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普通钢管与玻璃钢管道之间的对比

浏览: 发布日期:2018-05-29

  玻璃钢管道是一种传统管材,由钢板螺旋缠绕成圆筒状后焊接而成。从强度和刚度来看,夹砂玻璃钢管和钢管都具有优良的特性。但从耐腐蚀性与使用寿命、水力特性、能耗、水质、运输、安装、以及价格等方分析,夹砂玻璃钢管比钢管更优越、更具有竞争力。

  一、技术性能比较

  1 强度性能

  玻璃钢管道具有优良的强度性能,最大容许工作压力可达到6.4MPa,设计安全系数在6倍以上。

  2 设计的灵活性

  玻璃钢管道具有设计灵活性,可针对任何一种适用的技术参数组合进行设计和制作,能够最大化地满足顾客的需要和要求;而钢管的设计针对性就差些,只在一定程度上具备这种特点。

  1) 抗弯强度:

  根据纤维铺设与含量情况,玻璃钢管的表观环向抗弯强度可在154~340MPa之间。不但管口是柔性接口,管材也是柔性的。

  2) 抗拉强度:

  根据纤维铺设与含量情况,玻璃钢管的表观环向抗拉强度可在140~520MPa之间,轴向抗拉强度可在70~320MPa之间;

  3) 冲击强度:

  玻璃钢管具有良好的抗冲击强度,为300kgf?cm/cm2 以上 ,有试验表明:将Φ2600玻璃钢管从1.8m高处自由落下,未受任何破坏;

  3 使用寿命

  玻璃钢管道的基体是极其稳定的高分子材料,且其破坏压力是按工作压力的6倍设计的,可以确保50年使用寿命(见AWWA、ASTM标准)。

  钢管使用寿命一般为20年。运行期间维护频繁,维修难度大,费用高。钢管在埋入地下运行时,管内水质、周围土壤、地下水,埋设地带附近是否存在电场等因素,均会使管内外壁产生腐蚀。因此,标准规定:管体内外表面应涂覆沥青质或其他防腐材料。由于涂覆材料与钢管的材质不同,在长期运行中,受到气候冷热、水力冲击等作用,容易产生界面分层脱落,而逐步失去防腐涂覆层,从而使管的内表面铁分子产生氧化作用、电化学腐蚀等,必将减少使用寿命。

  4 刚度性能

  在刚度性能方面,二者都能满足工程需要。玻璃钢管是在承受弯曲应力较小的管壁中间层根据工程需要增加夹砂层来提高刚度,可满足用户所提出的任何刚度要求。钢管本身刚度足够大,可不用考虑。

  在承受短期意外的超载荷作用(如载重汽车)方面,玻璃钢管可通过自身的弹性变形来承担,并在载荷移去后能自动恢复原状;而钢管在一定的变形下容易被剪切破坏或断裂。

  5 水力特性比较

  玻璃钢管道的内壁非常光滑,新玻璃钢管的Hazen-Wllliams粗糙系数C值为160~165,其保守的设计值(按50年计)为150。 新钢管的C值均为为120,经使用后为C=65。C值的降低是由于管的内表面铁分子产生氧化作用和电化学腐蚀反映在内壁结垢造成的。

  取钢管的Hazen-Williams 平均粗糙系数C值为100,玻璃钢管的C为150,则12英寸的玻璃钢管与14英寸的钢管的流量相同。或者说,在同样的管径条件下,玻璃钢管的流量比钢管要大36%。

  钢管与玻璃钢管的流量进行比较的数据。因为新钢管的绝对粗糙度为0.05mm,腐蚀后的钢管的绝对粗糙度为3mm,腐蚀后是未腐蚀钢管的绝对粗糙度的60倍;

  

玻璃钢管道


  6 能耗比较

  由于钢管的Hazen-Williams 粗糙系数C值随着年份大幅度减少,其能耗也将大幅度增加。钢管管线的能耗远大于玻璃钢管线。其主要原因有两个:其一是由于钢管氧化、电化学腐蚀等因素,产生内壁结垢而增加阻力,使能耗增加;其二是由于在新管状态下,玻璃钢管远比钢管要光滑。值得指出的是:在管线寿命期的最后数年,钢管线需要的泵送功率将从25马力增加到60马力;而玻璃钢管线的功率基本保持不变。

  现按同样的流量进行能耗比较:

  设日流量为:6万方,管全长为10公里,输送自来水,动力粘度系数1.2*10-6,坡高为零,其中钢管的绝对粗糙度取平均值1.65mm。则:玻璃钢管的扬程为30.85m,而钢的扬程为58.62m。钢的能耗是玻璃钢管的1.9倍。这意味着在管道运行时将大大增加后期成本。

  7 水质

  玻璃钢管道的内衬采用食品级树脂,可确保水质达到国家标准(JC586~1995 ),并可用于输送和贮存含氯的饮用水及生活用水。除;此之外,在避光条件下的玻璃钢管的内壁不滋长微生物,因此埋地的玻璃钢管可进一步确保自来水的质量。

  由于钢管必须涂覆涂料,因此GB13295一91标准对涂料作了严格规定:涂料应不溶于水,不得使水产生臭和味,涂料中的有害物质应符合卫生部引水的有关规定。此外,由于钢管壁粗糙,即使采取涂覆防腐材料工艺也难以达到和玻璃钢管内壁的光滑性,且长期使用后会产生腐蚀,因而会生长微生物和结垢,从而影响水质。

  8 防渗漏性能和抗水锤能力

  玻璃钢管道采用双环橡胶密封胶圈承插连接,安装时在连接处100%打压试验,可确保接头密封性能100%合格。此外,由于玻璃钢是一种致密性很高的复合材料,管身不仅不会由里往外渗水(如往外渗的污水影响农田),而且也不可能由外往里渗(如管外部的污水往里渗将影响管内的水质)。

  由于玻璃钢夹砂管具有很高的强度和良好的延展性,不会因为水锤作用和瞬间超压产生破坏。

  钢管在焊接时要求的作业条件较高,在现场施工过程中受条件的限制焊接质量往往难以保证,因此焊接处密封的可靠性不及玻璃钢管,爆管现象就是出在钢管的焊接处。

  由此可见,玻璃钢管道的防渗性比钢管要优越得多。

  本文由玻璃钢管道整理,此文观点不代表本站观点。


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