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1、目 录n一、玻璃钢管道的基本结构n二、玻璃钢管道的性能指标和基本特征n三、玻璃钢管道生产工艺说明n四、玻璃钢管道的连接方式n五、玻璃钢管道的运输、安装、试压及 维护等特点一、玻璃钢管道的基本结构 1、玻璃钢管道的结构组成。 玻璃钢又称作玻璃纤维增强塑料，其中 的玻璃钢管道是由玻璃纤维、不饱和聚酯树 脂和石英砂填料组成的新型复合管道。该产 品主要采用计算机控制往复交叉缠绕和离心 浇铸两种方法成型，具有系列优良的特性， 在美欧等发达国家是应用相当广泛的工业管 材之一，并制定了完善的管道产品标准和工 程设计、安装规范。 2、玻璃钢管道的基本结构图(往复交叉式缠绕）往复交叉式缠绕管道管壁结构说明管壁结
2、构从内到外：内衬层、内部缠绕层、 树脂砂浆层、外部缠绕层、外部保护层。内衬 层起防腐、防渗作用，缠绕层与树脂砂浆层担 负起管道的强度和刚度作用，外保护层起抗老 化、防腐蚀、抗日晒的作用，是复合材料可设 计性的最优体现。二、玻璃钢管道的性能 指标和基本特性1、质量轻、比强高、抗疲劳性能好玻璃钢的比重在1.6-2.0g/cm3之间，即只有普通钢材的14 -16，比铝还要轻约1/3，因为玻璃钢中的连续纤维有较高的 拉伸强度及弹性模量，其机械强度可以达到或超过普通碳钢的 水平，比强度为钢材的4倍。玻璃钢材料的抗疲劳性能好，金属材料的疲劳破坏是由里 向外突然发展的，往往事先无征兆；而纤维复合材料中纤维与
3、 基体的界面能阻止裂纹扩展，其疲劳破坏总是从材料的薄弱环 节开始，玻璃钢管道可按照环向与轴向受力的不同，通过改变 结构纤维铺层，使管道具有不同的环向强度与轴向强度，从而 与受力状态相匹配。（2）玻璃钢和钢管的性能指标对比（1）玻璃纤维的机械物理性能极限拉伸强度1400 MPa弹性模量70 Gpa性能单位 玻 璃 钢 钢 管 比重g/cm31.6-2.07.8比强度/（mn/kg）0.530.13轴向抗拉强度 MPa110130335-475 环向抗拉强度MPa330370335-475 环向弯曲模量GPa2025195下表为玻璃纤维的主要机械性能和玻璃钢管道的机械物理性能 ，选自：纤维缠绕玻璃
4、钢管道安装设计与施工（中国硅酸盐学会玻璃钢 学会玻璃钢/复合材料杂志社1999.10北京）2、水力特性优越（1）玻璃钢管同钢管水力特性比较材质糙率摩阻 系数流量 指数管径 指数绝对粗糙 度（mm）玻璃钢管0.0090.0091.774.770.05 钢 管0.0120.01791.95.12.3水泥管0.0140.02322.05.333.15注：（1）玻璃钢管糙率，是经中国水利水电科学研究水力研 究所测试7组，选用的平均数(摘自玻璃钢复合材料1998 年第四期)。（2）玻璃钢管绝对糙率摘自意大利Sarplas玻璃钢产品 设计标准 从上面的水力特性分析看，玻璃钢管不但 摩阻系数小，输送能力大，
5、而且能显著的减少 沿程液体压力损失，提高液体输送能力(玻璃 钢管的绝对粗糙度是取50年后的值，钢管是取 运行后期的值)。玻璃钢管是光滑管，在输送 功率和流量相同的情况下，选用玻璃钢管，其 管道直径可比选用钢管缩小1-2个管径等级。 下面举实例计算说明（2）实例分析假设第一类管材为钢管，第二类管材为玻璃钢 管，第一类管材的管内壁糙率n1=0.012；第二类管 材的内壁糙率n2=0.009。通过水力学中的达西公式 （1）与曼宁公式（2）的关系，可求得以下的比较 ：Q=AC（Ri）1/2 （1）C=1/n R1/6 （2）式中：Q流量；=/4 D2 为管道的过水断面积C谢才阻力系数；i水力坡度；n管
6、道的粗糙系数；R水力半径，对于圆管R=D/4 将（2）式代入（1）式得：Q=K/n D8/3 i 1/2 （3）式中：D管径；K=/4 1/42/3当管道输水流量一致时，假设钢管直径D1=2400mm则根据公式：D2/D1 = (n2/n1)3/8 = (0.009/0.012)3/8 = 89.77%可求得玻璃钢管D2=2154.48mm结论：因此当钢管设计管径为DN2400mm时，玻璃 钢管设计为DN2200mm已经足够，可大大节约管材的 投资成本。 3、耐腐性能好玻璃钢管的主要原材料选用高分子成份的不饱和 聚酯树脂和矿物质成份的玻璃纤维组成,因此它与普 通金属的电化学腐蚀机理不同，它不导
7、电，在电解质 溶液里不会有离子溶解出来，特别在强的非氧化性酸 和相当广泛的PH值范围内的介质中都有良好的适应性 ，过去用不锈钢也解决不了的一些腐蚀性介质，如盐 酸、氯气、二氧化碳、稀硫酸、次氯酸钠和二氧化硫 ，现在可很好的解决腐蚀问题。玻璃钢对大气、水和 一般浓度的酸、碱、盐等介质有良好的化学稳定性， 因而有效地抵抗酸、碱盐等介质的腐蚀和未经处理的 生活污水和工业污水、腐蚀性土壤和化工废水及众多 化学液体的浸蚀。由于以上玻璃钢耐腐蚀的优越特性，因此在一 般情况下,能够长期保持管道的安全运行。大大增 加了管材的使用寿命，从而降低了管材的后期维护 和更换的材料成本。玻璃钢管道耐腐蚀性能表如下 ：
8、玻璃钢管道耐腐蚀性能表（一）化 学 品 介 质质 使用温度 品 名化学式 盐盐酸30% HCl80硫酸40%H2SO450 硝酸10%HNO370磷酸80%H3PO4100 醋酸10%CH3COOH85 脂肪酸0-100%C15H31COOH100 硫酸铝铝40%Al2SO4100 乙二醇100%CH2(OH)CH2(OH)100化 学 品 介 质 适用温度 品 名化学式 氢氢氧化钠钠5%NaOH82次氯氯酸钠钠15%NaOCl265双氧水H2O270氨水20%NH370 煤油(KEROSENE) 70 汽油(GASOLINE)82 柴油(DLESEL)82 氯氯气（气体）Cl2100 硫化氢
9、氢（气体 ）H2S82玻璃钢管道耐腐蚀性能表（二）玻璃钢管道耐腐蚀性能表（三） 化 学 品 介 质 适用温度 品 名化学式 氯氯化铁铁FeCl34H2O100食盐盐NaCl82酱酱油(SOY SAUCE)100 高分子凝结剂结剂(COACERVATION AGENT)100多元氯氯化铝铝(PAC)100 纯纯水H2O100 草酸饱和HO2CCO2H95 聚醋酸乙烯烯乳液(PAE EMULSION)50以上耐腐蚀性能说明及表中的数据选自以下资料：复合材料成型技术（化学工业出版社-1999年 ）纤维缠绕玻璃钢管道安装设计与施工（中国硅酸盐学会玻璃钢学会玻璃钢/复合材料 杂志社1999.10北京）4
10、、抗老化性能及耐热性能优越玻璃钢是一种优良的绝缘材料，其导热系 数一般为1.254-1.672KJ/（m.h.）只有金属 的1/100-1/1000，在有温差时所产生的热应力 比金属低的多，可用做良好的隔热材料和瞬时 耐高温材料。玻璃钢管可在-40到120温度 范围内长期使用,采用特殊配方的耐高温树脂还 可在200以上温度正常工作，长期用于露天使 用的管道,其外表面添加有紫外光稳定剂, 来消 除紫外线对管道的辐射,由此来解决管道的老化 问题。5、工程寿命长、安全可靠在正常情况下,钢管、水泥管、球墨铸 铁管使用年限一般为1530年, 而玻璃钢 可使用50年以上,已经将50年使用寿命写进 国内外标
11、准。注：玻璃钢使用寿命50年依据出自纤维 缠绕玻璃钢管道安装设计与施工（中国硅酸 盐学会玻璃钢学会玻璃钢/复合材料 杂 志社1999.10北京）6、安装维修方便玻璃钢管道由于其重量轻、强度高、可塑 性很强，运输、安装方便，玻璃钢管是一种柔性 管, 可以防止地基不均匀沉降对管材的损坏。还 容易安装各种分支管，不受各种条件限制，用户 经过培训很容易掌握玻璃钢管的安装技术，经很 多国内外重点工程应用，用户反映都很好，因此 技术上是完全可行的。 玻璃钢管道的维修简单易行，一般情况下， 只要修补工作面干燥就可进行施工，国内玻璃钢 管道已有着十多年的历史，累积了丰富得施工安 装经验。如在管道上拼接法兰，当
12、管道内水面低 于开口十几毫米不往外流水即可进行操作，修补 完的位置一般经30分钟固化后即可正常通水。整 个工作过程在清除完积水后一般不超过4小时， 而对于其它管材这一过程则需要10小时以上。7、节能效果明显相同管径不同管材的损失(能耗)比较（ 管内径设计值均为D=2200mm） 材质糙率摩阻 系数绝对粗 糙度（mm ）泵容 （KW ）耗电量 （万度 ） 玻璃钢管0.0090.0090.0536673213 钢 管0.0120.01792.374136494水泥管0.0140.02323.1583897349上表中的泵容和耗电量的计算公式为： 泵容：N=10Qhf/0.65 年耗电量：E=N*8
13、760（度） 假设管道总长：L=36000m 液体介质的动力粘度0.00001m2/s从上表比较来看, 钢管与水泥管管内壁粗 糙，不但水头损失大,而且长期流水内壁很易 产生青苔和藻类物质而缩小管径减少流量,还 会因腐蚀造成水的二次污染,设计上还要考虑 富裕量,而玻璃钢则不然。经测算,各种管材从 泵容、年耗电量等方面比较,几乎要节约一半 以上，从而大大节约了能耗成本。8、可设计性好 玻璃钢是一种可以改变其原材料种类、数 量比例和排列方式，以适应各种不同工况条件 要求下的复合材料，一般可通过以下各种途径 改善其性能，以至能满足各种不同要求。（1）改变树脂的种类并提高与介质相接触表面 层的树脂含量，
14、以提高耐腐蚀性；（2）选用不同的纤维的种类和控制玻璃钢中纤 维的含量，已适应不同耐腐蚀性和强度的要求（3）改变纤维的排列，以适应环向、轴向等不 同方向的强度设计要求9、玻璃钢管与其它各种管材韧性及耐磨性比较 从表中可以看出:通过相同的250000次负荷 循环,钢制管磨损约为8.4mm,石棉水泥管磨损约 5.5mm,混凝土管磨损约2.6mm(内表面结构与 PCCP相同),陶土管磨损约2.2mm,高密度聚乙烯 管磨损约0.9mm,而玻璃钢管磨损仅为0.3mm。据 此可以看出，表面磨损极小，在大的负荷作用 的情况下，仅为0.3mm，如果在正常的压力情况 下，介质对玻璃钢管道内衬的磨损可忽略不计 ，管
15、道的内衬层是由符合国家卫生要求的食品 级树脂和短切玻璃纤维原丝毡构成，而内表面 的纯树脂层有效的屏蔽了纤维裸露情况的发生 。 以上资料出自：奥地利HOBAS公司 199710、优良的环保性 对钢管而言，由于其内表面要腐蚀、结垢 ，这样会影响输送的水质。玻璃钢管（FRP） 与钢管不同，由于其光滑的内表面以及特有的 耐腐蚀性能，在输水过程中不会污染水质。玻 璃钢管道的内衬层是富树脂层，起防腐防渗作 用， 树脂为食品级，符合国家卫生要求，对 水质不会造成损害，增强层的玻璃纤维和石英 砂主要成分为SiO2，也不会对人体产生不利影 响，而且玻璃钢管使用寿命长,不腐蚀,不渗漏 ,不会产生对地下水源和土壤的二次污染,因而 具有良好的环保性。 由于以上所述玻璃钢管道优良的环保性， 许多发达国家已明文规定给水管道禁止使用钢 管、铸铁管和水泥管，我国建设部等四部委也 已发出通知，给水管道淘汰对水质产生污染的 管道，优先推荐选用玻璃钢管道。三、玻璃钢管道的 生产工艺说明 管道制作工艺流程图 缠绕玻璃钢管道工艺说明缠绕玻璃钢管道生产 管道缠绕管道脱模管道修整(三)、样品制作及试验样品制作管道刚度试验管道水压试验管道其它性能试验（管道的环向拉伸强度、轴向拉伸强度、A水平与B水平）五、玻璃钢管道的连接方式往复交叉式玻璃钢管道连接方式双“0“型密封承插连接 配
