玻璃钢管与玻璃钢夹砂管有什么区别?
玻璃钢夹砂管道其实是在制作玻璃钢管道时在中间增加一层夹砂层,其目的是增加管道的刚度。管道在设计时根据其使用的压力、刚度等条件来决定是否需要夹砂,如果管道的厚度即能满足压力的要求又能满足刚度的要求时,一般来说是不用夹砂的。如果管道的厚度能满足压力要求,但不能满足刚度要求时,就会选择夹砂增加厚度以满足刚度(当然也可以不夹砂而直接增加厚度来满足刚度的要求,但这样成本就太高了)。夹砂玻璃钢管道跟玻璃钢管道来比仅多了个夹砂层,而夹砂层可以理解为用石英砂替代了玻纤。同等厚度的夹砂管与玻璃钢管来比,夹砂管价格便宜,但强度较差;而玻璃钢管则反之。
【优良的耐腐蚀性能】
产品选用耐腐蚀极强的树脂,拥有极佳的机械性质与加工特性,能承受大部分酸、碱、盐海水未处理的污水,腐蚀性土壤或地下水及众多化学物质的侵蚀。
【耐热耐寒性能好】
在-30℃状态下,仍具有良好的韧性和极高的强度,可在-50℃-80℃的范围内长期使用,采用特殊配方的树脂还可110℃时使用。
【耐磨性能好】
玻璃钢管的耐磨性能是非常好的,试验证明:把含有大量泥浆、沙石的水,装入管子中进行旋转磨损影响对比试验。经30万次旋转后,检测管子内壁的磨损深度如下:用焦油和瓷油涂层的钢管为0.53mm经表面硬化处理的钢管为0.48mm玻璃钢管道为0.21mm,由此可以说明玻璃钢管的耐磨损性能十分强。
【保温性能优】
由于玻璃钢产品的导热系数低,因此其保温性能特别好。
【固化后防污抗性】
在使用过程中不结垢、不生锈、不会被海洋或污水中的贝类,菌类等微生物玷污蛀附。
【接口少,安装效率高】
管道的长度一般为:6-12m/根(也可以根据客户的要求生产出特殊长度的管道)。单根管道长,接口数量少,从而加快了安装速度,减少故障概率,提高整条管线的安装质量。
【比重小、质量轻】采用纤维缠绕生产的夹砂玻璃钢管,其比重在1.65-2.0,只有钢的1/4,但玻璃钢管的环向拉伸强度为180-300MPa,轴向拉伸强度为60-150MPa,近似合金钢。因此,其比强度(强度/比重)是合金钢的2-3倍,这样它就可以按用户的不同要求,设计成满足各类承受内、外压力要求的管道。对于相同管径的单重,FRPM管只有碳素钢管(钢板卷管)的1/2.5,铸铁管的1/3.5,预应力钢筋水泥管的1/8左右,因此运输安装十分方便。
【机械性能好、优良的绝缘性能】管道的拉伸强度低于钢,高于球墨铸铁管和混凝土管,而比强度大约是钢管的3倍,球墨铸铁管的10倍,混凝土管的25倍。此外,它的导热系数只有钢管的1%,具有优良的绝缘性,适应使用于输电、电信线路密集区和多雷区。
【水力学性能优异、节省能耗】
夹砂玻璃钢管具有光滑的内表面,适用于大口径(≥φ500mm)输水管道的特点,磨阻系数小,水力流体特性好,而且管径越大其优势越明显。反之,在管道输送流量相同的情况下,工程上可以采用内径较小的夹砂玻璃钢管代替,从而降低了一次性的工程投入。夹砂玻璃钢管道在输水过程中与其它的管材相比,可以大大减少压头损失,节省泵的功率和能源。
【使用寿命长、安全可靠】玻璃钢夹砂管设计安全系数高。据实验室的模拟试验表:一般给水、排水夹砂玻璃钢管的寿命可达50年以上,是钢管和混凝土管的2倍。对于腐蚀性较强的介质,其使用寿命远高于钢管等。
【设计灵活、产品适应性强】
夹砂玻璃钢管道可以根据用户的各种特殊的使用要求,通过改变设计,制造出各种规格、压力等级、刚度等级或其它特殊性能的产品,适用范围广。
【运行维护费用低】由于玻璃钢产品本身具有很好的耐腐蚀性,不需要进行防锈,防污,绝缘,保温等措施和检修,对地埋管无需作阴极保护,可节约大量维护费用。
【工程综合效益好】
综合效益是指由建设投资、安装维修费用、使用寿命、节能节钢等多种因素形成的长期性,玻璃钢管道的综合效益是可取的,特别是管径越大,其成本越低。当进一步考虑埋入地下的管道可使用好几代,又无需年年检修,更可以发挥它优越的综合效益。
玻璃钢管也称玻璃纤维缠绕夹砂管(RPM管)。主要以玻璃纤维及其制品为增强材料,以高分子成分的不饱和聚脂树脂、环氧树脂等为基体材料,以石英砂及碳酸钙等无机非金属颗粒材料为填料作为主要原料。管的标准有效长度为6m和12m,其制作方法有定长缠绕工艺、离心浇铸工艺以及连续缠绕工艺三种。可根据产品的工艺方法、压力等级PN和刚度等级SN进行分级分类。玻璃钢管成为当今投资热点之一。以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料。称谓为玻璃纤维增强塑料,或称谓玻璃钢。由于所使用的树脂品种不同,因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。玻璃具有硬而易碎,具有很好的透明性以及耐高温、耐腐蚀等性能;同时钢铁很硬并且不易碎,也具有耐高温的特点。于是人们开始想,如果能制造一种既具有玻璃的硬度、耐高温、抗腐蚀的性质,又具有钢铁一样坚硬不碎的特点,那这种材料一定会大有用途。人们经过研究试验,终于制出了这样一种复合材料。它,就是能与钢铁比肩而立的玻璃钢管。
玻璃钢管以其独具的强耐腐蚀性能、内表面光滑、输送能耗低、使用寿命长(在50年以上)、运输安装方便、维护成本低及综合造价低等诸多优势在石油、电力、化工、造纸、城市给排水、工厂污水处理、海水淡化、煤气输送等行业取得了广泛的应用。随着中国城市化进程加快,面对人口、资源和环境的平衡与保护,各级政府在逐年加大对城市基础设施的投入,结合先进科学技术需要,管材、管件的品种和规格不断丰富,产量不断增加,质量不断提高,尤其是塑料管发展更快,成为当今投资热点。玻璃钢管就为其中之一。其中刚度等级SN=EI/D3,通常以N/m2作单位。EI为沿管轴方向单位长度内管壁环向弯曲刚度,D为管道平均直径。压力等级PN有0.1、0.6、1.0、1.6、2.0、2.5Mpa;刚度级SN有1250、2500、5000、10000N/m2。
玻璃钢材质:用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂基体而形成的纤维强化塑料。
玻璃钢即玻璃纤维增强材料,是国外20世纪初开发的一种新型复合材料,它具有质轻、高强、防腐、保温、绝缘、隔音等诸多优点.早出现的复合材料是玻璃钢,其实它和钢这种材料毫无关系.玻璃钢中根本不含铁也不是玻璃和钢的复合体.
普通的玻璃是一种强度不高的脆性材料,如果将熔融的玻璃拉成很细的玻璃纤维之后,其性能就发生了很大变化.玻璃纤维很柔软,甚至可以织成布.同时,玻璃纤维越细,它的强度越高.玻璃钢的强度可以用钢筋混凝土做比喻.
在钢筋混凝土中,承受外力的主要是钢筋,但混凝土却是不可缺少的,它将钢筋粘结为一个整体,不但赋予建筑构件以一定的外形,而且增加了强度.在玻璃钢中,玻璃纤维的作用犹如钢筋,而酚醛树脂却起着混凝土的作用,两者的结合使玻璃钢具有惊人的强度.
扩展资料:
玻璃钢产品分类:
1 玻璃钢罐:玻璃钢储罐,盐酸储罐,硫酸储罐,反应罐,防腐储罐,化工储罐,运输储罐,食品罐,消防罐等;
2 玻璃钢管:玻璃钢管道,玻璃钢夹砂管,玻璃钢风管,玻璃钢电缆管,玻璃钢顶管,玻璃钢工艺管等;
3 塔器:干燥塔,洗涤塔,脱硫塔,酸雾净化塔,交换柱等;
4 卫生间:卫生间底盘,卫生间顶板。
5 其他:角钢,线槽,拉挤型材,三通,四通,玻璃钢格栅等。
现将玻璃钢主要的应用领域,粗略地概括如下:
1、建筑行业:冷却塔、玻璃钢门窗New、建筑结构、围护结构、室内设备及装饰件、玻璃钢平板、波形瓦、装饰板、玻璃钢盖板、卫生洁具及整体卫生间、桑拿浴室、冲浪浴室、建筑施工模板、储仓建筑、混凝土模板、筋材以及太阳能利用装置等。
2、化学化工行业:耐腐蚀管道、贮罐贮槽、耐腐蚀输送泵及其附件、耐腐阀门、格栅、通风设施,以及污水和废水的处理设备及其附件等等。
3、汽车及铁路交通运输行业:汽车壳体及其他部件,全塑微型汽车,大型客车的车体外壳、车门、内板、主柱、地板、底梁、保险杠、仪表屏,小型客货车,以及消防罐车、冷藏车、拖拉机的驾驶室及机器罩等。
4、铁路运输方面,有火车窗框、车内顶弯板、车顶水箱、厕所地板、行李车车门、车顶通风器、冷藏车门、储水箱,以及某些铁路通讯设施等。
5、公路建设方面,有交通路标、隔离墩、标志桩、标志牌、公路护栏等等,船艇及水上运输行业。
6、内河客货船、捕渔船、气垫船、各类游艇、赛艇、高速艇、救生艇、交通艇,以及玻璃钢航标浮鼓及系船浮筒等等。
参考资料:
百度百科——玻璃钢沈阳市崇山路道路改造工程在配套的排水改造项目中,无开挖地下顶进玻璃钢夹砂管管径DN2100㎜的长度1650米,管径DN1550㎜的长度390米。崇山路玻璃钢夹砂顶管工程顶力之大,顶进距离之长属国内首创,现从玻璃钢夹砂顶管管材的应用背景、管材特性、设计技术、生产工艺和产品质量控制等方面做一技术总结。
一、应用背景
崇山路上有两座立交桥,在道路改造工程排水改造项目实施过程中,受立交桥下已有的地下管网和构筑物等地下障碍很多,以及立交桥引桥高度的影响,无法采用地面开槽铺设管涵施工方法,而只能采取无开挖地下顶进的施工方案,同时又考虑到顶进过程中不能对桥墩基础造成影响,应保证管材与桥墩之间的最小安全距离,只有玻璃钢夹砂管材内壁光滑,流通能力高,输送相同流量的液体其管径较其它管材的管径要小得多,更能确保桥墩基础不受影响。经过专家从技术、经济、施工等方面进行反复论证,最终决定使用玻璃钢夹砂管作为顶管,在保证流量的前提下,将管径缩小到DN2100㎜和DN1550。
二、管材特性
沈阳市崇山路道路改造工程排水管DN2100㎜和DN1550㎜玻璃钢夹砂管顶管施工项目于2002年6月15日开始施工,截止到8月31日全部完工,平均单坑日进度6米以上,在施工过程中体现了许多优点,具体如下:
1、施工进度快:单坑日进度不低于6米,而同流量砼管日单坑进度小于1米,钢管为2米。
2、顶力小:外表光滑,顶力小。目前最大顶力为DN2100㎜的800t,DN1550㎜的500t.而砼管外表粗糙,顶力大,顶进难度大,顶进机械要求高。
3、流通能力高:玻璃钢夹砂管的内壁非常光滑,粗糙度为n=0.0084,流量系数Cp=150,明显高于钢管、铸铁管、砼管的流量系数Cp=100.因此,压力相同时,玻璃钢夹砂管的管径可以减小一档,降低造价。
4、由于管径缩小(由DN2400㎜DN2100),管壁薄(砼管为200㎜,而玻璃钢夹砂管仅为55),避免了顶管过程中与其它管线交叉而形成的困难。
5、纠偏简单:由于自身重量轻,管节之间采用钢套管连接,待施工完后再用手糊玻璃钢密封,使得顶进过程中纠偏特别容易。
6、连接方便:各工作坑或接受坑内管的连接由于不是整数长度,如用砼管则不可能截成任意长度对接,如用钢管则两条焊缝也需24小时才能焊接,而采用玻璃钢夹砂管则可截取任意长度,并在2~3小时内连接好。
7、可带土顶进:由于外表光滑,顶力较小,即使带土顶进顶力也不是太大,在实际施工中,由于土质大部分是砂土,以及考虑对桥墩的影响,一般采用带土顶进方法通过,而如采用砼管则势必低头而无法通过。
8、管外表与土之间基本无内聚力,顶进中不死管。而砼管外表与土之间有很大的内聚力,顶进中易死管。
9、使用机具简单,不需大型设备。重量轻,运输吊装费用少。本次工程卸管使用小型汽车吊车,下管用5t电动葫芦,顶进用2个400t油压千斤顶,大大节省了机具费用。而砼管的重量约是玻璃钢夹砂管的10~15倍,运输、吊装费用高。
10、玻璃钢夹砂管耐腐蚀性能优异,寿命长,几乎不用保修,无需维护,确保使用寿命达50年。而砼管的钢筋锈蚀问题严重影响使用寿命。
玻璃钢夹砂顶管在使用过程中显示出了众多的优越性,尤其是在城市立交桥下面这样复杂地段的试用成功,解决了传统管材所不能解决的技术困难,值得总结经验,大力推广使用。
三、设计技术
1、设计参数的确定
根据沈阳市崇山路顶管工程玻璃钢夹砂顶管的具体使用条件,确定管径、管材刚度级别、土壤参数、设计载荷(包括内压、负压、管顶垂直静土压载荷、地面车辆活载荷、堆土载荷)等设计参数,为玻璃钢夹砂顶管的结构计算提供理论计算依据。
2、玻璃钢夹砂顶管结构计算
依据已选定的设计条件和设计参数,按照我国建材行业标准《玻璃纤维缠绕增强热固性树脂加砂压力管》(JC/T838-1998)和《顶管施工技术》以及计算机非线性有限元数值计算进行玻璃钢夹砂顶管的结构计算。管材结构计算包括顶力强度、刚度、挠曲变形、弯曲强度、稳定性分析、地震强度分析等计算、分析与校核,本工程设计各项性能指标全部达到国家有关玻璃钢夹砂管道标准要求,以及本工程玻璃钢夹砂顶管的特殊要求,主要技术参数和检验报告见附件。
四、生产工艺
采用纯玻璃钢与玻璃钢夹砂复合增强一体化的设计方案和生产工艺。
1、工艺路线
采用12米长定长缠绕玻璃钢夹砂管生产工艺,在每根模具上一次生产出4段3米长的玻璃钢夹砂顶管。按设计层数间断夹砂,每段顶管两端300~800mm的纯玻璃钢部分采用玻璃纤维织物局部增强的办法实现。每段顶管间采用特制的设备磨削和切断,修整达到规定形状和尺寸后一次性脱模即可。生产效率完全可以满足规定的工程进度要求。
2、生产设备
采用本公司新购置的2套可生产DN3000mm玻璃钢夹砂管微机自动控制生产线,针对玻璃钢夹砂顶管的特点和具体要求,对缠绕设备稍加改造,添置必要的磨削修整装置即可生产出达到规定要求的玻璃钢夹砂顶管。
3、生产工艺
1)确定并认可设计生产方案;
2)内衬制作;
3)玻璃纤维环向和交叉缠绕内结构层;
4)用特种夹砂布间断夹砂(夹砂布在纯玻璃钢处连续但停砂);
5)每层夹砂后及时制作纯玻璃钢部分;
6)玻璃纤维环向和交叉缠绕外结构层;
7)修整、切断达到统一的形状和规定的尺寸;
8)脱模,检验合格后上钢套环出厂。
五、质量控制
1、玻璃钢夹砂顶管企业标准
目前玻璃纤维增强塑料夹砂管行业标准中,无“顶管”品种,且在“初始挠曲性的径向变形率”数据中,仅规定了10000N/m2以下管刚度等级。为满足市场需要与用户要求,现参照行业标准,结合顶管产品的特点,制定该产品的企业标准,作为组织生产与质量检验的依据。玻璃钢夹砂顶管企业标准附后。
2、质量控制要点
2.1、原材料
必须按规定要求选择优质原材料,特别是原材料的工艺性,这在顶管制作中格外重要。
2.2严格执行工艺
每层间断夹砂后及时将纯玻璃钢处用玻璃纤维织物补平,与砂层形成良好的连接状态,以保证端面轴向压力的传递和延伸,使管尽可能整体受力不致损坏;否则,如夹砂数次后再补纯玻璃钢,纯玻璃钢和砂层间势必出现界面,形成挤压和剪切,导致管材于纯玻璃钢和加砂层交界处损坏。
2.3、外表面光滑程度
必须十分重视和保证顶管的外表面光滑程度。只有外表面达到一定的光滑程度,才能减小摩擦阻力和顶力,使管材顺利顶进不致损坏。
2.4、端面垂直度
必须满足管材端面垂直度要求并使误差尽可能小,只有这样,才能保证顶进方向,保持顶力不致过快增加。
2.5纯玻璃钢部分的长度必须保证或略有增加,其固化度应达到规定的要求(固化度对夹砂段同样重要),以满足实际施工顶力的要求。
2.6针对崇山路玻璃钢夹砂顶管这一工程项目,我们编制了《顶管连接部位尺寸单》、《顶管产品外观及尺寸质检验收标准》、《顶管接头内壁密封裱糊处理作业及验收规程》和《顶管技术设计书》等质量计划性文件来指导生产和施工,以便进一步确保产品质量和施工质量。
3、连接方式
管段间采用嵌入式钢套环连接定位方式,顶管进到位后内糊玻璃钢口密封。顶管两端车出一个平台,以便钢套环套上管端后钢套环外径与顶管本身外径一致。外钢套环内塞厚度相当的高弹性止水橡胶环,两管对接后起封水作用,钢套环起定位作用,并增加部分抗不均匀沉降的能力。
结束语
在各方面的大力支持下,本公司顺利完成了沈阳市崇山路道路改造工程玻璃钢夹砂顶管供应项目。通过实施该项目,公司积累了宝贵的玻璃钢夹砂顶管的生产经验:在今后生产类似顶管任务时,应及早准备维向加强的无碱玻璃纤维布来补缠管两端的纯玻璃钢部分,以便进一步加强管端所能承受的轴向顶力;通过设备技术改造,进一步提高生产自动化程度,以确保顶管的外径一致,减小顶力。我们有理由相信,通过我们的不断努力,在以后的类似工程中辽宁水业玻璃钢管道有限公司会做得更好。
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