脂)作為原材料,所以不需要防腐處理。
2.無毒害、無二次污染。
在使用過程中不結(jié)垢、不生銹、不滋生藻類和其它的微生物,不需要陰保護(hù)及其它防護(hù)措施,不會對水質(zhì)或其它介質(zhì)產(chǎn)生二次污染。
3.比重小、重量輕。
比重僅為鋼、鑄鐵管的1/4—1/5,混凝土的2/3。管道重量大約占同規(guī)格、同長度球墨鑄鐵管的1/4,混凝土管的1/10。因此,裝卸方便,易于安裝。
4.單根管道長度長。
管道的長度一般為:6m,8m,10m,12m,16m(也可以根據(jù)客戶的要求生產(chǎn)出特殊長度的管道)。單根管道長,接口數(shù)量少,從而加快了安裝速度,減少故障概率,提高整條管線的安裝質(zhì)量。
5機(jī)械好、優(yōu)良的絕緣性能。
管道的拉伸強(qiáng)度低于鋼,高于球墨鑄鐵管和混凝土管,而比強(qiáng)度大約是鋼管的3倍,球墨鑄鐵管的10倍,混凝土管的25倍。此外,它的導(dǎo)熱系數(shù)只有鋼管的1%,具有優(yōu)良的絕緣性,適應(yīng)使用于輸電、電信線路密集區(qū)和多雷區(qū)。性能比較如表1所示。
表1 各種材質(zhì)的管道的性能 |
||||
性能 |
RPMP |
鋼管 |
鑄鐵管 |
混凝土管 |
環(huán)向拉伸強(qiáng)度(Mpa) |
360 |
480 |
150 |
2.1 |
軸向拉伸強(qiáng)度(Mpa) |
55 |
480 |
135 |
2.1 |
比強(qiáng)度(Mpa) |
200 |
61.5 |
20.8 |
0.8 |
熱導(dǎo)系數(shù)(kcal/m·h·℃) |
0.25 |
27.2 |
15.0 |
2.1 |
6.水力學(xué)性能優(yōu)異、節(jié)省能耗。
夾砂玻璃鋼管具有光滑的內(nèi)表面,適用于大口徑(≥φ500mm)輸水管道的特點,磨阻系數(shù)小,水力流體特性好,而且管徑越大其優(yōu)勢越明顯。正是這一特點,在相同直徑的管道流量中,RPMP。反之,在管道輸送流量相同的情況下,工程上可以采用內(nèi)徑較小的夾砂玻璃鋼管代替,從而降低了一次性的工程投入。夾砂玻璃鋼管道在輸水過程中與其它的管材相比,可以大大減少壓頭損失,節(jié)省泵的功率和能源。
7.熱膨脹系數(shù)小。
由于RPMP熱膨脹系數(shù)小,在使用中不需要加溫度補(bǔ)償措施,可在地表、地下、架空、海底、高寒、沙漠、冰凍、潮濕、酸堿等各種惡劣條件下正常使用。
8.使用壽命長、安全可靠。
夾砂玻璃鋼管道設(shè)計得經(jīng)久耐用,安全系數(shù)一般都在4以上。據(jù)實驗室的模擬試驗表:一般給水、排水夾砂玻璃鋼管的壽命可達(dá)50年以上,是鋼管和混凝土管的2倍。對于腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì),其使用壽命比鋼管和不銹鋼管高幾倍。
9.設(shè)計靈活、產(chǎn)品適應(yīng)性強(qiáng)
夾砂玻璃鋼管道可以根據(jù)用戶的各種特殊的使用要求,通過改變設(shè)計,制造出各種規(guī)格、壓力等級、剛度等級或其它特殊性能的產(chǎn)品,適用范圍廣。
10.采用耐腐蝕快速接頭。
接頭一般采用兩種連接方式:兩道“O”形密封圈和反力彈性密封環(huán)(如圖1)。安裝方便、可靠、密封性、耐腐性好,接頭可在小角度的范圍內(nèi)任意調(diào)正管線的方向。
11.綜合造價低、長期經(jīng)濟(jì)效益好。
對于相同口徑的管材,RPMP單管管材價格稍高于混凝土管,而低于鑄鐵管和鋼管。管道口徑越大,管材造價差別也越大。因此,若考慮到管道長期使用的維護(hù)費用和動力消耗等其它的運(yùn)行費用,以及使用年限和輸送能力等因素,RPMP的綜合效益均優(yōu)于其它管材。
正因為夾砂玻璃鋼管具有以上一系列的優(yōu)點,必將逐步取代傳統(tǒng)的鋼管、鑄鐵管等管材,具有時代的相適應(yīng)性。這種相適應(yīng)性主要表現(xiàn)在以下幾個方面:,該產(chǎn)品新穎性反映在技術(shù)工藝,結(jié)構(gòu)選材更合理;第二,該產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性[更反映在夾砂玻璃鋼管的性能上,而產(chǎn)品價位正在逐步降低;第三,該產(chǎn)品的實用性更廣。它能適用于各種土壤條件,即使在高酸、高堿的土壤中也不需要化學(xué)防護(hù),大大地提高了管材的使用壽命??傊?,夾砂玻璃鋼管將隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,必將獲得推廣和應(yīng)用。
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