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  • 玻璃鋼管

    玻璃鋼管簡介

    以玻璃纖維或其制品作增強材料的增強塑料。稱謂為玻璃纖維增強塑料,或稱謂玻璃鋼。由于所使用的樹脂品種不同,因此有聚酯玻璃鋼、環氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之稱。玻璃具有硬而易碎,具有很好的透明性以及耐高溫、耐腐蝕等性能;同時鋼鐵很硬并且不易碎,也具有耐高溫的特點。于是人們開始想,如果能制造一種既具有玻璃的硬度、耐高溫、抗腐蝕的性質,又具有鋼鐵一樣堅硬不碎的特點,那這種材料一定會大有用途。人們經過研究試驗,終于制出了這樣一種復合材料。它,就是能與鋼鐵比肩而立的玻璃鋼管。

    玻璃鋼管以其獨具的強耐腐蝕性能、內表面光滑、輸送能耗低、使用壽命長(在50年以上)、運輸安裝方便、維護成本低及綜合造價低等諸多優勢在石油、電力、化工、造紙、城市給排水、工廠污水處理、海水淡化、煤氣輸送等行業取得了廣泛的應用。

    隨著中國城市化進程加快,面對人口、資源和環境的平衡與保護,各級政府在逐年加大對城市基礎設施的投入,結合先進科學技術需要,管材、管件的品種和規格不斷豐富,產量不斷增加,質量不斷提高,尤其是塑料管發展更快,成為當今投資熱點。玻璃鋼管就為其中之一。

    其中剛度等級SN=EI/D3,通常以N/m2作單位。EI為沿管軸方向單位長度內管壁環向彎曲剛度,D為管道平均直徑。壓力等級PN有0.1、0.6、1.0、1.6、2.0、2.5Mpa;剛度級SN有1250、2500、5000、10000N/ m2。

    玻璃鋼管特點

    1.耐腐蝕性能好。由于玻璃鋼的主要原材料選用高分子成分的不飽和聚脂樹脂和玻璃纖維組成,能有效抵抗酸、堿、鹽等介質的腐蝕和未經處理的生活污水、腐蝕性土壤、化工廢水以及眾多化學液體的侵蝕,在一般情況下,能夠長期保持管道的安全運行。

    玻璃鋼管

    2.抗老化性能和耐熱性能好。玻璃鋼管可在-40℃~70℃溫度范圍內長期使用,采用特殊配方的耐高溫樹脂還可在200℃以上溫度正常工作。長期用于露天使用的管道,其外表面添加有紫外線吸收劑,來消除紫外線對管道的輻射,延緩玻璃鋼管道的老化。

    3.抗凍性能好。在零下20℃以下,管內結冰后不會發生凍裂。

    4.重量輕、強度高、運輸方便。玻璃鋼管不但重量輕、強度高、可塑性強、運輸與安裝方便,還容易安裝各種分支管,且安裝技術簡單。

    5.水力條件好。內壁光滑、輸送能力強,不結垢、不生銹、水阻小。

    6.可設計性好。玻璃鋼管可根據用戶的各種特定要求,諸如不同的流量,不同的壓力,不同的埋深和載荷情況,設計制造成不同壓力等級和剛度等級的管道。

    7.維護成本低。玻璃鋼管由于上述的耐腐、耐磨和抗凍和抗污等性能,因此工程不需要進行防銹、防污、絕緣、保溫等措施和檢修。對地埋管無需作陰極保護,可節約工程維護費用達70%以上。

    8.耐磨性好。把含有大量泥漿,沙石的水,裝入管子中進行旋轉磨損影響對比試驗。經300萬次旋轉后,檢測管內壁的磨損深度如下:用焦油和瓷釉涂層的鋼管為0.53mm,用環氧樹脂和焦油涂層的鋼管為0.52mm,經表面硬化處理的鋼管為玻璃鋼管為0.21mm。由此玻璃鋼耐磨性能好。

    玻璃鋼管

    9.電熱絕緣性好。玻璃鋼是非導體,管道的電絕緣性特優,絕緣電阻在1012~1015Ω.cm,最適應使用于輸電,電信線路密集區和多雷區玻璃鋼的傳熱系數很小,只有0.23,是鋼的千分之五,管道的保溫性能優異。

    10.摩擦阻力小輸送能力高。玻璃鋼管內壁非常光滑,糙率和摩阻力很小。糙率系數為0.0084,而混凝土管的n值為0.014,鑄鐵管為0.013,因此,玻璃鋼管能顯著減少沿程的流體壓力損失,提高輸送能力。因此,可帶來顯著的經濟效益:在輸送能力相同時,工程可選用內徑較小的玻璃鋼管道,從而降低一次性的工程投入;采用同等內徑的管道,玻璃鋼管道可比其他材質管道減少壓頭損失,節省泵送費用。此外,玻璃鋼管道可縮短泵送時間,減少長期運行費用

    玻璃鋼管制備

    玻璃鋼管生產工藝主要有三種類型:往復式纖維纏繞工藝、連續式纖維纏繞工藝以及離心澆注工藝。

    往復式纖維纏繞工藝(屬于定長法):在這種工藝方法中,浸膠槽隨轉動的芯模作往復運動,長纖維玻璃絲以一定的斜角相對于芯模軸輔放,輔角(即纏繞角)受浸膠槽的移動速度和芯模轉速之比控制,浸膠槽的平移運動由計算機化的機-電控制。纏繞層數逐漸增加,達到設計的壁厚為止。纏繞完成后,使制品中的樹脂基本固化。固化后,從玻璃鋼管中脫出芯模。

    連續式纖維纏繞工藝(屬于連續法) :該工藝是管子在運動中通過一個供給樹脂預浸無捻粗紗,短切玻璃鋼纖維和樹脂砂混合物的供料站,管子是在芯模連續不斷的前進中制成的。

    離心澆注工藝(屬于定長法) :在此工藝中,用切斷的玻璃纖維增強材料和砂,喂入固定在軸承上的鋼制模具中,在鋼模一端注入加催化劑的不飽和樹脂,使其浸漬增強材料,在離心力作用下,樹脂置換出纖維及填料中的空氣,從而制造出無孔隙的致密復合材料,由于離心力的作用管內壁形成一個平滑、光潔的富有樹脂的內表面層,管材在較高溫度下固化。用這種方法制造的管又稱玻璃鋼夾砂管。

    世界上采用往復式纖維纏繞工藝制管的廠家比其它兩種生產工藝生產廠家多的多,原因之一是往復式纖維纏繞工藝制造的玻璃鋼管具有更廣泛的用途,適用性比較好。

    玻璃鋼管結構

    1、樹脂

    所用不飽和聚脂樹脂應符合GB/T 8237的規定。

    外徑系列RPM管尺寸

    所用環氧樹脂應符合GB/T 13657的規定。

    用作引水管及飲用水管的樹脂衛生標準必須符合GB 13115的規定。

    2、增強材料

    所用無堿無捻玻璃纖維紗、中堿無捻玻璃纖維紗應符合GB/T 18369-2008的規定。

    3、填料

    SiO2含量大于95%,含濕量應小于0.2%。

    CaCO3含量大于98%,含濕量應小于0.2%。

    4、外觀質量

    管的內表面應光滑平整,無龜裂、分層、針孔、雜質、貧膠區及氣泡,管端面應平齊、無毛刺。管外表面無明顯缺陷。

    5、尺寸

    直徑偏差:外徑系列應符合表1中規定,內徑系列應符合表2中規定。

    長度偏差:±0.005L(L為管的有效長度)。

    壁厚:最小厚度應不小于經規定程序批準的圖樣和技術文件規定的標稱厚度的87.5%,平均厚度應不低于標稱厚度。

    管端面垂直度:符合表3中規定。

    內徑系列RPM管尺寸

    6、內襯層:內表面厚度不小于0.5mm,內表面和次內層厚度應不小于1.2mm。

    7、玻璃鋼管運輸、貯存

    (1)、起吊和運輸

    玻璃鋼管起吊宜用柔性繩索,若用鐵鏈或鋼索起吊,必須在吊索與管道棱角處填橡膠或其它柔性物。起吊時應輕起輕放,必須采用雙點起吊,嚴禁單點起吊。運輸時應固定牢靠,采用臥式堆放,嚴禁拋擲與劇烈撞擊。

    (2)、貯存

    產品應按類型、規格、等級分類堆放,遠離熱源,且不宜長期露天存放。堆放層數參見表4。堆放時層與層之間用墊木隔開。

    8、安裝基本要求

    RPM管道可以采用對接膠合連接、承插膠合連接、承插內外膠合連接、橡膠圈承插連接、法蘭連接及膠泥連接等形式。最常用的是橡膠圈承插連接和法蘭連接及膠泥連接。不論何種連接形式,在安裝時應考慮溫度變化引起的熱膨脹和熱應力。

    管道溝槽底部的開挖寬度應滿足下管、回填、夯實及安裝操作的要求,一般為管徑加兩倍工作面寬度和支擋厚度,但管溝底的寬度不應小于600mm。管溝工作面寬度符合表5中規定。管溝的底面要求平整而連續,不得有大于40mm的圓石或大于25mm尖角形碎石直接與管外壁接觸。

    玻璃鋼管安裝基本要求

    除特殊地質與地形條件,玻璃鋼管敷設要求按國家或行業現行有關管道輻射規范或規程執行。溝槽是否采取支撐措施應根據溝槽的土質、地下水位、開槽斷面、外荷載條件等因素由施工組織設計確定。支撐材料可選用鋼材、木材或鋼材木材混合用使。

    管道回填前要檢查管道的外觀有無損傷及連接有無脫落等質量問題,管溝至管頂以上500mm范圍內,回填土不得含有有機材料、凍土以及大于50mm的磚、石等硬物,回填夯實密度不得小于設計要求的密度。

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