《大口径内外涂塑钢管在城镇供水管网中应用指南》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大口径内外涂塑钢管在城镇供水管网中应用指南（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大口径内外涂塑钢管在城镇供水管网中的大口径内外涂塑钢管在城镇供水管网中的选择与应用选择与应用中国城镇供水排水协会设备材料工作委员会管道部（北京）主编二一三年八月前 言为了防止居民饮用的自来水中流黄水，多数国家都是从建筑物中给水管的防腐开始的，所以管材的管径都比较小，例如 1982 年日本水道协会制定的JWWA-K132聚乙烯粉末涂敷衬里钢管标准中规定的涂塑钢管的规格是DN15100.1995 年，也曾下文，禁止在所有新建屋宇内及在所有现有楼宇进行翻新水管系统之时采用无衬层的镀锌钢管，这当中所用防腐钢管的规格也在 DN100 和 ND100 以下。但是随着进年来供水系统的交层化和城市的扩大化，人
2、们对中大口径防腐管道的需求也越来越多，所以日本水道钢管协会在 2000 年 4 月制定了带法兰的聚乙烯粉末涂敷钢管标准，把涂敷钢管的规格扩大到 DN1200。1996 年美国自来水厂联合会也对钢质自来水管内外壁涂敷熔融环氧粉末的AWWWA 标准进行了修订，规定涂层钢管的最小口径是 24 英寸（约合600mm） ，而对最大口径没有限定。2008 年，根据世界各国的发展状况和我国对涂塑钢管的需求情况，国内有关专家也对 CJ/T120给水涂塑复合钢管标准中涂塑管的口径扩大到了 1200mm。近年来，在新修订标准的指导下，大口径涂塑钢管在供水工程中的应用越来越广泛。从 2006 年大连自来水公司的长兴
3、岛供水工程第一家应用大口径涂塑钢管开始，到现在已发展到全国大多数省市的供水企业开始使用，每年应用量超已超过了 1000KM。钢塑管行业内的一些骨干企业不仅在大口径涂塑钢管的制造质量上不断严谨，而且在大口径涂塑钢管的安装工艺上也逐渐完善，本专题资料在总结他们经验的基础上，对城镇供水管网用大口径内外涂塑钢管的性能指标、制造与选择依据、安装与验收程序等都进行了规范。本专题资料主要起草单位：中国建筑金属结构协会给水排水设备分会、中国城镇供水排水协会设备材料工作委员会管道部、天津昊航复合管有限公司、新疆石河子开发区天浩管业有限公司、潍坊东方钢管有限公司、青岛豪德博尔实业有限公司、山东巨力管业有限公司。本
4、专题资料主要起草人：白迪祺，王显功，刘建兴，蔡文军，陈健，李庆刚，宋书燕，曹捩。目 录1、城镇供水管网中大口径管材选用的原则12、大口径内外涂塑钢管所具有的优点13、大口径内外涂塑钢管的规格和要求24、生产大口径内外涂塑钢管应具备的条件与质量控制要点35、管道配件56、大口径内外涂塑钢管的安装57、大口径涂塑钢管管道工程的检验与验收14附件 1：大口径内外涂塑钢管的水力学计算16附件 2：大口径内外涂塑钢管与球墨铸铁管的水头损失与运行费用比较。171大口径内外涂塑钢管在城镇供水管网中的选择与应用一、城镇供水管网中大口径管材选用的原则：在城镇供水管道工程中，管材费用占工程总费用的三分之二以上，管
5、道材料即是决定管网系统安全可靠性的主要因素，又是影响管道系统经济合理性的主要因素，通常大口径管材选用的原则是：1、可靠性：城镇供水管道口径大，一旦发生爆管或漏水事故，不仅水资源浪费大，而且给城镇居民造成的影响大，城镇供水管道投入使用后一般要连续使用 30 年以上，所以管材选择第一位考虑的是可靠，不仅要考虑管材本身的质量及承压能力，而且更要考虑在使用环境下连接部位的可靠性。2、安全性：进入 21 世纪，国家对自来水水质的标准已靠近国际标准，居民对供水水质的要求也越来越高，正因为如此，在城镇供水管网中已淘汰了灰铁管和镀锌管，今后要大力推广带有内涂层的管道，以防止自来水在管网中发生二次污染。3、节能
6、性：供水管网投入使用后，其运行费用主要是耗电能的费用，由于管网中管道线路长，如何降低管道的水流阻力系数，这是降低管网运行耗能的重要因素，所以在选择管材时，在其他条件（如口径，压力等）都相同的情况下，我们要优先选用管道粗糙系数小的管材。4、经济性：对于管道的造价要综合考虑，不仅要考虑管材本身一次性投入的费用，还要考虑其后的运行费用。二、大口径内外涂塑钢管所具有的优点：1、具有钢管及钢制管件所具备的特点，能承受管网所要求的内压（可以到 10.0MPa 以上）和外部载荷。22、具有良好的耐腐蚀性能，防腐年限可达 50 年以上，由于钢管内表面涂有环氧涂层，不会对输水的水质造成二次污染。3、具有良好的水
7、力条件：经中国水利水电科学院检测，在水温 20、管道平均流速 V 为 0.800m/s 3.979m/s 的条件下，内外涂塑钢管曼宁相糙系数 n的变化范围为 0.00810.0091，中间值为 0.0086。这在各种供水管道中是粗糙系数最小的一种管材。因而管材的水力条件好，在管网运行中，大大降低了水头损失，节省了运行费用（见附件 1、附件 2） 。4、根据涂塑钢管的连接方式，可以在较恶劣的地形及地质环境下使用，当使用环境出现爬坡、穿越或沉降不均时仍可保证管路系统的安全。三、大口径内外涂塑钢管的规格和要求：1、规格和涂层厚度：大口径内外涂塑钢管的规格和涂层厚度如表一表一 涂塑钢管的涂层厚度 单位
8、：毫米内 面 塑 料 涂 层外 面 塑 料 涂 层聚乙烯环氧树脂2PE、3PE公称通径 DN环氧树脂普通级加强级普通级加强级普通级加强级 3000.350.81.20.350.43504004505000.350.81.30.350.45506006507007500.41.01.50.40.45800850900110012000.451.21.80.450.52.22.932、大口径内外涂塑钢管的涂层性能如表二：表二 涂层性能内涂层外涂层涂层材料环氧树脂环氧树脂聚乙烯2PE3PE附着力12 级12 级30N/cm70N/cm100N/cm电火花试验试验电压 1.5KV试验电压 1.5KV涂
9、层厚度 0.81.0mm 时 试验电压 4KV；涂层厚 度1.0mm 时, 试验电压 5KV试验电压 25KV试验方法CJ/T120CJ/T120CJ/T120GB/T23257GB/T23257卫生性能符合 GB/T17219，并具有省级及省以上涉及饮用水卫生安全产品卫生许可批件3.聚乙烯粉末性能如表三：表三 聚乙烯粉末的性能项 目指 标检验方法密度，g/cm30.91GB/T 1033拉伸强度，MPa9.80GB/T 1040断裂伸长率，%300GB/T 1040维卡软化点，85GB/T 1633不挥发物含量，%99.5GB/T 2914卫生性能符合 GB/T 17219 的要求4 环氧树
10、脂粉末性能如表四：表四 环氧树脂粉末的性能项 目指 标检验方法密度，g/cm31.31.5GB/T 1033粒度分布，%筛上 150m3；筛上 250m0.2GB/T 6554不挥发物含量，%99.5GB/T 6554水平流动性，mm2228GB/T 6554胶化时间，s120（200）GB/T 6554冲击强度，kgcm50GB/T 1732弯曲试验（2mm）通过GB/T 67424卫生性能符合 GB/T 17219 的要求四、生产大口径内外涂塑钢管应具备的条件及质量控制要点：1、生产大口径内外涂塑钢管企业应具备的条件：1）先进的钢管抛丸设备，满足实现对钢管前处理的要求；2）内外一次涂装完成
11、的喷（浸）涂设备，生产现场环保达到要求；3）有正规完善的试验室，满足产品投产前原料、工艺试验和产成品性能检测的试验； 4）有专业的安装技术指导人员，满足实现管道安装时质量保证的需要；5）管道产品通过了给水排水设备分会的“CBW”行业标识认证，企业建立并健全了质量保证体系。2、大口径内外涂塑钢管生产中的质量控制要点：1）粉末的控制：粉末的供货必须是正规粉末生产厂家生产的产品，并提供粉末相关的批件、检测报告及涂敷时的工艺参数要求。工厂在产品正式生产前粉末应进行产前试验，可以用小样验证其工艺参数，并检查涂层的附着力等情况。粉末的使用必须控制在有效期内，超过有效期的粉末不得便用。2）钢管表面预处理的控
12、制：用抛丸的方法对钢管内外表面进行除锈。钢管表面的预处理质量达到 GB/T8923 中规定的 SA2级的要求，锚纹深度达到 5090m。表面预处理过的钢管应在 4h 内进行涂敷，超过 4h 或钢管表面返锈时，5应重新进行预处理。3）工艺控制：聚乙烯粉末涂敷钢管预热温度达到 220以上环氧粉末涂敷钢管温度控制在（18020）环氧涂层固化时间在 180温度下不少于 10 分钟4）检验控制：附着力检测：聚乙烯涂层附着力不应小于 30N/10mm；环氧树脂涂层附着力为 13 级（可用工艺试板检测） 。涂层厚度检测：用涂层测厚仪对每一支钢管进行涂层厚度检测；电火花试验：用电火花检测仪按规定的电压对每一支
13、钢管的涂层进行检测；针孔试验所用电压值涂层种类聚乙烯环氧树脂涂层厚度(mm)0.40.60.60.80.81.01.00.30.40.4检查电压(v)2000300040005000150020005）可追朔性控制：对大口径涂塑钢管制造所用的钢管材料、涂层材料等在制造过程中要保证做到可追朔性，记录完整，标记清楚。五、管道配件：管道配件主要指管道系统所用的弯头、三通等诸种管件，通常情况下管件按用户提供的设计图样和要求进行加工和预制（图 1 为部分管道配件图） 。6图 1 弯头图 1 三通管件的内外涂层必须和管道的内外涂层一致，在涂塑前应清理管件焊缝的飞溅和焊瘤，并去除油脂，按对管道的预处理要求进
14、行喷丸。涂塑后，要对涂7层进行厚度、电火花试验等检测。六、大口径内外涂塑钢管的安装：1、管道沟的要求大口径涂塑钢管管沟底部的最小宽度通常要大，以满足管道连接、夯实等的要求，管沟最小宽度不得小于管外径两侧加 400mm。管沟侧墙若是自然稳定或人工支护稳定，其宽度不必过大，能保证方便安装、夯实管腋、管沟胸腔作业即可。在不稳定土层中开挖无支护管沟时，其宽度取决于管道口径大小、管道和管沟胸腔填土的刚度，开挖工作面土质以及回填土厚度等因素，同时还要考虑施工安全。管沟底部应平坦、不含尖锐物，如果没有任何尖锐石，且土壤是均匀和细颗粒的，管道可以直接在清整的管沟底部敷设，如果沟底埋有不易清除的块石等坚硬物体，
15、或地基为岩石、半岩石或砾石时，应铲除至设计标高以下0.10.2m，然后铺上砂土整平夯实。2、管道的连接大口径内外涂塑钢管的连接方式有以下三种：承插式连接、法兰连接和焊接连接。2.1、承插式连接承插式连接适宜于工作压力1.6Mpa、管网所处的地势平坦、地质条件较好的情况。承插式连接的最大优点是安装方便，不仅提高了安装进度，而且降低了安装费用。另外承插连接中对涂塑钢管承口端和插口端的塑料涂层都没有损伤，8所以安装后不需补口， （图 2 为承插式链接的结构，图 3 为承口端与插口端的实物） 。图 2 承插式连接结构示意图9图 3，承插式连接的承口和插口采用承插式连接的涂塑钢管在涂塑前先将钢管加工出承口端和插口端，然后再进行涂塑。管道在连接施工时，应将管子先下到沟底，再进行安装。将插口顺水流方向，承口逆水流方向由下游向上游依次安装，先在承口端装好橡胶垫圈，涂上润滑剂，然后用起重设备吊动另一根管道，使其插口进入承口端内（安装时照片见图 4） ，安装到位后进行单口打压，并对管口采取定位加固措施（如图 5）图五10图 5 承插式连接安装图2.2、法兰连接：法兰连接可以用于工作压力4.0Mpa 的工况，尤其适宜于架空穿越、地形起伏、压力变化大、地质变化大的情况。图 6 为法兰连接的管道图 6
