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玻璃鋼管道技術特點及在我國的應用現狀分析

发布日期:2018-08-11 17:58 已有次個人浏覽並咨詢
  國際上,纖維纏繞技術始于本世紀40年代,1946年在美國申請專利。50年代初期,開始制作玻璃鋼管道,距今已有40余年的曆史。目前,國際上玻璃鋼管道工業發展很快,年産量日趨增加,以美國爲例,年玻璃鋼管道使用量10000km,且每年以5%~10%的速度遞增。
  我国纤维缠绕工艺始于1958年,当时主要是为“两弹一机”国防建设服务的。最早应用于民用的玻璃钢管道以手糊及布带卷绕为主,这样日本一本道高清无码av的管道防渗性能差,质量不稳定,虽经多次试验,也未能在大范围内推广使用。80年代末,我国首次引进玻璃钢管 道缠绕设备,从此,我国玻璃钢管道工业真正开始了大发展。截至1997年,玻璃钢管道纤维缠绕日本一本道高清无码av线已有133条。其中43条为引进日本一本道高清无码av线〔1〕,国际上 一些闻名公司也相继在中国成立合资或独资公司,国内部分厂家日本一本道高清无码av的玻璃钢管道质量已经可以和国际上的日本一本道高清无码av相媲美,日本一本道高清无码av已多次出口。玻璃钢管道工业在中国正 处于大的发展期。
  尽管如此,与我国巨大的管道市场相比.玻璃钢管道所占份额仍很低,其原因关键在于尚有许多用户对缠绕玻璃钢管道的优良性能还不十 分了解,对玻璃钢管道在我国的应用现状还缺乏足够的熟悉,对选用玻璃钢管道仍抱迟疑、观望的态度。为此,本文对缠绕玻璃钢管道的性能进行具体分析,对其在 我国的应用现状进行总结,以期进一步推动我国玻璃钢管道工业向前发展。
 
玻璃钢管道
 
  2特點
  2.1耐腐蝕性能好
  纤维缠绕玻璃钢管道结构上分内衬层、结构层及外保护层三部分。其中,内衬层树脂含量高,一般在70%以上,其内表面富树脂层树脂含量高达95%左 右。通过对内衬所用树脂的选择,可使玻璃钢管道在输送液体时具有不同的耐腐蚀性能,从而满足不同的工作需要;对需外防腐的场合,只需对外保护层树脂进行认 真选择,便也可达到不同外防腐的使用目的。
  根据不同的腐蚀环境,可选用不同的防腐树脂,主要包括:间苯型不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、双酚A树 脂、环氧树脂及呋喃树脂等,根据具体情况分别选用:对酸性环境,选用双酚A树脂、呋喃树脂等;对碱性环境,选用乙烯基树脂、环氧树脂或呋喃树脂等;对溶剂 型使用环境,选用呋喃等树脂;当酸、盐、溶剂等腐蚀不是十分严重时,则可选用价格较为低廉的间苯型树脂〔2〕。通过对内衬层不同树脂的选择,便可使玻璃钢 管道广泛用于酸、碱、盐、溶剂等工作环境中,表现出良好的耐腐蚀性能。
  2.2水力學性能優良
  纏繞玻璃鋼管道內表面光滑,內壁絕對粗糙度僅爲0.01mm,遠小于鋼管及鑄鐵管的內壁粗糙度見表1〔3〕,屬水力學光滑管。
  管道類型新鋼管半新鋼管舊鋼管鑄鐵管玻璃鋼管粗糙度/mm0.1~0.20.2~0.30.5~0.80.6~1.00.01
  根據Hazen-Williams公式:
  Hf=〔42.7Q/
  對纏繞玻璃鋼管道和鑄鐵管進行計算比較:當管內流體流速爲1.0~2.0m/s時,管徑DN300~600mm的纏繞玻璃鋼管道輸送流體時引起的壓頭損失約爲同口徑鑄鐵管的2/3~1/2〔5〕。
  計算結果說明:纖維纏繞玻璃鋼管道的水力學性能優于鋼管或鑄鐵管。
  2.3重量輕,安裝、運輸方便
  玻璃钢管道比重约为1.6左右,仅是钢管或铸铁管的1/4~1/5,实际应用表明,在承受同样内压的前提下,同口径、同长度的玻璃钢管道,其重量约 为钢管的30%左右。正因如此,玻璃钢管道在运输时可套装运输,节省油耗及其它费用;安装时,对中小口径的玻璃钢管道一般不需用重型机械,有的甚至可通过 人工搬运,提高了安装速度。
  2.4比強度高、力學性能合理
  纏繞玻璃鋼管道軸向拉伸強度爲160~320MPa,接近于鋼管,比強度更高,在結構設計時,管材自重可大幅度減輕,安裝十分輕易。對比情況見表2。材料比重拉伸強度/MPa比強度/MPa高級合金鋼81280160A3鋼7.8540050鑄鐵7.424032纏繞玻璃鋼1.6160~320100~200
  2.5導熱系數低、熱應力小
  玻璃鋼管道與鋼管熱性能數據對比見表3。
  性能參數玻璃鋼管道鋼管導熱系數/W-10.2762.8熱膨脹系數/k-11.12×10-51.23×10-5軸向熱應變之比1.671軸向熱應力之比111
  表中,热应变及热应力之比均为假设玻璃钢管道与钢管管长相同、管道两端介质温差相同情况下所推得的结果。从表中数据可以看出,玻璃钢管道的导热系数 低,仅为钢管的0.4%,因而具有较好的保温性能,输送介质时可以降低热能损耗;另外,从表3还可以看出,当玻璃钢管道与钢管两端有相同的热温差时,线胀 系数略大于钢管的玻璃钢管道将产生较大的热应变,但由于玻璃钢管道的轴向拉伸模量约11.2GPa,钢管的模量为210GPa,所以,温差在玻璃钢管道上 产生的热应力仅约为钢管的1/11。也就是说,在实际使用中,钢管需增加膨胀接头以消除管线上的热应力集中,玻璃钢管一般却可以不予考虑〔4〕。玻璃钢管 道的日本一本道高清无码av胀系数使得它具有良好的抗热耐寒特性,可在地表、地下、架空、海底、沙漠、冰冻、潮湿等各种恶劣环境中使用。
  2.6接頭少、連接方式多樣靈活
  缠绕玻璃钢管道单管长度6~12m,甚至更长,在长距离管线安装时,所需接头少,既能使流动水阻降低,也减少了施工费用,同时,管线因接头多而发生 渗漏的可能性也较钢管大为降低。另外,缠绕玻璃钢管道的接头方式有多种,主要包括:承插胶接、平端对接、法兰连接、O形圈连接、螺纹连接等,可根据具体施 工条件,灵活选择接头方式,从而提高了工程的可靠性。
  2.7電絕緣性能好
  鋼管、鑄鐵管均爲電的良導體。玻璃鋼管道卻是絕緣體,擊穿電壓:12~16kV/mm,體積電阻率:~1014Ω.cm,表面電阻率:~1011Ω,絕緣性能優良,可安全地應用于輸電、電信線路密集區和多雷區。
  2.8不生鏽
  鋼管、鑄鐵管在儲存、使用過程中,會因化學、電化學的作用産生局部電池反應,表面極易生鏽,對輸送介質往往會産生汙染,因而,常需對其表面進行非凡防鏽、除鏽處理;纖維纏繞玻璃鋼管道由于是由非金屬材料制成,電極電位高,表面不會發生氧化鏽蝕,無需處理,不會汙染水質。
  2.9防汙抗蛀
  玻璃鋼管內壁潔淨光滑,難以被海水或汙水中的甲貝、菌類等微生物玷汙蛀附。而鋼管、鑄鐵管或鋼筋混凝土管內表面卻很輕易被甲貝、牡蛎等附蛀寄生,且極難清除,增大粗糙率,使有效管徑縮小,同時增大流動阻力,減少過水斷面積。
  2.10可設計性強
  根据具体使用情况,可对管道的具体性能及外形进行设计:①可对缠绕时的缠绕角进行设计,以使管道具有不同的纵/环向强度分配;②可对管道壁厚进行设 计,以使管道可以承受不同的内外压;③可对材料进行设计,以达到不同的耐腐蚀目的、阻燃目的、介电目的等;④可对接头方式进行设计,适用不同的安装条件, 以提高工程安装速度;⑤可对日本一本道高清无码av外形进行设计,以满足具体的外形需要。
  3應用
  3.1油田
  32~35
  5雷文.纏繞夾砂玻璃鋼管道在給排水領域應用的優勢分析.第十二屆玻璃鋼/複合材料學術年會7何桂華等.玻纖增強塑料管在油田地面工程中的應用.石油規劃設計,
  9傅國棟.淺談大口徑玻璃鋼管的發展前景.玻璃鋼/複合材料,1994,43~49
  10趙久尚等.玻纖增強塑料管在油田汙水處理中的應用.石油規劃設計,1995,26~32
  12翁祖祺等編.中國玻璃鋼工業大全.北京:國防工業出版社,1992
  13蔣洪明.機制玻璃鋼管技術研究.中日耐腐蝕高分子材料國際交流會論文集,上海:1994.228~233
  14玻璃鋼/複合材料參考,1998,14
  15全面腐蝕控制,1997,
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