山東玻璃鋼夾砂管道
玻璃鋼夾砂管是以樹脂為基體材料，玻璃纖維及其制品為增強材料，石英砂為填充材料而制成的新型復合材料。它以其優(yōu)異的耐腐蝕性能、水力性特點、輕質(zhì)高強、輸送流量大、安裝方便、工期短和綜合投資低等優(yōu)點,成為化工行業(yè)、排水工程以及管線工程的最佳選擇。
歷史發(fā)展
國內(nèi)起源于20世紀80年代，到90年代中葉完成了引進設備技術(shù)，從消化吸收到大規(guī)模應用走過了一個艱難的里程。1989年，國家經(jīng)貿(mào)委委托建設部情報所在我國高分子塑料管道發(fā)展戰(zhàn)略研究中，提出引進技術(shù)裝備大力發(fā)展大口徑玻璃鋼夾砂管道，代鋼節(jié)能的戰(zhàn)略方針。直到90年代后期，隨著材料和技術(shù)的重大改進，工程質(zhì)量全面提高，玻璃鋼夾砂管道在全國各地得到廣泛關注。1999年國家經(jīng)貿(mào)委、建設部、國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、建材局聯(lián)合發(fā)文(建住房1999 295號)，其中第7條指出：戶外給水管網(wǎng)推薦選用玻璃鋼管和UPVC管；同年建設部、國家石油化工局、國家輕工局、國家建材局和中國石油化工集團也聯(lián)合發(fā)出通知(建科1999 271號)，其中第10條明確提出了要推廣應用玻璃鋼夾砂管。全國總用量已經(jīng)接近2000km，最大的管道直徑達到2800mm，典型的管線如庫爾勒的150km/Φ1100mm和克拉瑪依80km/Φ1600mm。技術(shù)進步也使我國玻璃鋼管道走出了國門，例如新疆永昌復合材料公司已經(jīng)在國內(nèi)外完成了144個玻璃鋼管道工程項目，其中國外項目30個。
構(gòu)
1、樹脂
所用不飽和聚脂樹脂應符合GB/T 8237的規(guī)定。所用環(huán)氧樹脂應符合GB/T 13657的規(guī)定。
用作引水管及飲用水管的樹脂衛(wèi)生標準必須符合GB 13115的規(guī)定。
2、增強材料
所用無堿無捻玻璃纖維紗、中堿無捻玻璃纖維紗應符合GB/T 18369-2008的規(guī)定。
3、填料
SiO2含量大于95%，含濕量應小于0.2%。
CaCO3含量大于98%，含濕量應小于0.2%。
4、外觀質(zhì)量
管的內(nèi)表面應光滑平整，無龜裂、分層、針孔、雜質(zhì)、貧膠區(qū)及氣泡，管端面應平齊、無毛刺。管外表面無明顯缺陷。
5、尺寸
直徑偏差：外徑系列應符合表1中規(guī)定，內(nèi)徑系列應符合表2中規(guī)定。
長度偏差：±0.005L（L為管的有效長度）。
壁厚：最小厚度應不小于經(jīng)規(guī)定程序批準的圖樣和技術(shù)文件規(guī)定的標稱厚度的87.5%，平均厚度應不低于標稱厚度。
管端面垂直度：符合表3中規(guī)定。
6、內(nèi)襯層：內(nèi)表面厚度不小于0.5mm，內(nèi)表面和次內(nèi)層厚度應不小于1.2mm。
7、玻璃鋼管運輸、貯存
（1）、起吊和運輸
玻璃鋼管起吊宜用柔性繩索，若用鐵鏈或鋼索起吊，必須在吊索與管道棱角處填橡膠或其它柔性物。起吊時應輕起輕放，必須采用雙點起吊，嚴禁單點起吊。運輸時應固定牢靠，采用臥式堆放，嚴禁拋擲與劇烈撞擊。
（2）、貯存
產(chǎn)品應按類型、規(guī)格、等級分類堆放，遠離熱源，且不宜長期露天存放。堆放時層與層之間用墊木隔開。
8、安裝基本要求
RPM管道可以采用對接膠合連接、承插膠合連接、承插內(nèi)外膠合連接、橡膠圈承插連接、法蘭連接及膠泥連接等形式。最常用的是橡膠圈承插連接和法蘭連接及膠泥連接。不論何種連接形式，在安裝時應考慮溫度變化引起的熱膨脹和熱應力。
管道溝槽底部的開挖寬度應滿足下管、回填、夯實及安裝操作的要求，一般為管徑加兩倍工作面寬度和支擋厚度，但管溝底的寬度不應小于600mm。管溝工作面寬度符合表5中規(guī)定。管溝的底面要求平整而連續(xù)，不得有大于40mm的圓石或大于25mm尖角形碎石直接與管外壁接觸。除特殊地質(zhì)與地形條件，玻璃鋼管敷設要求按國家或行業(yè)現(xiàn)行有關管道輻射規(guī)范或規(guī)程執(zhí)行。溝槽是否采取支撐措施應根據(jù)溝槽的土質(zhì)、地下水位、開槽斷面、外荷載條件等因素由施工組織設計確定。支撐材料可選用鋼材、木材或鋼材木材混合用使。
管道回填前要檢查管道的外觀有無損傷及連接有無脫落等質(zhì)量問題，管溝至管頂以上500mm范圍內(nèi)，回填土不得含有有機材料、凍土以及大于50mm的磚、石等硬物，回填夯實密度不得小于設計要求的密度。
產(chǎn)品特點
◎優(yōu)良的力學性能
玻璃鋼管道比重小（1.8~2.1g/㎝3）強度高（≥300MPa），其比強度遠大于鋼管和鑄鐵管，由于在管壁中間層加入樹脂砂漿，大大提高了管道剛度，適應在各種土壤環(huán)境及海底鋪設。
◎水力學性能優(yōu)
玻璃鋼管道內(nèi)表面十分光滑、摩擦阻力小（n≤0.0084），能明顯減少沿程壓力損失、增大流量，在相同流量的情況下，可以選用較小的管徑或功率較小的輸送泵，從而降低了工程初期投資、節(jié)約能耗（降低運行成本）。
◎可設計性好，適應范圍廣
可以通過改變選材、纏繞角和鋪層的設計以適應不同的工作壓力、介質(zhì)、剛度（或埋設深度）要求，從而制成不同壓力等級和特殊性能的玻璃鋼管道。
◎防污，無毒
光滑的內(nèi)壁不結(jié)垢、不滋生藻類等微生物，對水質(zhì)無二次污染。通過選用食品級樹脂制作的管道可以用于輸送飲用水。
◎接頭少，密封性好
玻璃鋼管道單根長度一般為12米，采用雙“O”型密封圈承插連接，每個接口均可試壓，密封可靠。
◎重量輕，易于運輸、安裝
玻璃鋼夾砂管道重量僅占同規(guī)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，安裝效率高、成本低。
產(chǎn)品規(guī)格
（1）直徑：DN300㎜-DN4000㎜
（2）壓力等級：0.25 MPa 、0.6 MPa、 1.0 MPa、 1.6 MPa 、2.0 MPa 、2.5MPa
（3）單根長度： 3 m、6 m、9 m、12m
（4）剛度等級：2500N/㎡、5000 N/㎡、10000 N/㎡
注：也可按用戶要求生產(chǎn)其它壓力等級、剛度等級和長度規(guī)格的管道。
主要原材料
（1）樹脂：可以根據(jù)不同的使用要求選用不同性能的樹脂
（2）連續(xù)玻璃纖維
（3）石英砂
（4）玻璃纖維氈等
主要成型工藝
采用國際先進水平的計算機控制連續(xù)玻璃纖維纏繞成型工藝，按設計程序在芯模上依次制作內(nèi)襯層、內(nèi)結(jié)構(gòu)層、樹脂砂漿層、外結(jié)構(gòu)層、外保護層，并通過遠紅外線烤板進行熱處理，固化后按標準進行水壓試驗。
連接方式
雙“O”型密封圈承插連接、單“O”型密封圈承插連接、對接及承插粘接、法蘭連接等
產(chǎn)品優(yōu)點
【優(yōu)良的耐腐蝕性能】
產(chǎn)品選用耐腐蝕極強的樹脂,擁有極佳的機械性質(zhì)與加工特性,能承受大部分酸、堿、鹽海水未處理的污水,腐蝕性土壤或地下水及眾多化學物質(zhì)的侵蝕。
【耐熱耐寒性能好】
在-30℃狀態(tài)下,仍具有良好的韌性和極高的強度,可在-50℃－80℃的范圍內(nèi)長期使用,采用特殊配方的樹脂還可110℃時使用。
【耐磨性能好】
玻璃鋼管的耐磨性能是非常好的,試驗證明:把含有大量泥漿、沙石的水,裝入管子中進行旋轉(zhuǎn)磨損影響對比試驗。經(jīng)30萬次旋轉(zhuǎn)后,檢測管子內(nèi)壁的磨損深度如下:用焦油和瓷油涂層的鋼管為0.53mm;經(jīng)表面硬化處理的鋼管為0.48mm;玻璃鋼管道為0.21mm,由此可以說明玻璃鋼管的耐磨損性能十分強。
【保溫性能優(yōu)】
由于玻璃鋼產(chǎn)品的導熱系數(shù)低,因此其保溫性能特別好。
【固化后防污抗性】
在使用過程中不結(jié)垢、不生銹、不會被海洋或污水中的貝類,菌類等微生物玷污蛀附。
【接口少,安裝效率高】
管道的長度一般為:6-12m/根（也可以根據(jù)客戶的要求生產(chǎn)出特殊長度的管道）。單根管道長,接口數(shù)量少,從而加快了安裝速度,減少故障概率,提高整條管線的安裝質(zhì)量。
【比重小、質(zhì)量輕】采用纖維纏繞生產(chǎn)的夾砂玻璃鋼管,其比重在1.65－2．0,只有鋼的1/4,但玻璃鋼管的環(huán)向拉伸強度為180－300MPa,軸向拉伸強度為60－150MPa,近似合金鋼。因此,其比強度（強度/比重）是合金鋼的2-3倍,這樣它就可以按用戶的不同要求,設計成滿足各類承受內(nèi)、外壓力要求的管道。對于相同管徑的單重,FRPM管只有碳素鋼管（鋼板卷管）的1/2.5,鑄鐵管的1/3.5,預應力鋼筋水泥管的1/8左右,因此運輸安裝十分方便。
【機械性能好、優(yōu)良的絕緣性能】
管道的拉伸強度低于鋼,高于球墨鑄鐵管和混凝土管,而比強度大約是鋼管的3倍,球墨鑄鐵管的10倍,混凝土管的25倍。此外,它的導熱系數(shù)只有鋼管的1%,具有優(yōu)良的絕緣性,適應使用于輸電、電信線路密集區(qū)和多雷區(qū)。
【水力學性能優(yōu)異、節(jié)省能耗】
夾砂玻璃鋼管具有光滑的內(nèi)表面,適用于大口徑(≥φ500mm)輸水管道的特點,磨阻系數(shù)小,水力流體特性好,而且管徑越大其優(yōu)勢越明顯。反之,在管道輸送流量相同的情況下,工程上可以采用內(nèi)徑較小的夾砂玻璃鋼管代替,從而降低了一次性的工程投入。夾砂玻璃鋼管道在輸水過程中與其它的管材相比,可以大大減少壓頭損失,節(jié)省泵的功率和能源。
【使用壽命長、安全可靠】
玻璃鋼夾砂管設計安全系數(shù)高。據(jù)實驗室的模擬試驗表:一般給水、排水夾砂玻璃鋼管的壽命可達50年以上,是鋼管和混凝土管的2倍。對于腐蝕性較強的介質(zhì),其使用壽命遠高于鋼管等。
【設計靈活、產(chǎn)品適應性強】
夾砂玻璃鋼管道可以根據(jù)用戶的各種特殊的使用要求,通過改變設計,制造出各種規(guī)格、壓力等級、剛度等級或其它特殊性能的產(chǎn)品,適用范圍廣。
【運行維護費用低】
由于玻璃鋼產(chǎn)品本身具有很好的耐腐蝕性,不需要進行防銹,防污,絕緣,保溫等措施和檢修,對地埋管無需作陰極保護,可節(jié)約大量維護費用。
【工程綜合效益好】
綜合效益是指由建設投資、安裝維修費用、使用壽命、節(jié)能節(jié)鋼等多種因素形成的長期性,玻璃鋼管道的綜合效益是可取的,特別是管徑越大,其成本越低。當進一步考慮埋入地下的管道可使用好幾代,又無需年年檢修,更可以發(fā)揮它優(yōu)越的綜合效益。
產(chǎn)品性能介紹:
【高強度】
抗外載能力強，玻璃鋼夾砂管可直接用于行車道下直埋，不需構(gòu)筑混凝土保護層，能加快工程建設進度，因而施工費用大大降低，具有顯著的社會經(jīng)濟效益。
【耐腐蝕】
經(jīng)過專門設計的玻璃鋼夾砂管能夠抵抗酸、堿、鹽、未經(jīng)處理的污水、腐蝕性土壤和地下水等眾多化學流體的侵蝕，經(jīng)傳統(tǒng)管道的使用壽命長，其設計使用壽命達到50年以上。
【阻燃、耐熱抗凍性好】
玻璃鋼夾砂可在—20℃—100℃長期使用而不變形。
【電絕緣性能好】
無渦流損和電腐蝕‘節(jié)能，DN200以下玻璃鋼管適用于電纜敷設；載流量大，熱阻小，對電纜的正常運行無任何不利影響。
【柔性系統(tǒng)】
管材有柔性，再配以撓性接頭，能低御外界重壓和基礎沉降所引起的破壞。
【光潔度高】
玻璃鋼夾砂管內(nèi)壁直接與模具接觸，表面非常光滑，無毛刺。
【施工安裝快捷方便】
玻璃鋼夾砂管采用承插式的連接方式，方便安裝連接；接頭處采用雙O型橡膠圈，適應熱脹冷縮。
【自重輕、運輸安裝方便】
玻璃鋼夾砂管的重量只有鋼管的1/4，混凝土的1/5。安裝施工簡捷方便，能大大縮短施工周期，降低安裝費用。同時又可避免道路開挖暴露時間過長，影響城市交通秩序等問題。
安裝方法
管道安裝順序本著分片區(qū)、分系統(tǒng)，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(nèi)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(jié)構(gòu)等涉及管道安裝的內(nèi)容進行復核。
2、管道的坡度應按圖紙的要求進行調(diào)整，調(diào)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(nèi)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(chǎn)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(tài)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(diào)校安全閥。安全閥的最終調(diào)校在系統(tǒng)上進行，開啟和回座壓力要符合設計文件的規(guī)定。
6、閥門安裝前，按設計文件核對其型號，并按介質(zhì)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(tài)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(jié)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(jù)，F(xiàn)RP/PVC管的敷設（包括連接形式、坐標、標高、坡度、坡向等）支承，F(xiàn)RP/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(xié)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(jié)構(gòu)形式有承插式連接、法蘭式連接（焊環(huán)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(jù)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(nèi)壁污垢，然后將承插頭插入承插座內(nèi)，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(nèi)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?qū)ΨQ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(xiàn)場制作的管架嚴格按規(guī)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(jié)構(gòu)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(diào)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(xiàn)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(guī)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(guī)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(jié)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(tǒng)、片區(qū)、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(zhí)行總包商的規(guī)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(nèi)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(zhì)量符合有關規(guī)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(jié)已設置了臨時約束裝置。
d．試驗用壓力表已經(jīng)校驗，并在周期內(nèi)，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(jīng)加固。
g．待試管道與無關系統(tǒng)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(jīng)拆下或加以隔離。
i．試驗方案已經(jīng)批準，并進行了技術(shù)交底。
⑤ 液壓試驗應遵守下列規(guī)定：
a．試驗前，注液體時應排盡空氣。
b．試驗時環(huán)境溫度不宜低于5℃，當環(huán)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(tǒng)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(jīng)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(zhì)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(wěn)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(jié)束后，應及時拆除盲板、膨脹節(jié)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(fā)現(xiàn)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(zhì)采用空氣（即進行氣密試驗）。氣密試驗按下列規(guī)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(fā)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。
產(chǎn)品檢驗標準
制作及驗收執(zhí)行AWWA-C950、JC/T838-1998 及CJ/T3079－1998標準
主要應用領域
（1）飲用水輸送管
（2）污水收集及輸送管道、中水回用管
（3）市政給排水管道
（4）海水輸送管及其它各種埋地管道等
