玻璃钢管道主要技术指标和性能说明

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玻璃钢管道主要技术指标和性能说明
发布时间:2011-08-22 14:32:11  来源:本站  作者:畅元玻璃钢

一、概述:
   
缠绕玻璃钢管道在我国及世界许多国家都成功地应用在石油、化工、化纤工业作耐蚀工艺管道,电力工业也开始采用大直径玻璃钢管道作引水、淡化、冷却。更广泛用于市政建设供水、引水、排污水管道领域,现已成为新型材料工业体系。

工业城市发展应用缠绕玻璃钢的数量与日俱增,美国年增长率在10%左右,日本在大直径输水管中应用中缠绕玻璃钢管道占25%,中东地的大直径水管、引海水管、污水管几乎全部采用缠绕玻璃钢管道。
   
以往我国引水、供水工程大都采用碳钢管、水泥管。碳钢管耐蚀性差,水泥管强度低,对水质也有污染。世界上先进国家已经淘汰水泥管引水、供水。如日本已明文规定不得采用混凝土管。而缠绕玻璃钢管道具有比强度高、比重轻、无毒、不污染水质、不滋生微生物及菌类,使用寿命长等特点。
   
由此可见,缠绕玻璃钢管道越来越被人们重视。其造价与水泥管相当,比碳钢管低。从发展来看是取代碳钢管、铸铁管、水泥管的换代产品。
    我公司生产缠绕夹砂玻璃钢管道经过大量的实用工程分析,结果认为:缠绕玻璃钢管道比防护碳钢便宜,使用寿命长,比水泥管道弹性好、不破裂,不污染水质,填补了国内空白。
管特性:玻璃钢管道是玻璃纤维与合成树脂的复合体,其特点如下
1、力学性能:比强度高。
2、耐蚀、抗渗性好,无毒(指饮用水专用夹砂管道)。
3、使用寿命长:根据ASTM-D2992标准长期性能试验结果,使用寿命50年以上。
4、具有隔热和低温性能好的优点。
5、重量轻,比重为1.8~2,是钢比重的1/3~1/5
6、表面光滑,流阻力小,实测的糙率系数为0.0084
7、流量系数高C=150。
8、在流量、压力相同的工况条件下,玻璃钢管径可比钢管、铸铁管、水泥管小15~20%
9、降低造价,节省能源安装方便。
   
二、产品规格
1、公称压力:自流到1.6MPa的任意压力等级
2、公称直径:DN=50~4000mm
3、单根长度:小于12m的任意长度
4、刚度要求:1250N/m230000N/m2的任意刚度等级
    三、生产工艺
   
玻璃钢管生产工艺过程已全部使用微机计算控制产品成型,选用不同的玻璃纤维制品与树脂,自动控制喷淋与缠绕。生产工艺过程分四个工序。
1、内衬成型
2、缠绕夹砂成型
3、固化、加工、脱模
4、修理
    四、管结构
   
按工况条件、温度、压力、介质、载荷受力状态,结构尺寸进行材料选择及结构设计。
(一)、结构组成
1、防腐防渗内衬层:厚度δ1=1。5~3mm
2、结构层(即受力层)厚度δ2根据计算得出
3、外保护层:厚度δ3=0.25~0.5mm
 ()、结构形式
内衬、多层交叉缠绕(夹砂),外保护层组合结构。(如下图):
(三)、结构计算
节省材料,管径小。按10m3/日输水的流量、压力0.6MPa,选不同材质的管道结果如下表:
材料系数
管材料名称
粗糙度
Kmm
流量系数
C(实测
摩擦系数
(测定)
管径计算
DNmm
管壁厚度
tmm
玻璃钢管
0.0015~0.01
150
0。013
900
11.1
碳钢管
0.1~0.2
110
0.316
900
10
铸铁管
0。26~0。3
100
0.573
900
19。2
水泥管
0.3~3.4
100
0.724
1000
80
 ()、结构材料:
管结构
材料名称
作用
内衬防腐防渗层
δ1
 
玻璃纤维表面毡
内防腐层采用无毒树脂,树脂含量在90%以上
玻璃纤维短切毡
树脂含量70%左右
中间结构层δ2
缠绕与夹砂
用于结构层提高力学性能,树脂含量35%左右
外表面防护层δ3
树脂胶
用于防止土壤中介质对结构层的侵蚀
(五)、管道连接形式
管道连接形式分为两种:可拆式和不可拆式,我公司生产的大直径缠绕夹砂玻璃钢管道带有试压也,可边安装边试压边回填土(水压试验压力为工作压力的1.5倍)。
1、单/双“O”橡胶密封圈密封承插式
2、整体法兰连接式
3、对接或搭接式
4、活套法兰连接式
 五、玻璃钢力学性能指标
(一)、管道:
1、环向抗拉强度σt
300MPa
2、轴向抗拉强度σx
150MPa
3、轴向弯曲强度σm
140MPa
4、面剪切强度τ
50MPa
5、垂直剪切强度τb
60MPa
6、环向抗拉弹性模量Ee
25000MPa
7、轴向抗拉弹性模量Ex
12500MPa
8、剪切模量Gτ
7000MPa
9、弯曲模量Em
9300MPa
(二)、管件:
1、抗拉强度σt
140MPa
2、弯曲强度σm
135MPa
3、压缩强度σ
130MPa
4、抗拉弹性模量E
9500MPa
5、弯曲弹性模量Em
9000MPa
(三)、综全性能指标:
1、巴柯尔硬度Br
40
2、泊松比μ
0.3
3、热膨胀系数u
2×10-5 1/
4、断面延伸率ψ
0。8%
5、氧指数ζ
30%
6、体积电阻率Ω
5.5×104Ω·m
7、面电阻率S
2。5×107Ω
8、内表面的糙率系数
0.0084
    六、质量验收规范:
(一)、缠绕玻璃钢管道规范
1、按GB/T21238-2007   《玻璃纤维增强塑料夹砂管》进行制造、试验和验收。
2CECS 190:2005《给水排水工程埋地玻璃纤维增强塑料夹砂管管道结构设计规程》进行设计。
3、按CECS 129:2001《给水排水工程埋地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》施工和验收。
4、参照ANSI/AWWC950 《玻璃纤维增强热固性树脂压力管》和ASTM D2996 《纤维缠绕增强热固性树脂管标准规范》进行制造、试验和验收。
5、参照ASTM D351786 《玻璃纤维增强热固树脂压力管标准规范》和ASTM D35171998《水、污水和排水聚酯基玻璃纤维增强热固性(CTKO)管标准》。
    (三)、使用寿命:
根据ASTM D2992《增强热固性树脂管及管件水压设计数据试验方法》结果表明:使用寿命可达50年以上(国外实践已使用40年以上产品完好仍在使用,在中国已累计25年以上的实践历史,性能稳定,而钢管只能使用15年、铸铁管15年、水泥管20年。
    (四)、无毒测定:
GB1311591《食品容器及包装材料和不饱和聚酯树脂及其玻璃钢制品卫生标准》进行树脂无毒检测,经中国防腐科学研究院和自来水公司通过分析,化验证明无毒,食品级树脂玻璃钢制品由黑龙江卫生部门和天津市卫生检验所的测定证明无毒。可作饮用水管道。
    七、结束语
    综上所述,在压力和流量相同的条件下,按日流量水10m3、压力按0.6MPa计算,总计销售成本、管防腐蚀费、安装费、附件费和开挖土方回填费用,铸铁管和碳钢管造价相当,比夹砂玻璃钢管造价高出30%,而夹砂玻璃钢管总体造价相当于水泥管道。但是夹砂玻璃钢管道使用安全、可靠、内壁光滑水阻小、不渗漏、不破裂、不腐蚀、不生锈和微生物、寿命长、安装方便,做为输水管道,实为理想的选择。国内外实践证明采用大口径夹砂缠绕玻璃钢输水管道技术,是科学的、合理的、先进的。是我们今后输水的发展方向。

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