一、定義
玻璃鋼纏繞管是一種輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕的非金屬管道。它是具有樹(shù)脂基體重的玻璃纖維按工藝要求逐層纏繞在旋轉(zhuǎn)的芯模上,并在纖維之間遠(yuǎn)距離均勻地鋪上石英砂作為夾砂層。其管壁結(jié)構(gòu)合理先進(jìn),能充分發(fā)揮材料的作用,在滿(mǎn)足使用強(qiáng)度的前題下,提高了剛度,保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。玻璃鋼夾砂管以其優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕、輕質(zhì)高強(qiáng),不結(jié)垢,抗震性強(qiáng),與普通鋼管比較使用壽命長(zhǎng),綜合造價(jià)低,安裝快捷,安全可靠等優(yōu)點(diǎn),被廣大用戶(hù)所接受。
二、基本概述
玻璃鋼纏繞管應(yīng)用于石油、化工及排水等行業(yè)。我國(guó)玻璃鋼纏繞管生產(chǎn)發(fā)展快,數(shù)量逐年上長(zhǎng),應(yīng)用范圍及部門(mén)也越來(lái)越廣。
玻璃鋼纏繞管采用樹(shù)脂(輸送飲用水采用食品級(jí)樹(shù)脂)、玻璃纖維、石英砂為原料,用特殊工藝制作而成。
三、管道分類(lèi)
玻璃鋼管道分類(lèi)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(hù)管
(5)玻璃鋼輸水管道
(6)玻璃鋼保溫管道
(7)玻璃鋼通風(fēng)管道
(8)玻璃鋼污水管道
(9)玻璃鋼頂管
四、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
①具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。不要陰極防腐保護(hù)及其它防腐措施,不會(huì)對(duì)水和其它介質(zhì)產(chǎn)生二次污染。產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)。
②管道重量?jī)H占同規(guī)格、同長(zhǎng)度球墨鑄鐵管的1/4,水泥管道的1/10。運(yùn)輸裝卸方便,易于安裝。
③減少管線(xiàn)接頭,加速安裝速度,提高整條管線(xiàn)質(zhì)量。
④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(guī)格鋼管相比可提高流量的10%左右;不結(jié)垢,長(zhǎng)期使用不降低流速。干擾和重蝕環(huán)境中電纜的防護(hù)都有較好效果。
五、管道特性
(1)耐腐蝕性:化學(xué)惰性的材質(zhì),耐腐蝕性?xún)?yōu)異,并可根據(jù)輸送介質(zhì)選擇不同的耐腐蝕管道。
(2)機(jī)械強(qiáng)度大:耐水壓強(qiáng)度,耐外壓強(qiáng)度和耐沖擊強(qiáng)度均良好并可按要求的壓力設(shè)計(jì)制造管道和管件 。
(3)溫度適應(yīng)性強(qiáng):使用溫度范圍:大于-70攝氏度小于250攝氏度,冰凍介質(zhì)下管道不裂。
(4)流體阻力小:管道內(nèi)壁光滑,粗糙系數(shù)0.0084,相同流量下,管徑可予縮小。
(5)重量輕,壽命長(zhǎng):質(zhì)輕,運(yùn)輸便利,施工費(fèi)用低,無(wú)須維修,使用壽命長(zhǎng)達(dá)50年以上。
(6)保持水質(zhì):無(wú)毒,輸送飲水用水,能保持長(zhǎng)期水質(zhì)衛(wèi)生。
玻璃鋼夾砂管道的應(yīng)用:
◆ 飲用水輸送干線(xiàn)管及配水管
◆ 污水管道、雨水管道
◆ 農(nóng)業(yè)灌溉用管
玻璃鋼夾砂管道的主要成型工藝
由計(jì)算機(jī)控制,在芯模上按規(guī)定的與纖維纏繞玻璃鋼管相同的工藝制造內(nèi)襯,凝膠后按設(shè)計(jì)好的線(xiàn)型和厚度纏繞結(jié)構(gòu)層,并將石英砂與樹(shù)脂混合的砂漿纏在結(jié)構(gòu)層中,最后纏繞外保護(hù)層。
原、輔材料:樹(shù)脂、短切纖維、連續(xù)玻璃纖維和石英砂。
產(chǎn)品規(guī)格
直徑:DN100-4000
壓力等級(jí):0.1MPa、0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa、2.0MPa、2.5MPa
剛度等級(jí):SN1250、SN2500、SN5000、SN10000。
長(zhǎng)度:常見(jiàn)4m一條
六、跨度計(jì)算
玻璃鋼管道有很多是在地下管道使用的,當(dāng)然底下管道一些跨度的問(wèn)題就相對(duì)來(lái)說(shuō)就要進(jìn)行跨度計(jì)算了。
地下管道是用管架、吊架、托架來(lái)支承的,兩支承點(diǎn)之間的距離就是所謂的管道跨度,當(dāng)然跨度不能過(guò)大這樣會(huì)影響管道的正常工作,如果跨度過(guò)小,這樣就會(huì)讓管道布置比較密集,并且投資費(fèi)用就對(duì)應(yīng)的增加,因?yàn)楣艿赖挠昧吭黾恿耍瑢?duì)此,為了確保管道安全和正常運(yùn)行,當(dāng)然盡可能擴(kuò)大管道的跨度問(wèn)題。
當(dāng)然要是想解決這個(gè)跨度問(wèn)題由管道的強(qiáng)度和剛度兩個(gè)條件進(jìn)行確定:
(1)按強(qiáng)度條件確定確定管道跨度
在外載荷作用下,管道界面產(chǎn)生最大應(yīng)力不得超過(guò)玻璃鋼管的許用應(yīng)力。
(2)按剛度條件的確定管道跨度
七、纏繞成型的原材料
纏繞成型的原材料主要是樹(shù)脂、纖維增強(qiáng)材料和填料。
(1)樹(shù)脂基體
樹(shù)脂基體是指固化劑和樹(shù)脂組成的膠液體系。纏繞制品的耐化學(xué)腐蝕性,耐熱性及耐自然老化性主要取決于樹(shù)脂性能,同時(shí)對(duì)工藝性、力學(xué)性能也有很大影響。纏繞成型常用樹(shù)脂主要是不飽和聚酯樹(shù)脂,也有時(shí)用雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂等。對(duì)于一般民用制品如罐、管等,多采用不飽和聚酯樹(shù)脂。對(duì)力學(xué)性能的壓縮強(qiáng)度和層間剪切強(qiáng)度要求高的纏繞制品,則可選用環(huán)氧樹(shù)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(lái)酰亞胺樹(shù)脂。
(2)增強(qiáng)材料
纏繞成型用的增強(qiáng)材料,主要是各種纖維紗:如中堿玻璃纖維紗,無(wú)堿玻璃纖維紗,高強(qiáng)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(lèi)很多,加入后能改善樹(shù)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(chǎn)大口徑地埋管道時(shí),常加入30%石英砂,借以提高產(chǎn)品的剛性和降低成本。為了提高填料和樹(shù)脂之間的粘接強(qiáng)度,填料要保證清潔和表面活性處理。
八、主要應(yīng)用
1.化學(xué)介質(zhì)輸送管
2. 各類(lèi)工藝館(化學(xué)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(yī)藥工藝等)
3. 地面上小型水電站壓力水管,發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水管
4.污水收集及輸送管道
5. 飲用水輸送干線(xiàn)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(nóng)機(jī)灌溉用管
9. 真空管,外壓管和虹吸管
目前纏繞工藝還屬于玻璃鋼管道的主流工藝,但國(guó)內(nèi)也有企業(yè)在研發(fā)其它工藝,有些已經(jīng)開(kāi)始批量生產(chǎn)了,如:在線(xiàn)編織拉擠工藝。另外連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料管也將是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)方向。