玻璃钢夹砂管道与球墨铸铁管比较
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3、纤维缠绕夹砂玻璃钢管的优点
与其他材质的管道比较,玻璃钢管道具有以下一些显著的优点: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、菌类等微生物玷污蛀附,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。
3)耐热性、抗冻性好:
在-30℃状态下,仍具有良好的韧性和极高的强度,可在-50℃-80℃的范围内长期使用,采用特殊配方的树脂还可在110℃以上的温度工作。
4)自重轻、强度高,运输安装方便:
采用纤维缠绕生产的夹砂玻璃钢管道,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60-150MPa,近似合金钢。因此,其比强度(强
度/比重)是合金钢的2-3倍,这样它就可以按用户的不同要求,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的接头。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,输送能力高:
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钢管道,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1012-1015Ω.cm,最适应使用于输电、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‰,管道的保温性能优异。
7)耐磨性好:
把含有大量泥浆、沙石的水,装入管子中进行旋转磨损影响对比
试验。经300万次旋转后,检测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0.21mm。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。对地埋管无需作阴极保护,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,安全可靠。
据实验室的模拟试验表明:玻璃钢管道寿命可长达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,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道可使用好几代,又无需年年检修,更可以发挥它优越的综合效益。
②、水力性能差、能耗高。预应力钢筋混凝土管的管内糙率系数在几种管材中是最高的,其n=0.013-0.014,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,而且从其工艺分析其芯管大都采用离心法成型,混凝土的水灰比较大,在离心力的作用下,粗骨料偏靠管的外壁,而管内壁则由于细骨料和水分的析出,其强度和耐腐性较差,当管内受水流长期冲刷和浸泡后,内壁可能发生磨损和剥蚀,糙率增大,增大了水头损失。
③、水泥砂浆衬里在某些情况下会对水质产生不利影响,试验表明如砂浆受到能溶解石灰的水侵蚀会导致砂浆流失、砂浆受损、水被碱化、PH值升高、增加氯耗、水消毒的效果受到影响等。
4.球墨铸铁管
球墨铸铁管的优点是明显的。
(1)抗拉强度高,是一般灰铸铁管的3倍
(2)韧性好,延伸率高,为5-15%,而一般灰铸铁管为0
(3)工作压力可2.45MPa,而一般灰铸铁为0.74MPa;
(4)耐冲击、耐震动、耐腐蚀,比钢管好。
但其也有自身的缺陷,其一是造价较高,只比钢管略低。此外:①其耐腐蚀虽比钢管要好,但是其管壁薄,埋设在土壤中受蚀穿孔的速度比灰铸铁管快得多,若外防腐作得不够,几乎在5-8年内就发生腐蚀穿孔,而管材在腐蚀土壤中的受腐蚀速度达0.5-1.5mm/a,因此球墨管的外腐蚀一定要按要求做好,而这点在生产、施工、安装中不易保证,造成事故隐患。②其内衬一般为水泥砂浆涂敷,水泥砂浆衬里在某些情况下会对水质产生不利影响,试验表明如砂浆受到能溶解石灰的水侵蚀会导致砂浆流失、砂浆受损、水被碱化、PH值升高、
增加氯耗、水消毒的效果受到影响等。而且由于水泥与铸铁性能差异较大,在外冲击、内压、温度变化等条件下,水泥砂浆衬里更易裂纹,导致水分渗入,甚至剥落,造成水阻增大,影响水质。
此外,所有的传统管道都存在对水锤作用承载能力差,极易引起重大事故,水锤的引起原因是多方面的,比如:排气阀设置不当或失灵,在突然停电或机泵开停时,以及阀门的快速关闭,都会引起水锤作用,即内压的突然增高,其增高的比例与管材的环向拉伸模量和壁厚与直径的比例有关,由于传统管材不是环向拉伸模量过高,就是壁厚太厚,或者两者兼而有之,造成水锤引起的压力增高相当大,而管材的自身承载力不够(其安全系数只有 1.2-5,不同管不一样)造成破坏。
玻璃钢管材作为一种新兴材料,在发明初期就考虑到了传统管材的主要缺陷,在日后不断完善中已全部避免了传统管材的缺点,比如:
1) 腐蚀问题:
由于玻璃钢管道为高性能的树脂和高强纤维的复合材料,其可耐大部分酸、碱、盐的腐蚀,故对于水或者土壤的腐蚀,不会对其产生任何影响。
2)对水质的影响
在给水管线中,玻璃钢管道采用的内衬树脂为高韧性食品级树脂,通过国家卫生部及地方防疫部门的检测,满足国家饮用水要求,而且,该产品在电子行业的电子用纯水系统和食品酿造行业的大量使