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玻璃钢管道系列

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玻璃钢管道

  玻璃钢管道是一种轻质、高强、耐腐蚀的非金属管道。它是具有树脂基体重的玻璃纤维按工艺要求逐层缠绕在旋转的芯模上,并在纤维之间远距离均匀地铺上石英砂作为夹砂层。其管壁结构合理先进,能充分发挥材料的作用,在满足使用强度的前题下,提高了钢度,保证了产品的稳定性和可靠性。玻璃钢夹砂管以其优异的耐化学腐蚀、轻质高强,不结垢,抗震性强,与普通钢管比较使用寿命长,综合造价低,安装快捷,安全可靠等优点,被广大用户所接受。
  基本概述
  玻璃钢管道应用于石油、化工及排水等行业。我国玻璃钢管道生产发展快,数量逐年上长,应用范围及部门也越来越广。
  玻璃钢管道采用树脂(输送饮用水采用食品级树脂)、玻璃纤维、石英砂为原料,用特殊工艺制作而成。
  管道分类
  玻璃钢管道分类常用的9种:
  (1)玻璃钢脱硫管道
  (2)玻璃钢夹砂管道
  (3)玻璃钢压力管道
  (4)玻璃钢电缆保护管
  (5)玻璃钢输水管道
  (6)玻璃钢保温管道
  (7)玻璃钢通风管道
  (8)玻璃钢污水管道
  (9)玻璃钢顶管
  结构特点
  具有优良的耐腐蚀性能
  不要阴极防腐保护及其它防腐措施,不会对水和其它介质产生二次污染。产品使用寿命长。
  管道重量仅占同规格、同长度球墨铸铁管的1/4,水泥管道的1/10。运输装卸方便,易于安装。
  减少管线接头,加速安装速度,提高整条管线质量。
  减少流阻、提高流速、降低能耗。用较小口径的管道输送同等流量的流体,与同规格钢管相比可提高流量的10%左右;不结垢,长期使用不降低流速。扰和重蚀环境中电缆的防护都有较好效果。
  管道特性
  (1)耐腐蚀性:化学惰性的材质,耐腐蚀性优异,并可根据输送介质选择不同的耐腐蚀管道。
  (2)机械强度大:耐水压强度,耐外压强度和耐冲击强度均良好并可按要求的压力设计制造管道和管件 。
  (3)温度适应性强:使用温度范围:大于-70摄氏度小于250摄氏度,冰冻介质下管道不裂。
  (4)流体阻力小:管道内壁光滑,粗糙系数0.0084,相同流量下,管径可予缩小。
  (5)重量轻,寿命长:质轻,运输便利,施工费用低,无须维修,使用寿命长达50年以上。
  (6)保持水质:无毒,输送饮水用水,能保持长期水质卫生。
  玻璃钢夹砂管道的应用:
  ◆ 饮用水输送干线管及配水管
  ◆ 污水管道、雨水管道
  ◆ 农业灌溉用管
  玻璃钢夹砂管道的主要成型工艺
  由计算机控制,在芯模上按规定的与纤维缠绕玻璃钢管相同的工艺制造内衬,凝胶后按设计好的线型和厚度缠绕结构层,并将石英砂与树脂混合的砂浆缠在结构层中,最后缠绕外保护层。
  原、辅材料:树脂、短切纤维、连续玻璃纤维和石英砂。
  产品规格
  直径:DN100-4000  压力等级:0.1MPa、0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa、2.0MPa、2.5MPa  刚度等级:SN1250、SN2500、SN5000、SN10000。
  长度:常见4m一条
  原辅材料
  树脂,玻纤毡,玻璃纤维等。
  跨度计算
  玻璃钢管道有很多是在地下管道使用的,当然底下管道一些跨度的问题就相对来说就要进行跨度计算了。
  地下管道是用管架、吊架、托架来支承的,两支承点之间的距离就是所谓的管道跨度,当然跨度不能过大这样会影响管道的正常工作,如果跨度过小,这样就会让管道布置比较密集,并且投资费用就对应的增加,因为管道的用量增加了,对此,为了确保管道安全和正常运行,当然尽可能扩大管道的跨度问题。
  当然要是想解决这个跨度问题由管道的强度和刚度两个条件进行确定:
  (1)按强度条件确定确定管道跨度
  在外载荷作用下,管道界面产生最大应力不得超过玻璃钢管的许用应力。
  (2)按刚度条件的确定管道跨度
  管道安装
  管道安装原则
  管道安装顺序本着分片区、分系统,先大直径后小直径,先下层后上层,先难后易,先上管廊后连设备,与机器相连接的管道原则上是从里向外配,以减少焊接应力对机器安装精度的影响,室内与室外管线的碰口应留在室外。
  一、管道安装要求
  1、管道在安装前应对设备管口、预埋件、预留孔洞、钢结构等涉及管道安装的内容进行复核。
  2、管道的坡度应按图纸的要求进行调整,调整方法可以利用支座达到坡度要求,焊缝应设置在便于检修、观察的地方。
  3、与传动设备连接的管道,安装前内部要处理干净,焊接固定管口一般应远离设备,以避免焊接产生应力对传动设备安装精度的影响。
  4、管道与机器连接前,应防止强力相对,在自由状态下检查法兰的平行度和同轴度。
  5、安全阀应垂直安装,在投入试运行时,要及时调校安全阀。安全阀的最终调校在系统上进行,开启和回座压力要符合设计文件的规定。
  6、阀门安装前,按设计文件核对其型号,并按介质流向确定其安装方向。当阀门与管道以法兰或螺纹方式连接时,阀门应在关闭状态下安装;如以焊接方式安装时,阀门不得关闭。
  7、仪表元件的临时替代:所有仪表元件安装时,均采用临时元件替代,等试压、冲洗、吹扫工作结束后,投料前再正式安装。
  二、玻璃钢管道及复合管的安装
  ① FRP管在施工前,应对外观和尺寸进行检查,按出厂合格证进行验收。
  ② 管道安装图是管道安装工程的依据,FRP/PVC管的敷设(包括连接形式、坐标、标高、坡度、坡向等)支承,FRP/PVC管和设备、管道附件的连接,管道附件的安装位置、支承等,均应符合设计图纸,如有变动,必须与设计单位协商解决。
  ③ 管道安装,可按管道安装图所划分的管段,从管道的一端依次安装管道附件,直至另一端,再设支架或支座(必要时在安装过程中需设临时支撑)。管道吊装时,外壁表面必须采取保护措施,禁止与钢丝绳直接接触,以免造成局部受力。
  ④ FRP管的连接点只允许在直管部分。对焊连接点与管道支座边缘的距离,应大于管道的外径且不小于100mm;承插连接处与管道支座边缘的距离应大于150mm。
  ⑤ 管道的连接结构形式有承插式连接、法兰式连接(焊环活套法兰连接和复合平焊法兰连接)、对焊连接三种。此工程中将根据设计文件的具体要求确定安装方法。
  ⑥ 从事焊接的安装工人必须持有焊工合格证,并熟悉FRP/PVC管的粘接剂性能及其安装方法,并且有熟练的PVC焊接操作能力。
  ⑦ 管道在承插连接前,首先应清除连接处PVC管内壁污垢,然后将承插头插入承插座内,承插口不得有歪斜,裂纹等缺陷,达到承插深度后,方可进行PVC焊接。
  ⑧ 承插部位应采用FRP增强,在增强处均匀涂一层R胶,涂层厚薄均匀,不得漏涂和流淌,再包一层玻璃布,涂不饱和树脂,包玻璃布,反复进行,直至厚度达到要求为止。
  ⑨ 当承插口安装不合格需返修时,承插头和承插座必须重新制作,不得采用已使用过的承插件。
  ⑩ 法兰与管道连接时,内外两面都必须与管子焊接,法兰面与管子轴线倾斜度应小于或等于管子外径的1/100。法兰连接应严格对中,轴向最大允许偏差不大于2mm,不得用强紧螺栓的方法消除歪斜。拧紧螺栓分两次进行,第一次均匀对称地拧一遍,然后再拧紧螺栓。
  三、管道支、吊架的制作与安装
  ① 现场制作的管架严格按规范和图纸进行,并涂漆保护,对拉杆吊架和弹簧吊架的吊耳支撑,应按钢结构制作标准进行焊接并进行100%的渗透或磁粉探伤。
  ② 所有管架位置,应在单线图中标明。
  ③ 管道安装时,应及时固定和调整支架,支架位置应准确,安装应平整牢固,与管子接触应紧密。
  ④ 固定支架应按设计文件要求安装,并应补偿器预拉伸之前固定。
  ⑤ 导向支架或滑动支架的滑动面应洁净平整,不得有歪斜和卡涩现象。其安装位置应从支承面中心向反方向偏移,偏移量应为位移值的1/2或符合设计文件规定,绝热层不得妨碍其位移。
  ⑥ 管道安装使用临时支架时,不得与正式支架位置冲突,并有明显标记。在管道安装完毕后应予拆除。
  ⑦ FRP/PVC管道与管架(包括支座)之间不得直接进行粘接或焊接固定。FRP/PVC管道固定管架的管道配合件(管卡、管托或管夹)与管道外壁之间,应垫有厚度不小于3mm的橡胶块或其他软垫。
  ⑧ 管道安装完毕后,应按设计文件规定逐个核对支架的形式和位置。
  四、玻璃钢管道的试压冲洗
  ① 为了减少吹扫时增加的临时管线,节省试压吹扫时间,提高试压吹扫合格率,管道试压、吹扫工作按系统、片区、压力等级进行,试压、吹扫前必须编制方案指导施工。
  ② 管道试压采用洁净水,当对连有不锈钢管道进行试验和冲洗时,水中的氯离子含量不得超过25×10(25ppm),管道试压和冲洗程序执行总包商的规定。
  ③ 压力试验时,无关人员不得进入。压力试验完毕,不得在管道上进行修补。
  ④ 压力试验前,应具备下列条件:
  a.试验范围内的管道安装工程除涂漆、绝热外,已按设计图纸全部完成,安装质量符合有关规定。
  b.焊缝和其它待检部位尚未涂漆和绝热。
  c.管道上的膨胀节已设置了临时约束装置。
  d.试验用压力表已经校验,并在周期内,其精度不得低于1.5级,表的满刻度值应为被测最大压力的1.5-2倍,压力表不得少于两块。
  e.符合压力试验要求的液体或气体已备齐。
  f.按试验要求,管道已经加固。
  g.待试管道与无关系统已用盲板或采取其它措施隔开。
  h.待试管道上的安全阀及仪表元件等已经拆下或加以隔离。
  i.试验方案已经批准,并进行了技术交底。
  ⑤ 液压试验应遵守下列规定:
  a.试验前,注液体时应排尽空气。
  b.试验时环境温度不宜低于5℃,当环境温度低于5℃时,要采取防冻措施。
  c.管道试验压力为设计压力的1.5倍。
  d.当管道的设计温度高于试验温度时,试验压力按下式计算:
  Ps=1.5P[σ]1[σ]2
  式中 Ps----试验压力(表压)(MPa);
  P----设计压力(表压)(MPa);
  [σ]1----试验温度下,管材的许用应力(MPa);
  [σ]2----设计温度下,管材的许用应力(MPa)。
  当[σ]1[σ]2大于6.5时,取6.5。
  e.当管道与设备作为一个系统进行试验,管道的试验压力等于或小于设备的试验压力时,应按管道的试验压力进行试验;当管道试验压力大于设备试验压力,且设备的试验压力不低于管道设计压力的1.15倍时,经建设单位同意,可按设备的试验压力进行试验。
  f.对位差较大的管道,应将试验介质的静压计入试验压力中。液体管道的试验压力以最高点为准,但最低点的压力不得超过管道组成件的承受力。
  g.液压试验压力应缓慢升压,待达到试验压力后,稳压10min,再将试验压力降至设计压力。停压30min,以压力不降、无渗漏为合格。
  h.试验结束后,应及时拆除盲板、膨胀节限位设施,排尽积液。排液时要防止形成负压,并不得随地排放。
  i.当试验过程中发现泄漏时,不得带压处理。消除缺陷后,应重新进行试验。
  ⑥ 对输送有毒流体的管道,还必须进行泄漏性试验,泄漏性试验介质采用空气(即进行气密试验)。气密试验按下列规定进行:
  a.气密试验压力为设计压力。
  b.气密试验重点检验阀门填料函、法兰或螺纹连接处、放空阀、排气阀、排水阀等。
  c.气密试验用涂刷肥皂水或其它发泡剂的方法进行检查,以不泄漏为合格。
  ⑦管道在压力试验合格后,应按吹洗方案组织管道的吹扫或清洗工作案。
  玻璃钢管加热的作用
  钢制加热是几乎所有塑料成型模具设计必须采用的加热手段,可设计为单向接线和双向接线等多种形式,材质上可采用无缝管、有缝管、不锈钢管等,特点是热损失小、热效率高、排线简单,可根据需要设计为220V或380V,接线为式灵活多样。但由于其材料和加工工艺的限制,模具设计中要注意它向身特点
  (l)加热管在两端通常有较长的冷端,并不能起到加热的作用。
  (2)加热段的功率设计尽量不超过10瓦特/厘米的限制。如30厘米长的加热管,功率尽可能不要超过300瓦。如果设计功率超过这个限制,加热管表面负荷较高,钢管易氧化腐蚀,造成短路。
  (3)对于温度高于250℃的模具设计,采用加热管有一定难度。我曾经利用加热管升温达到420℃,但是这种成型温度对加热管质量要求较高,需要经常检查电路的通畅与短路与否。因为这种条件下加热管、接线端子、连接用的铜线、钢片等介质非常易于氧化,从而导致断路。因此对电传输介质需要进行特殊处理,尽量避免使传导电线暴露在空气中,延长导线的使用寿命。
  烙铁芯通常也被作为模具加热管的一种,特点是单位长度功率高(通常直径10mm,长8cm规格的烙铁芯可以达到150瓦的输出功率),耐用,安全性好,不易形成击穿短路,可以通过钻盲孔来埋设,缺点是难以定制设计,拆换时易碎、断。电路设计中不可缺少保险、空气开关等保险措施,操作地由要保持干净整洁,绝缘良好,操作中勤于检查电气故障,防止不必要的危险。
  玻璃钢管缠绕成型的三种原材料
  缠绕成型的原材料主要是树脂、纤维增强材料和填料。
  (1)树脂基体 。
  树脂基体是指固化剂和树脂组成的胶液体系。缠绕制品的耐化学腐蚀性,耐热性及耐自然老化性主要取决于树脂性能,同时对工艺性、力学性能也有很大影响。缠绕成型常用树脂主要是不饱和聚酯树脂,也有时用双马来酰亚胺树脂和环氧树脂等。对于一般民用制品如罐、管等,多采用不饱和聚酯树脂。对力学性能的压缩强度和层间剪切强度要求高的缠绕制品,则可选用环氧树脂。航天航空制品多采用具有耐湿性与高断裂韧性好的双马来酰亚胺树脂。
  (2)增强材料 。
  缠绕成型用的增强材料,主要是各种纤维纱:如中碱玻璃纤维纱,无碱玻璃纤维纱,高强玻璃纤维纱,碳纤维纱,芳纶纤维纱及表面毡等。
  (3)填料 。
  填料种类很多,加入后能改善树脂基体的某些功能,如提高耐磨性,增加阻燃性和降低收缩率等。在胶液中加入空心玻璃微珠,可提高制品的刚性,减小密度降低成本等。在生产大口径地埋管道时,常加入30%石英砂,借以提高产品的刚性和降低成本。为了提高填料和树脂之间的粘接强度,填料要保证清洁和表面活性处理。
  应用范围
  1.化学介质输送管
  2. 各类工艺馆(化学工艺,造纸工艺,污水处理工艺,海水淡化工艺,食品及饮料加工工艺,医药工艺等)
  3. 地面上小型水电站压力水管,发电厂循环水管
  4.污水收集及输送管道
  5. 饮用水输送干线管及配水管
  6.油田注水管及原油输送管
  7.热能输送管,海水输送管
  8. 农机灌溉用管
  9. 真空管,外压管和虹吸管

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