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玻璃鋼管道系列

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玻璃鋼管道

  玻璃鋼管道是一種輕質、高強、耐腐蝕的非金屬管道。它是具有樹脂基體重的玻璃纖維按工藝要求逐層纏繞在旋轉的芯模上,并在纖維之間遠距離均勻地鋪上石英砂作為夾砂層。其管壁結構合理先進,能充分發揮材料的作用,在滿足使用強度的前題下,提高了鋼度,保證了產品的穩定性和可靠性。玻璃鋼夾砂管以其優異的耐化學腐蝕、輕質高強,不結垢,抗震性強,與普通鋼管比較使用壽命長,綜合造價低,安裝快捷,安全可靠等優點,被廣大用戶所接受。
  基本概述
  玻璃鋼管道應用于石油、化工及排水等行業。我國玻璃鋼管道生產發展快,數量逐年上長,應用范圍及部門也越來越廣。
  玻璃鋼管道采用樹脂(輸送飲用水采用食品級樹脂)、玻璃纖維、石英砂為原料,用特殊工藝制作而成。
  管道分類
  玻璃鋼管道分類常用的9種:
  (1)玻璃鋼脫硫管道
  (2)玻璃鋼夾砂管道
  (3)玻璃鋼壓力管道
  (4)玻璃鋼電纜保護管
  (5)玻璃鋼輸水管道
  (6)玻璃鋼保溫管道
  (7)玻璃鋼通風管道
  (8)玻璃鋼污水管道
  (9)玻璃鋼頂管
  結構特點
  具有優良的耐腐蝕性能
  不要陰極防腐保護及其它防腐措施,不會對水和其它介質產生二次污染。產品使用壽命長。
  管道重量僅占同規格、同長度球墨鑄鐵管的1/4,水泥管道的1/10。運輸裝卸方便,易于安裝。
  減少管線接頭,加速安裝速度,提高整條管線質量。
  減少流阻、提高流速、降低能耗。用較小口徑的管道輸送同等流量的流體,與同規格鋼管相比可提高流量的10%左右;不結垢,長期使用不降低流速。擾和重蝕環境中電纜的防護都有較好效果。
  管道特性
  (1)耐腐蝕性:化學惰性的材質,耐腐蝕性優異,并可根據輸送介質選擇不同的耐腐蝕管道。
  (2)機械強度大:耐水壓強度,耐外壓強度和耐沖擊強度均良好并可按要求的壓力設計制造管道和管件 。
  (3)溫度適應性強:使用溫度范圍:大于-70攝氏度小于250攝氏度,冰凍介質下管道不裂。
  (4)流體阻力小:管道內壁光滑,粗糙系數0.0084,相同流量下,管徑可予縮小。
  (5)重量輕,壽命長:質輕,運輸便利,施工費用低,無須維修,使用壽命長達50年以上。
  (6)保持水質:無毒,輸送飲水用水,能保持長期水質衛生。
  玻璃鋼夾砂管道的應用:
  ◆ 飲用水輸送干線管及配水管
  ◆ 污水管道、雨水管道
  ◆ 農業灌溉用管
  玻璃鋼夾砂管道的主要成型工藝
  由計算機控制,在芯模上按規定的與纖維纏繞玻璃鋼管相同的工藝制造內襯,凝膠后按設計好的線型和厚度纏繞結構層,并將石英砂與樹脂混合的砂漿纏在結構層中,最后纏繞外保護層。
  原、輔材料:樹脂、短切纖維、連續玻璃纖維和石英砂。
  產品規格
  直徑:DN100-4000  壓力等級:0.1MPa、0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa、2.0MPa、2.5MPa  剛度等級:SN1250、SN2500、SN5000、SN10000。
  長度:常見4m一條
  原輔材料
  樹脂,玻纖氈,玻璃纖維等。
  跨度計算
  玻璃鋼管道有很多是在地下管道使用的,當然底下管道一些跨度的問題就相對來說就要進行跨度計算了。
  地下管道是用管架、吊架、托架來支承的,兩支承點之間的距離就是所謂的管道跨度,當然跨度不能過大這樣會影響管道的正常工作,如果跨度過小,這樣就會讓管道布置比較密集,并且投資費用就對應的增加,因為管道的用量增加了,對此,為了確保管道安全和正常運行,當然盡可能擴大管道的跨度問題。
  當然要是想解決這個跨度問題由管道的強度和剛度兩個條件進行確定:
  (1)按強度條件確定確定管道跨度
  在外載荷作用下,管道界面產生最大應力不得超過玻璃鋼管的許用應力。
  (2)按剛度條件的確定管道跨度
  管道安裝
  管道安裝原則
  管道安裝順序本著分片區、分系統,先大直徑后小直徑,先下層后上層,先難后易,先上管廊后連設備,與機器相連接的管道原則上是從里向外配,以減少焊接應力對機器安裝精度的影響,室內與室外管線的碰口應留在室外。
  一、管道安裝要求
  1、管道在安裝前應對設備管口、預埋件、預留孔洞、鋼結構等涉及管道安裝的內容進行復核。
  2、管道的坡度應按圖紙的要求進行調整,調整方法可以利用支座達到坡度要求,焊縫應設置在便于檢修、觀察的地方。
  3、與傳動設備連接的管道,安裝前內部要處理干凈,焊接固定管口一般應遠離設備,以避免焊接產生應力對傳動設備安裝精度的影響。
  4、管道與機器連接前,應防止強力相對,在自由狀態下檢查法蘭的平行度和同軸度。
  5、安全閥應垂直安裝,在投入試運行時,要及時調校安全閥。安全閥的最終調校在系統上進行,開啟和回座壓力要符合設計文件的規定。
  6、閥門安裝前,按設計文件核對其型號,并按介質流向確定其安裝方向。當閥門與管道以法蘭或螺紋方式連接時,閥門應在關閉狀態下安裝;如以焊接方式安裝時,閥門不得關閉。
  7、儀表元件的臨時替代:所有儀表元件安裝時,均采用臨時元件替代,等試壓、沖洗、吹掃工作結束后,投料前再正式安裝。
  二、玻璃鋼管道及復合管的安裝
  ① FRP管在施工前,應對外觀和尺寸進行檢查,按出廠合格證進行驗收。
  ② 管道安裝圖是管道安裝工程的依據,FRP/PVC管的敷設(包括連接形式、坐標、標高、坡度、坡向等)支承,FRP/PVC管和設備、管道附件的連接,管道附件的安裝位置、支承等,均應符合設計圖紙,如有變動,必須與設計單位協商解決。
  ③ 管道安裝,可按管道安裝圖所劃分的管段,從管道的一端依次安裝管道附件,直至另一端,再設支架或支座(必要時在安裝過程中需設臨時支撐)。管道吊裝時,外壁表面必須采取保護措施,禁止與鋼絲繩直接接觸,以免造成局部受力。
  ④ FRP管的連接點只允許在直管部分。對焊連接點與管道支座邊緣的距離,應大于管道的外徑且不小于100mm;承插連接處與管道支座邊緣的距離應大于150mm。
  ⑤ 管道的連接結構形式有承插式連接、法蘭式連接(焊環活套法蘭連接和復合平焊法蘭連接)、對焊連接三種。此工程中將根據設計文件的具體要求確定安裝方法。
  ⑥ 從事焊接的安裝工人必須持有焊工合格證,并熟悉FRP/PVC管的粘接劑性能及其安裝方法,并且有熟練的PVC焊接操作能力。
  ⑦ 管道在承插連接前,首先應清除連接處PVC管內壁污垢,然后將承插頭插入承插座內,承插口不得有歪斜,裂紋等缺陷,達到承插深度后,方可進行PVC焊接。
  ⑧ 承插部位應采用FRP增強,在增強處均勻涂一層R膠,涂層厚薄均勻,不得漏涂和流淌,再包一層玻璃布,涂不飽和樹脂,包玻璃布,反復進行,直至厚度達到要求為止。
  ⑨ 當承插口安裝不合格需返修時,承插頭和承插座必須重新制作,不得采用已使用過的承插件。
  ⑩ 法蘭與管道連接時,內外兩面都必須與管子焊接,法蘭面與管子軸線傾斜度應小于或等于管子外徑的1/100。法蘭連接應嚴格對中,軸向最大允許偏差不大于2mm,不得用強緊螺栓的方法消除歪斜。擰緊螺栓分兩次進行,第一次均勻對稱地擰一遍,然后再擰緊螺栓。
  三、管道支、吊架的制作與安裝
  ① 現場制作的管架嚴格按規范和圖紙進行,并涂漆保護,對拉桿吊架和彈簧吊架的吊耳支撐,應按鋼結構制作標準進行焊接并進行100%的滲透或磁粉探傷。
  ② 所有管架位置,應在單線圖中標明。
  ③ 管道安裝時,應及時固定和調整支架,支架位置應準確,安裝應平整牢固,與管子接觸應緊密。
  ④ 固定支架應按設計文件要求安裝,并應補償器預拉伸之前固定。
  ⑤ 導向支架或滑動支架的滑動面應潔凈平整,不得有歪斜和卡澀現象。其安裝位置應從支承面中心向反方向偏移,偏移量應為位移值的1/2或符合設計文件規定,絕熱層不得妨礙其位移。
  ⑥ 管道安裝使用臨時支架時,不得與正式支架位置沖突,并有明顯標記。在管道安裝完畢后應予拆除。
  ⑦ FRP/PVC管道與管架(包括支座)之間不得直接進行粘接或焊接固定。FRP/PVC管道固定管架的管道配合件(管卡、管托或管夾)與管道外壁之間,應墊有厚度不小于3mm的橡膠塊或其他軟墊。
  ⑧ 管道安裝完畢后,應按設計文件規定逐個核對支架的形式和位置。
  四、玻璃鋼管道的試壓沖洗
  ① 為了減少吹掃時增加的臨時管線,節省試壓吹掃時間,提高試壓吹掃合格率,管道試壓、吹掃工作按系統、片區、壓力等級進行,試壓、吹掃前必須編制方案指導施工。
  ② 管道試壓采用潔凈水,當對連有不銹鋼管道進行試驗和沖洗時,水中的氯離子含量不得超過25×10(25ppm),管道試壓和沖洗程序執行總包商的規定。
  ③ 壓力試驗時,無關人員不得進入。壓力試驗完畢,不得在管道上進行修補。
  ④ 壓力試驗前,應具備下列條件:
  a.試驗范圍內的管道安裝工程除涂漆、絕熱外,已按設計圖紙全部完成,安裝質量符合有關規定。
  b.焊縫和其它待檢部位尚未涂漆和絕熱。
  c.管道上的膨脹節已設置了臨時約束裝置。
  d.試驗用壓力表已經校驗,并在周期內,其精度不得低于1.5級,表的滿刻度值應為被測最大壓力的1.5-2倍,壓力表不得少于兩塊。
  e.符合壓力試驗要求的液體或氣體已備齊。
  f.按試驗要求,管道已經加固。
  g.待試管道與無關系統已用盲板或采取其它措施隔開。
  h.待試管道上的安全閥及儀表元件等已經拆下或加以隔離。
  i.試驗方案已經批準,并進行了技術交底。
  ⑤ 液壓試驗應遵守下列規定:
  a.試驗前,注液體時應排盡空氣。
  b.試驗時環境溫度不宜低于5℃,當環境溫度低于5℃時,要采取防凍措施。
  c.管道試驗壓力為設計壓力的1.5倍。
  d.當管道的設計溫度高于試驗溫度時,試驗壓力按下式計算:
  Ps=1.5P[σ]1[σ]2
  式中 Ps----試驗壓力(表壓)(MPa);
  P----設計壓力(表壓)(MPa);
  [σ]1----試驗溫度下,管材的許用應力(MPa);
  [σ]2----設計溫度下,管材的許用應力(MPa)。
  當[σ]1[σ]2大于6.5時,取6.5。
  e.當管道與設備作為一個系統進行試驗,管道的試驗壓力等于或小于設備的試驗壓力時,應按管道的試驗壓力進行試驗;當管道試驗壓力大于設備試驗壓力,且設備的試驗壓力不低于管道設計壓力的1.15倍時,經建設單位同意,可按設備的試驗壓力進行試驗。
  f.對位差較大的管道,應將試驗介質的靜壓計入試驗壓力中。液體管道的試驗壓力以最高點為準,但最低點的壓力不得超過管道組成件的承受力。
  g.液壓試驗壓力應緩慢升壓,待達到試驗壓力后,穩壓10min,再將試驗壓力降至設計壓力。停壓30min,以壓力不降、無滲漏為合格。
  h.試驗結束后,應及時拆除盲板、膨脹節限位設施,排盡積液。排液時要防止形成負壓,并不得隨地排放。
  i.當試驗過程中發現泄漏時,不得帶壓處理。消除缺陷后,應重新進行試驗。
  ⑥ 對輸送有毒流體的管道,還必須進行泄漏性試驗,泄漏性試驗介質采用空氣(即進行氣密試驗)。氣密試驗按下列規定進行:
  a.氣密試驗壓力為設計壓力。
  b.氣密試驗重點檢驗閥門填料函、法蘭或螺紋連接處、放空閥、排氣閥、排水閥等。
  c.氣密試驗用涂刷肥皂水或其它發泡劑的方法進行檢查,以不泄漏為合格。
  ⑦管道在壓力試驗合格后,應按吹洗方案組織管道的吹掃或清洗工作案。
  玻璃鋼管加熱的作用
  鋼制加熱是幾乎所有塑料成型模具設計必須采用的加熱手段,可設計為單向接線和雙向接線等多種形式,材質上可采用無縫管、有縫管、不銹鋼管等,特點是熱損失小、熱效率高、排線簡單,可根據需要設計為220V或380V,接線為式靈活多樣。但由于其材料和加工工藝的限制,模具設計中要注意它向身特點
  (l)加熱管在兩端通常有較長的冷端,并不能起到加熱的作用。
  (2)加熱段的功率設計盡量不超過10瓦特/厘米的限制。如30厘米長的加熱管,功率盡可能不要超過300瓦。如果設計功率超過這個限制,加熱管表面負荷較高,鋼管易氧化腐蝕,造成短路。
  (3)對于溫度高于250℃的模具設計,采用加熱管有一定難度。我曾經利用加熱管升溫達到420℃,但是這種成型溫度對加熱管質量要求較高,需要經常檢查電路的通暢與短路與否。因為這種條件下加熱管、接線端子、連接用的銅線、鋼片等介質非常易于氧化,從而導致斷路。因此對電傳輸介質需要進行特殊處理,盡量避免使傳導電線暴露在空氣中,延長導線的使用壽命。
  烙鐵芯通常也被作為模具加熱管的一種,特點是單位長度功率高(通常直徑10mm,長8cm規格的烙鐵芯可以達到150瓦的輸出功率),耐用,安全性好,不易形成擊穿短路,可以通過鉆盲孔來埋設,缺點是難以定制設計,拆換時易碎、斷。電路設計中不可缺少保險、空氣開關等保險措施,操作地由要保持干凈整潔,絕緣良好,操作中勤于檢查電氣故障,防止不必要的危險。
  玻璃鋼管纏繞成型的三種原材料
  纏繞成型的原材料主要是樹脂、纖維增強材料和填料。
  (1)樹脂基體 。
  樹脂基體是指固化劑和樹脂組成的膠液體系。纏繞制品的耐化學腐蝕性,耐熱性及耐自然老化性主要取決于樹脂性能,同時對工藝性、力學性能也有很大影響。纏繞成型常用樹脂主要是不飽和聚酯樹脂,也有時用雙馬來酰亞胺樹脂和環氧樹脂等。對于一般民用制品如罐、管等,多采用不飽和聚酯樹脂。對力學性能的壓縮強度和層間剪切強度要求高的纏繞制品,則可選用環氧樹脂。航天航空制品多采用具有耐濕性與高斷裂韌性好的雙馬來酰亞胺樹脂。
  (2)增強材料 。
  纏繞成型用的增強材料,主要是各種纖維紗:如中堿玻璃纖維紗,無堿玻璃纖維紗,高強玻璃纖維紗,碳纖維紗,芳綸纖維紗及表面氈等。
  (3)填料 。
  填料種類很多,加入后能改善樹脂基體的某些功能,如提高耐磨性,增加阻燃性和降低收縮率等。在膠液中加入空心玻璃微珠,可提高制品的剛性,減小密度降低成本等。在生產大口徑地埋管道時,常加入30%石英砂,借以提高產品的剛性和降低成本。為了提高填料和樹脂之間的粘接強度,填料要保證清潔和表面活性處理。
  應用范圍
  1.化學介質輸送管
  2. 各類工藝館(化學工藝,造紙工藝,污水處理工藝,海水淡化工藝,食品及飲料加工工藝,醫藥工藝等)
  3. 地面上小型水電站壓力水管,發電廠循環水管
  4.污水收集及輸送管道
  5. 飲用水輸送干線管及配水管
  6.油田注水管及原油輸送管
  7.熱能輸送管,海水輸送管
  8. 農機灌溉用管
  9. 真空管,外壓管和虹吸管

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