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玻璃钢加等砂管道应用于给排水工程的经济分析
9页1、玻璃钢加砂管道应用于给排水工程的经济分析一,产品简介 1,夹砂玻璃钢管道的发展 纤维缠绕玻璃钢管(以下简称FRP管),诞生于1948年,1950年第一根聚酯FRP管用于石油工业,并逐步用于化学工业和军用工业.1954年,FRP管实现商品化生产,从此诞生了FRP管道工业. 五十年代是FRP管的幼年时期,这个时期的特点是应用领域相继拓宽,化学,石油及各个工业领域都在试验应用FRP管道,应用的结果证明,FRP管道的耐腐蚀性能比传统材料好得多,轻质高强,安装维修费用低,使用寿命长,运行周期内的总成本也比传统材料低,显示出了一系列的突出优点,从而为FRP管道工业的发展打下了良好的基础. 七十年代,美国给水工程协会颁布了玻璃钢管标准AWWA C950,从而FRP管道工业进入工业化大规模生产阶段,产业基本形成,其后该标准经过了多次修订和补充,最新的95年版被认为是世界上最权威的玻璃钢管标准,得到广泛认同和采用.八十年代,FRP管道已经是通用的FRP制品.其中以FRP管为主的防腐市场仅次于汽车工业和建筑,位列第三.FRP管的生产和应用已完全成熟. 纤维缠绕夹砂玻璃钢管诞生于七十年代,夹砂管的出现,是对
2、玻璃钢管大规模推广应用的一大促进.纯纤维缠绕玻璃钢管的优点是比重小,强度高,耐腐蚀性能优良.但其应用于工程中时,常表现为壁厚薄,强度富裕量大,刚度低,造价高,从而在很多领域的应用受到了限制.夹砂玻璃钢管是在纯玻璃钢管的中间,引入树脂砂浆层,形成新的层合结构体,从而在保留原玻璃钢管道所有优点的基础上,既提高了刚度,又降低了工程造价.在低内压高外压的FRP管工程实例中,外压作用下的管壁中心附近区域的正压力很小,由树脂砂浆层承担,而高的应力区则由位于管壁两侧的纯纤维缠绕区承担.充分体现了复合材料的可设计性和物尽其能的特点.因此在全世界范围内得到了迅速发展,现在在大口径FRP管道中绝大多数为该种结构工艺.2,玻璃钢管道的构造在玻璃钢中,拉伸强度很高的玻璃纤维起着增强作用,而耐压耐磨性较强的合成树脂则作为基体材料粘结纤维,使其起共同的成型和承载作用.玻璃钢管道的管壁结构,通常由两部分组成:结构层由按设计缠绕角交叉缠绕的连续玻璃纤维粗纱作为增强骨架,以邻苯型或间苯型不饱和聚酯树脂作为粘结基体.其中,玻璃纤维的重量约占65-70%,树脂的重量约占30-35%.为加强结构刚度,在玻璃纤维缠绕层中间,可
3、以增加树脂砂浆层.内衬层为防腐防渗层,由两部分组成内表面层是跟介质接触的最内层,为耐蚀和第一道防渗层,树脂含量在90%左右.次内层由短切纤维织物增强,耐蚀树脂组成,含胶量可达70%以上,约2mm左右,是防止介质渗透的第二道屏障玻璃钢管的连接,一般采用承插式或法兰对接,以优质橡胶密封圈作止水防漏.3,纤维缠绕夹砂玻璃钢管的优点与其他材质的管道比较,玻璃钢管道具有以下一些显著的优点:1)耐腐蚀性好,对水质无影响:玻璃钢管道能抵抗酸,碱,盐,海水,未经处理的污水,腐蚀性土壤或地下水及众多化学流体的侵蚀.比传统管材的使用寿命长,其设计使用寿命一般为50年以上.对夹砂玻璃钢管道而言,更多的是在市政,城市输配管网方面的应用,由于其具有无毒,无锈,无味,对水质无二次污染,无需防腐,使用寿命大大延长,安装简便等优点,因此,受到了给排水行业的欢迎.2)防污抗蛀:不饱和聚酯树脂的表面洁净光滑,不会被海洋或污水中的甲贝,菌类等微生物玷污蛀附,以致增大糙率,减少过水断面,增加维护费用.玻璃钢管道无这些污染,长期使用洁净如初.3)耐热性,抗冻性好:在-30状态下,仍具有良好的韧性和极高的强度,可在-50-80的
4、范围内长期使用,采用特殊配方的树脂还可在110以上的温度工作.4)自重轻,强度高,运输安装方便:采用纤维缠绕生产的夹砂玻璃钢管道,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,FRP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.玻璃钢管道每节长度12米,比混凝土管可减少三分之二的接头.它的承插连接方式,安装快捷简便,同时降低了吊装费用,提高了安装速度.5)摩擦阻力小,输送能力高:玻璃钢管内壁非常光滑,糙率和摩阻力很小.糙率系数为0.0084,而混凝土管的n值为0.014,铸铁管为0.013,因此,玻璃钢管能显著减少沿程的流体压力损失,提高输送能力.因此,可带来显著的经济效益:在输送能力相同时,工程可选用内径较小的玻璃钢管道,从而降低一次性的工程投入;采用同等内径的管道,玻璃钢管道可比其他材质管道减
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