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取钢管的(de)Hazen-Williams 平均粗糙(cāo)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(cùn)的钢管的流量相同。或者说,在同样的管径条(tiáo)件下,玻璃钢管的流量比钢管要大36%。 6 能耗比较 由于钢管(guǎn)的Hazen-Williams 粗糙系数(shù)C值随着年份大幅度减少,其能耗也(yě)将大幅度增(zēng)加。钢管管线的能耗远大于(yú)玻璃钢管线。其主要原因有两个:其(qí)一(yī)是由于钢管氧化、电化学腐蚀(shí)等因素,产生内壁结垢而增加阻力,使能(néng)耗增加(jiā);其二是由于在新(xīn)管状态下,玻璃钢管远比(bǐ)钢管(guǎn)要光(guāng)滑。值得指出的是:在管线寿命期的后数年,钢管线需要的泵送功率将从25马力增加到60马力(lì);而玻璃钢管线的功(gōng)率基本保持(chí)不变。 现按同样的流量进(jìn)行能耗比较: 设日流量为:6万方,管全长为10公里(lǐ),输送自来水,动力粘度系数1.2*10-6,坡高为零(líng),其中钢管的(de)粗糙(cāo)度取(qǔ)平均值(zhí)1.65mm。则:玻璃钢管的扬程为30.85m,而钢的(de)扬程为58.62m。钢的能耗是玻璃钢管的1.9倍。这(zhè)意(yì)味着在管道运行时将大大增加后(hòu)期成本。 7 水质 玻璃钢管的(de)内衬采用食品级树脂(zhī),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(yǐn)用水及生活用水。除;此(cǐ)之外,在避光(guāng)条(tiáo)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(yī)步确保(bǎo)自来水的质量。 由于(yú)钢(gāng)管涂覆(fù)涂料,因(yīn)此GB13295一91标(biāo)准对涂料作了严格规(guī)定:涂料应不溶(róng)于水,不得使水产生臭和味,涂料中的有害(hài)物(wù)质应符合卫生部引水的有关规定。此外,由于钢管壁粗糙,即(jí)使采(cǎi)取涂覆(fù)防腐材料工艺也难以达到和玻璃钢管内(nèi)壁的光滑性,且长期使用后会产生腐蚀,因而(ér)会生长微生(shēng)物和结垢,从而影响水质。 8 防渗漏性能(néng)和抗(kàng)水锤能(néng)力 玻璃钢管采用双环橡胶密封胶圈承插连接,安装时在连接处打压试验,可确保接头密封性能合格。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(rú)往外渗(shèn)的污水影响(xiǎng)农田),而(ér)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(shuǐ)质)。 钢管在焊接时要求的作业(yè)条(tiáo)件(jiàn)较高,在现场施工过程中受条件的限制焊接质量往往难以,因此(cǐ)焊接处密封的可(kě)靠性不及玻璃钢管,爆管现象就是(shì)出在钢管的焊(hàn)接处。 由于(yú)玻(bō)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(zuò)用和瞬间超压产生破坏。 由此可见,玻璃钢管材的防渗性比钢管(guǎn)要得多。 9 适用性、安全(quán)和环保特性 在可能的组合下,可根据(jù)使用条件(jiàn)要求对玻璃钢夹砂管进行灵活设计,并且,国内水平的生产(chǎn)装备完够按照各种设计方案生(shēng)产出合格产品。由于食品级(jí)树脂等原材料质量稳定,经多年使用(yòng)效果良好。 玻璃钢管由结构稳定的无机非金属材料(liào)和(hé)大(dà)分(fèn)子(zǐ)链的有机材料构成,管 道内外富树脂层的结构(gòu)形式使管材在长期使用中性能稳定(dìng),渗入渗出(chū)极少(shǎo),不会对所(suǒ)输送的水质和环境(jìng)水土产(chǎn)生影响,因此,玻璃钢(gāng)夹砂管是一种很(hěn)好的环保材料。由于玻璃钢夹砂管具(jù)有很高的(de)强度和良(liáng)好的延展性,不会因为水(shuǐ)锤(chuí)作用和瞬间超压产生破坏(huài),又不会对所(suǒ)输(shū)送的水质和环境水土产(chǎn)生影(yǐng)响,因此,从诸多方面评价玻璃钢(gāng)夹砂管都是一种安全的管材。另外,由于玻璃钢夹砂管内壁光滑,水流阻力小,特别是在有重力流的情况(kuàng)下,所需的加压设备少,节省运行动力。一般(bān)情况下,玻(bō)璃钢夹砂管的运行(háng)费用比其他管材低20%左右。由于玻(bō)璃钢(gāng)夹砂管强度高,材质稳定,非外力作用不易破坏(huài),可以讲玻璃钢(gāng)夹砂管基本(běn)上(shàng)是免维护的(de)。国内外正在运行管道的良好表现也证(zhèng)明了这一点。 10 抗剥离性能 在规定的使用期内,正常使用情况下玻璃钢夹(jiá)砂管不会出现剥离现象。现从玻璃钢夹砂管的构成材料、材料作用原理、结构和生产工艺三方面加以说明。 1)构成材料:玻璃钢(gāng)夹砂管的主要(yào)材料为不饱和聚酯树脂、无碱无捻玻璃纤维和天然圆角石英砂。不饱和聚酯树(shù)脂采用南(nán)京(jīng)帝斯曼(màn)树脂有限公司、大连鑫鼎树脂涂料有限公司等国(guó)内生产厂家(jiā)的产(chǎn)品,其酸(suān)值、工艺(yì)浸(jìn)润性(xìng)、浇铸体断裂韧性和强度等指标均处(chù)于国内水平;无碱无捻玻璃纤维采用巨石集团和泰山玻璃纤维有限公司,该产品采用了的池窑拉丝生产技术,使(shǐ)用佳的表面处理剂,因此,其拉伸强度、耐磨性、表面形态及其与树脂的融合程度均十分理想;石英砂采(cǎi)用内蒙古(gǔ)草原的天然圆角(jiǎo)石英砂,经水洗、烘干和筛选等工艺过程后得到符合理想级配的产品,其形状、成份(fèn)和(hé)洁净度使天然圆角石英砂具有浸润性好(hǎo)、堆积密度高、有效地提高玻(bō)璃钢夹砂管强度(dù)和刚度等优良性能。美国欧文斯科宁管道有限公司用与上述材料相同性能的材料生产的玻璃钢夹(jiá)砂管,经美国欧文斯科宁管道有限公司美国技术中心和挪(nuó)威技术中心按照ANSI/AWWA C950-95标(biāo)准中的长期静水压设计基准(HDB),经过10000小时严格的模拟试验,采(cǎi)用线性回归分析方法(fǎ)推算出在50年的使用期内,按照规定要求(qiú)设计(jì)和生产的玻璃钢夹砂管的性能衰减程(chéng)度是(shì)完够达到其低使用要(yào)求的(de)。 2)材料作用原理:构成地埋玻璃钢夹砂管的主要(yào)材料无碱无捻玻璃纤维和天然圆(yuán)角石(shí)英砂均属典型的无机非金属材料,起增强作用,具有理想的组份和结构(gòu)强度,其(qí)性能在玻(bō)璃钢夹砂管的成型过程和使用期内无变化。不饱和聚酯树脂属黏(nián)接材料,在成型过程中发生化学(xué)反应(yīng),从(cóng)低分子线性结(jié)构转变成具有黏附力好,剪切强度(dù)高,收缩率(lǜ)小(xiǎo)的稳固的高(gāo)分子三维立体结构,使其极难与增(zēng)强材料(liào)脱离(lí)。 3)结构和生产工艺:玻璃钢夹砂管的内表面是由高比例不饱和聚酯树脂和增强材料构成的防渗漏层,然后是环向(xiàng)和交叉缠绕的无碱无捻玻璃纤维和树脂层。整个石英(yīng)砂层居于管壁中(zhōng)部位置,其(qí)中有多层(céng)环向和交叉缠绕的无碱无(wú)捻玻(bō)璃纤(xiān)维起连接和增强作用(yòng)。外(wài)层仍为环向和交叉缠绕的无碱无捻玻璃纤维和树脂(zhī)层。生产过程中给予纤维以足够的成型张力(lì)并逐(zhú)层(céng)压实,使整个管壁结构(gòu)浑然一体(tǐ)。 钢管的导热系数较高(gāo),与防腐材料间变形系数差(chà)别较大(dà),在局部腐蚀、水流冲(chōng)击等外部因(yīn)素作用下较易剥离(lí)。 11 抗冻(dòng)性(xìng)能 玻璃钢管属柔性(xìng)管(guǎn),断裂延伸率较高,弹性好,导热系数低,属非金(jīn)属保温材料。另外,由于玻璃钢夹砂管的环向拉伸强度(dù)和轴向拉伸(shēn)强度较(jiào)高,即使在管内满(mǎn)水全(quán)部冰冻情况下,也不会出(chū)现冻裂(liè)现象。一般情况下,在寒冷地区埋(mái)设的玻璃钢管运行中可有1/3~1/2在(zài)冻(dòng)层(céng)内不(bú)致影响使用(yòng)。 12 抗变形和基础不均匀(yún)沉降能力 玻璃钢管既具备足够的抗外部荷载和(hé)变形的刚(gāng)度(dù)性能,又具有(yǒu)一定(dìng)的柔性,DN1800mm管接口借转(zhuǎn)角度可达(dá)到1.5°;而钢管为刚性连接,受(shòu)外力或不均运沉降作用易发生剪切破坏或焊口开裂现(xiàn)象。因(yīn)此,玻璃钢管比钢管具有更强的抗变形和不均(jun1)匀沉降(jiàng)能(néng)力,对地震等外力有较强的抵抗能(néng)力。 13维护(hù)与维修 从玻璃钢管的特性和引松入长等工(gōng)程的运行情况看,玻璃钢管是一种免维护的管材。如因外部因素造成玻璃钢管损坏,玻璃钢企业可采用成(chéng)型的特(tè)种维修卡头在不影响供水的(de)情况下于短时间内解决问题。 钢管一旦损坏或爆管,维修相当困难。 |