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供水管网的管材综述

[ 建筑工程教育网 | http://www.cngcw.com| 时间:2007-12-13 9:57:00 | 收藏本文 ] 【
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水质稳定,由于铝材的特性,不适用于腐蚀性的环境。

  (2.3)孔网钢带塑料复合管它类同铝塑复合管,只是以多孔钢带焊接卷管替代薄铝带焊接卷管,它是以高密度聚乙烯为基体,以冲孔后的冷轧钢带焊接而成的网状钢管为增强体,经挤出成型连续复合而成,内外壁塑料通过金属骨架上的孔形成一体。这种管材具有三层结构,塑料与金属在管壁内相互包容,可避免塑料与金属骨架的分离与剥落。管道连接可采用套管件电熔焊连接,也可用胶圈管件快装连接,它具有钢管的机械强度,又具有塑料管的耐腐蚀性,可适用于DN≤200mm 的配水管道及室内冷水主立管道上使用。此类管材安装时,切断的端面应作严格的防锈处理,但在今后管道不停水引接分支管时,孔口切面锈蚀问题就无法处理,这将是此类管材应用中的弱点。

  (2.4)镀锌钢管衬塑复合管镀锌钢管衬塑有两种方式,一种是内喷衬聚乙烯,另一种是热镀锌钢管内经特殊过盈级配合工艺,复合挤压聚乙烯、聚丙烯管,目前国内均有此两种方式的产品,前种衬涂层不易粘牢,不易衬匀,容易分层;后一种方式效果较好,而管件釆取内喷衬聚乙烯。

  管材组装也有两种方式,一种是通常壁厚的热镀锌钢管及管件,内挤压聚乙烯管或喷衬聚乙烯层后,仍套丝连接,价格较贵;另一种是薄壁热镀锌钢管及管件,内经特殊过盈级配合工艺,复合挤压聚乙烯管或喷衬聚乙烯层,管材不套丝,采用快速接头工艺,管道装拆快捷,价格低廉,综合价格类同镀锌钢管,有良好的适用前景,但管外壁及管端面的防腐问题没有根本解决。

  3.4.2热固性塑料管热固性塑料管(GRP)通常是指玻纤维增强树脂塑料管,又称玻璃钢管。

  (1)制造工艺这种管材有两类制造工艺:离心浇注成型法(Hobas法)纤维缠绕法(Veroc法)纤维缠绕法又分连续缠绕法与往复缠绕法。

  为了提高管材的刚度,以上三类制管工艺均可在制管过程中加砂。我国八十年代开始研制,九十年代又从意大利、奥地利、美国、日本等国家引进设备和技术,形成了近五十条生产线,主要的近十家。

  A. 离心浇注工艺——在制管过程中,切短的玻璃纤维增强材料和砂,喂入固定在轴承上的钢模中,钢模由电动机驱动,随着钢模的高速转动,在钢模一端注入含催化剂的树脂,使其浸渍增强材料,在离心力作用下,树脂置换出纤维及填料内的空气,从而制造出无孔隙的致密的复合材料。由于离心力作用,管内壁形成一个平滑、光洁的富有树脂的内表面层,管材在较高温度下固化。北京北辰现代管道有限公司及浙江东方集团管道公司均引进Hobas的设备与技术,形成了由计算机控制的半自动化生产线,制造离心法的加砂玻璃钢管。管材外模在离心旋转的条件下,喂料机由计算机控制往复输送数十次不同的原材料。其管壁按功能可简化分为内衬、增强、结构、增强、外保护五层。各层的材料及作用如表4.这种管材内外壁光滑、管壁致密性好、由于外形尺寸规范,一旦破管有利于用卡箍法进行维修。这种管材不带承口,需用双承柔性套管连接,这比承插管材多了一倍的接口数,而增大了故障概率。套管是采用二重水密封唇的三元乙丙橡胶与缠绕玻璃钢为一体的结构,通常套管与管材在厂内首先组合好,但放在堆场上日晒雨淋,套管的玻璃钢外壳与橡胶内衬线膨胀系数不一,容易脱层变形。

  B.连续缠绕工艺——在芯模上,用长纤维玻璃丝,以一定的斜角径向连续缠浇,在管芯树脂中要掺和一定比例的短纤维和砂,这样的制管工艺原系丹麦的专利,可生产任意长的管段,它的承水压能力一般在1.6MPa以下,管径在300~3000mm间,国内也有这方面的制管厂家,如河南省安阳复合材料厂从意大利引进了设备,吉林省长春复合材料厂从美国引进了相关技术及设备。

  C.往复缠绕工艺——在芯模上,用长纤维玻璃丝以一定的斜角,经径向交叉缠绕,对于有高刚度要求的管材可以加砂。但承受内压较高的管材一般不加砂。国内现引进这种制管工艺的厂家较多,如河北省中意玻璃钢有限公司、江苏省连云港市复合材料厂、四川省自贡市中嘉玻璃钢有限公司等。

  近几年国内有些厂家能自制设备,用往复缠绕工艺制造玻璃钢管。

  (2)管材分析

  A.三种工艺比较,往复缠绕工艺承受内水压能力较高,接口数较少,连续缠绕工艺建厂投资较少;离心浇注工艺抗渗性好,制管成本较低,管材有利维修。

  B.玻璃钢管可以根据不同的使用条件进行结构设计与制造,选用不同的树脂与纤维等将影响它的质量与价格。一般结构层所用树脂为邻苯性不饱和聚酯树脂或改性邻苯性不饱和聚酯树脂;内表防渗层,一般使用间苯性不饱和聚酯树脂或卫生级邻苯性不饱和聚酯树脂,产品质量要求较高时,内防渗层也有用乙烯基酯树脂,而这些树脂的价差是很大的。

  C.玻璃钢管与其它塑料管一样,均存在应变腐蚀问题,通常以蠕变系数来表示。蠕变的定义是管道的强度等性能,随使用时间的延长而下降,因而在保证管材一定使用寿命的条件下,确定管材制造的性能指标。塑料管材的蠕变与可用材料的本身性能有关,也和管壁结构有关,玻璃钢管刚度的蠕变系数,对无压管为0.4,承压管为0.5.

  D.玻璃钢管无论采用何种工艺,制管及制做管件的过程中,质量控制手段和检测手段的完善都是至关重要的,否则难以保证质量。

  E.玻璃钢管刚度小,管道基础要求较严,必要时需作砂垫层,但它重量轻,抗腐蚀,安装容易,是它的优点。

  F.玻璃钢管破裂维修,通常采用玻璃钢粘补,它必须在干燥的环境下作业,这正是供水管道难以具备的条件。

  G.管材始终存在废旧料的再生回收、焚烧处置的问题,热塑性塑料管及热固性塑料管的最终焚烧处置大多数对环境造成不同程度的危害。

  H.输水用的玻璃钢管,它的内衬层应耐磨、有韧性、表面光洁、厚度适当、树脂固化效果好,不允许存在裂纹。否则影响其抗渗性,结构层的纤维有可能游离至水中,影响输水的卫生条件。一般而言,大口径玻璃钢管在源水引用管道上,国内外使用较多。而在供水管网中使用较少。

  4.管材的接口

  (1)焊接、粘接的管道,应考虑热涨冷缩的对策措施,适当距离安装柔性接口,伸缩器或U形弯管。

  (2)目前各类管材中采用胶圈柔性接口时,基本上均采取推入式滑动逗管方式,故逗管的插口工作面应涂润滑剂,润滑剂的选择应对胶圈及水质无害。逗管后的内间隙不宜过大,胶圈滑不到工作面,出现局部沉降时容易渗漏水;内间隙没有也是不好的,接口的柔性受到削弱。

  (3)柔性接口的胶圈务必按标准定点供货。对于铸铁管而言,楔型胶圈符合国际标准(ISO2531),但对承口铸造尺寸要求较严;国内推行的梯唇型胶圈,用胶量较大,承口内侧铸造成形容易。

  (4)柔性接口逗管要求管子放平,中线对齐,一次逗进。若逗管施力过大则应退出,查找原因后返工。强行逗管、胶圈卷曲,难以退出。

  (5)管材、管件的接口不推荐刚性接口,就是抢爆修复中,力求安装柔性快速抢修接头,这样减少停水时间,又可提高管道的安全性。

  (6)刚度较差的管材,在逗管前插口端应有支撑设施,保持圆度。

  (7)大口径管件的柔性接口,力求有防滑脱装置等具体措施,减少支墩尺寸。

  (8)阀门在管道上连接,应有可拆装的活动部件。对于DN≤300mm的可使用活法兰(单盘连接器),否则用可固位的伸缩器。

  (9)热塑性塑料管材有多种类别,但连接方式归纳起来有四种,即胶合剂粘接、胶圈夹紧式连接、热熔式插接、电熔合连接。

  针对UPVC管而言,采用粘接时应注意以下几点:管材与管件的配合间隙不大于0.2mm;胶合剂质量稳定;粘接操作过程规范、认真;管路粘接后应在24小时内不被振动;施工环境干燥,湿度较低;管路安装应考虑管材热胀冷缩的对应措施。

  由于在施工中,上述各点落实上有一定难度,不少供水企业在安装UPVC管时,乐于使用胶圈柔性连接,且使用一次注塑成型的柔性接口管件。但也应注意以下几点:胶圈材质符合要求;逗管操作时,注意轴线一致,用力匀称;管材接口工作面清洁,并涂润滑剂,选择润滑剂时,一则对人无害,二则对胶圈无损;柔性连接的三通、弯管的受力面应作挡墩;逗接过程应保持内留一定间隙。

  对于HDPE管材而言,通常采用电熔合连接。它是将电阻丝预先埋在管件中,在施工现场,只需将专用焊接仪的插头与管件的插口连接,便可将管件与管材熔合在一起,它要求管材与管件配合间隙适当,接触部位干净;HDPE管可以注塑热熔管件现场用热熔承插焊机对接方式连接;也可用热熔对接焊机将两管端面热熔后对接,其中较大口径管件是用多角焊机加工成型。由于后两种连接方法容易,管件便宜,有利于管材的推广。

  但是HDPE管采用热熔对接时,管内出现缩径凸缘,特别是多角焊机加工的管件内更多,这增大了水流阻力;另外在小区敷设中,工程分散、量小、管件多、沟内作业面窄、与其它管线穿插频繁,热熔对接难度大,需要电源,焊机维护保养烦,影响了HDPE管在这方面的推广使用;相反,承插式柔性接口的HDPE管及管件则安装方便,且接口处不存在阻水的凸缘。江苏江阴大伟塑料制品有限公司根据供水企业的具体情况,开发了de315、200、160、110、90、63mm的承插式柔性接口的HDPE管及管件,已在佛山、成都等城市供水管网中试用成功,因此承插式柔性接口的聚乙烯管及管件将是供水行业乐于使用的管材之一。

  复合管材的连接,多数采用金属管件或聚甲醛管件,以胶圈夹紧式连接,这种方式操作方便,拆改容易,唯锥形胶圈及压圈的方向不可倒置,夹紧用力适当。

 钢管GRP——Glass reinfoced plastics

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