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玻璃鋼夾砂纏繞管道在供水工程中的應用
FWRPMP（玻璃鋼纏繞夾沙管道）在我國石油、化工、電力、冶金等行業(yè)成功應用已有近十年的歷史。在供水工程中的應用尚處于推廣階段，就FWRPMP管道在國外的應用歷史與實際經(jīng)驗，用于供水工程中是一個發(fā)展方向。 一、供水工程中應用FWRPMP管道的可行性： 1. 國內(nèi)外的應用狀況 在應用FWRPMP管道較發(fā)達的美、加、日、西歐、北歐等國家，F(xiàn)WRPMP管道的應用比例日益提高，用于供水工程中較多的當屬歐洲國家，英國、意大利、瑞典、瑞士、挪威等國家，將FWRPMP管道用于市政工程中的歷史長達20年之久。在北歐冰寒地帶的國家應用FWRPMP管作為輸水管的例子數(shù)不勝數(shù)，據(jù)資料報道，瑞典、挪威等國家在供水工程中應用FWRPMP占總用量的50%以上。瑞典首都斯德哥爾摩Φ300以上新鋪設(shè)的管道80%以上采用FWRPMP管。深圳至香港的供水管線中，香港一側(cè)采用二條直徑為2.2m和1.7m，長50Km英國制造的FWRPMP管道；南斯拉夫塞爾維亞的科索沃地區(qū)選用DN800-DN1800由挪威制造的FWRPMP管道，用于農(nóng)田灌溉和飲用水；日本國大中口徑的輸水管采用FWRPMP管占總用量的25%以上；中東地區(qū)幾乎全部采用美國及歐洲進口的FWRPMP管用于供水及其它工業(yè)用管，僅美國的一家FWRPMP管道制造公司及其在荷蘭的分公司一年向該地區(qū)提供各種的FWRPMP管道超過2000噸，巴基斯坦國用于輸送印度河水也采用了我國生產(chǎn)的FWRPMP管約400噸，最大直徑為1.5米，國內(nèi)目前正在實施的輸水工程引額濟烏工程采用直徑為3100mm的FWRPMP管。 2. 應用FWRPMP管經(jīng)濟上可行 進入九十年代中期，國外的FWRPMP管材的長度價格約為其他管材的3~8倍，國內(nèi)在經(jīng)過幾年的技術(shù)、設(shè)備引進以及消化吸收后，已大批量生產(chǎn)物美價廉的產(chǎn)品，同等輸送量的FWRPMP管價格已和鋼管綜合性能價格相比基本持平，甚至略低。與預應力鋼筋混凝土價格相比約高出1~3倍，特殊情況下只高出50%左右，但FWRPMP管在應用過程尚有其它管材所沒有的綜合經(jīng)濟優(yōu)點： ①．壽命長是FWRPMP管最大的優(yōu)點之一，國內(nèi)制造的FWRPMP管在供水工程中最保守的應用期限在25年以上，長達50年也是可能的。 ②．維修費用低，在選用FWRPMP管及管件工程中，年平均維修費用不足千分之一，許多工程從未需要維修，而鋼管則需3%的維修費。 ③．安裝費用省，大口徑玻璃鋼管道的吊裝速度要大大快于其它金屬管材及混凝土管，由于FWRPMP單根管道長度比其它管材要長1~2倍，接口費用及接口時間要大大節(jié)省，吊裝費用也便宜很多。 ④．節(jié)能效果好，F(xiàn)WRPMP管具有光滑的內(nèi)表面，稱為“水力學光滑管”，在相同的工程介質(zhì)條件下，可以選用較小的管徑和功率較小的輸送泵，國外使用經(jīng)驗證明，使用FWRPMP管比其它管道節(jié)省泵輸送費30%以上，這也是國外選用FWRPMP管道的一個重要參數(shù)，我國是一個缺水、缺電的大國，長期節(jié)約能源則是一項基本國策，F(xiàn)WRPMP管符合這一要求。 ⑤．使用FWRPMP管長期效益好，F(xiàn)WRPMP管與鋼管、鑄鐵管、預應力混凝土管相比，同等輸送量的前提下，管徑可分別縮小1%~25%，在我國石油用輸送污水管線中，替代鋼管的FWRPMP管道均縮小管徑10%~20%，如用于勝利油田濱南采油廠原Φ377鋼管后采用DN250FWRPMP管所輸送量幾乎相等，其工作壓力僅升高0.1~0.2Mpa，綜合計算，DN250FWRPMP管替代Φ327鋼管，在相同條件下FWRPMP管的輸送量與鋼管基本持平。在我國四川一供水工程中，原設(shè)計混凝土管直徑為Φ1000mm，后經(jīng)計算僅需DN700mm的FWRPMP管就可替代。因此，選用FWRPMP管在經(jīng)濟上比較的依據(jù)是綜合性的，在比較工程總價和投產(chǎn)后的使用成本后，很容易看到FWRPMP管的長期經(jīng)濟效益是其它管材所無法比擬的。 3. 應用FWRPMP管技術(shù)上可行 隨著我國FWRPMP管生產(chǎn)制造技術(shù)的不斷提高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，原材料基本上實現(xiàn)了國產(chǎn)化，各種施工技術(shù)日趨成熟，目前FWRPMP管道的接頭方式已達7種，均可與鋼管、鑄鐵管、水泥混凝土管等管材同期施工，通過選用不同的接頭形式可滿足不同的工況條件下的施工要求。 二、供水工程中應用FWRPMP管道的可靠性： 1. FWRPMP管道在供水工程中應用的可靠性 一般的纏繞成型的FWRPMP管道其軸向拉伸強度在150~320Mpa，約為鋼管的50%~90%，徑向拉伸強度在300Mpa，優(yōu)于鋼管，F(xiàn)WRPMP管在設(shè)計時一般取強度安全系數(shù)N值為8~10，管道的另一設(shè)計參數(shù)為管道的剛度，即剛度在荷載作用力下的應力，一般取安全系數(shù)N值為8~10，剛度設(shè)計中，綜合比較強度應力和剛度應力兩個因素，一般情況下，F(xiàn)WRPMP管道強度應力所表現(xiàn)出的管道壁厚H值要小于剛度應力所表現(xiàn)出來的H值，因此按剛度因子設(shè)計FWRPMP管比較常見。從剛度應力安全系數(shù)8~10倍這個數(shù)據(jù)中可以看出，F(xiàn)WRPMP管在抵抗內(nèi)、外壓力時，均有很高的保險系數(shù)，在設(shè)計時要考慮剛度的工作壓力，靜、動荷載壓力，水垂壓力，土壤稀疏，管道支撐間距，管溝等稀疏。一般情況下在有比較大的動荷載壓力存在時，F(xiàn)WRPMP管要求有其它剛度較大的剛度作為保護套管以降低FWRPMP管的制造費用，在綜合考慮各種應力的情況下，選擇一個恰當?shù)墓艿篮穸菻值，既保證管道的技術(shù)指標又共和考慮管道的制造成本，在確保管道具有一定的安全系數(shù)的前提下，盡力降低成本，這也是FWRPMP管道可設(shè)計性強的特點之一。 2. FWRPMP管道的水力學可靠性 水力特性是管道的重要特性之一，水力學性能對于管線工程來說是經(jīng)濟指標又是一項重要的技術(shù)指標，水力特性好意味著在滿足規(guī)定的流量要求前提下，可選用較小的管徑或選用功率較小的輸送泵。FWRPMP管道的力學性能與其它管材的水力性能比較時不僅存在著短期的性能比較，而且存在著長期的可靠性。一般管材在使用一定時間后，管道的內(nèi)表面存在著腐蝕、老化、結(jié)垢等現(xiàn)象，影響了管道的力學性能，而FWRPMP管的表面光滑度是長期存在的，一般情況下不存在因腐蝕、老化、結(jié)垢等原因 導致光滑度下降活變壞的現(xiàn)象，外國使用二十年至三十年的FWRPMP管道至今未出現(xiàn)此類問題，國內(nèi)在石油，化工等領(lǐng)域使用的FWRPMP管道從未出現(xiàn)類似的問題，在我國中原、勝利、大慶以及青海鉀肥廠使用老鹵礦漿的輸送管道，在使用六年后，現(xiàn)已證實其表面完好如初。目前FWRPMP管道和工程可排除含油污水，鹽水，河水，海水，硬水在管道內(nèi)的結(jié)垢問題。 3. FWRPMP管的工程可靠性 FWRPMP管的可靠性是當前應用FWRPMP管道的關(guān)鍵問題之一。作為管道工程來說，不僅要有好的管材，而且要有可靠的工程質(zhì)量。國外在應用FWRPMP管道時，就非常注意工程質(zhì)量，對于FWRPMP管的設(shè)計、制造、安裝施工、檢測、投產(chǎn)均有一套嚴格的標準，尤其是在設(shè)計和施工安裝兩方面特別注重FWRPMP管的特點，制定了嚴格的施工安裝驗收規(guī)范。國內(nèi)在應用FWRPMP管道方面存在著一些問題，主要也是體現(xiàn)在施工安裝的科學性和嚴密性，有些工程使用的管材是好的，但投產(chǎn)后往往出現(xiàn)一些問題，究其原因還是對FWRPMP管的認識不足，對于FWRPMP管道工程中存在的一系列環(huán)節(jié)重視不夠，往往出現(xiàn)重管材制造質(zhì)量，而忽視了安裝施工質(zhì)量，那么，是不是說FWRPMP管道工程的可靠性存在問題呢？經(jīng)過國外諸多工程的實踐證明，F(xiàn)WRPMP管道工程的可靠性比其它管材而言，仍存在著較高的可靠性。首先在引進國外先進的制造技術(shù)的同時，國內(nèi)主要生產(chǎn)FWRPMP管道的加工設(shè)備和技術(shù)，在保證管道質(zhì)量的同時，也保證了管道接頭的質(zhì)量，如目前大量使用的雙“O”型密封圈加鎖緊連接法，在國外使用近三十年，國內(nèi)也使用了六年之久，從未出現(xiàn)問題，采用1/32錐度聯(lián)接內(nèi)外膠結(jié)方法也大量應用于工程中。以上兩種接頭方法在長輸管線中表現(xiàn)出很高的可靠性，對于工藝管路而言并存著多種聯(lián)結(jié)方式，除上述聯(lián)結(jié)方式外，有法蘭、對接方式等，基本上滿足設(shè)計需要，但對接工藝存在著較多人為因素，需要在工程管理中加以重視，只要管理上水平，F(xiàn)WRPMP管線的施工安裝質(zhì)量對于保證工程質(zhì)量是可靠的，完全可行的。 4. FWRPMP管道的衛(wèi)生可靠性 對于FWRPMP管道應用于城市引水管道中存在著有毒性問題，關(guān)于這一問題，國內(nèi)普遍存在著一種擔憂，即對人體是否有害，人們的擔心來自兩個方面，一方面是樹脂，一方面是玻璃纖維，實際上這種擔憂僅僅是一種錯覺而已，目前用于城市引用水管道中所采用的樹脂均是一種稱之為食品級樹脂，該種樹脂在固化后已不會對人體有害，人們經(jīng)常看到鐵制包裝的罐頭盒內(nèi)表面防腐層即為食品級樹脂，管道的端口也可以采用樹脂密封，實際上玻璃纖維在管道中不含游離出對人體產(chǎn)生危害的物質(zhì)，人們對于玻璃纖維的擔心完全是沒有必要的。對于生產(chǎn)食品級樹脂的廠家，國家衛(wèi)生部門均有嚴格的檢驗標準和控制手段，管道生產(chǎn)制造過程中也有一定的規(guī)范和制度，制造廠均要獲得國家衛(wèi)生部門簽發(fā)的衛(wèi)生許可證，才能有資格制造食品級管道，所以，食品級FWRPMP管道用于城市供水過程中完全可以達到其它管材所達到的衛(wèi)生標準，甚至超過鋼管、混凝土管道。 
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