玻璃钢管道技术性能说明书.docx

玻璃钢管道技术性能说明一. 玻璃钢管的特点玻璃钢管是一种轻质，高强，耐 腐蚀的非金属管道。它是将有树脂基体 的玻璃纤维按工艺要求逐层缠绕到璇 转的芯模上。其管壁结构合理先进，能 充分发挥材料的作用，在满足使用强度 的前提下，提高了刚度，保证了产品的稳定性和可靠性。以其优异的耐化学腐蚀，轻质高强度，不结垢，抗震性强，与 普通钢管及铸铁管比较使用寿命长，综合造价低，安装快捷，安全可靠等优点, 被用户所接受。玻璃钢管道应用领域涉及石油，化工，给排水等行业，近年来, 我国玻璃钢管道生产发展很快，数量逐年上升，应用围及部门也越来越广。具体特点如下:a）玻璃钢管材具有优良的物理性能，它的比重为1.8-2. 2,约为钢管的 1/5-1/4, 钢、铸铁或塑料的强度高， 玻璃钢管道的重量一般不大于同规格 钢管的1/3,物理力学性能优良，此外， 玻璃钢管的膨胀系数与钢管的大体相 当，热传导系数只有钢管的O. 5%o,具 有很好的热、电的绝缘性能。b）耐化学腐蚀.抗老化.使用寿 命长，使用寿命长达50年以上。适合输送自来水.污水.各种酸.碱、盐及有 机溶剂等不同介质。C）水力特性是玻瑪钢管道的重要特征之一。水力特性优异意味着流体压头 损失小，可以选用较小管径或功率较小的输送泵，从而减少管线工程初期投资、 节省电能、降低运行成本。玻璃钢表而相当光滑，管及管件表面无裂纹管及管件 没有妨碍使用的凹凸不平的缺陷。一般表面粗糙率0.009,几乎可以认为是“水 力学光滑管”，在运行中，钢管、铸铁管、水泥管等的表而，经常发生局部腐蚀, 变得越来越粗糙，而玻璃钢始终保持着新生管的表而光滑状态。d）安装、维护费用低，一般来说，玻璃钢管道埋地不需要特殊的防腐处理; 保温层可以减萍，甚至不另做保温处理；管道比较轻，吊装设备吨位小，功率消 耗少，玻璃钢管长度比水泥管及铸铁管长，接头相对减少，这些都会降低安装和维护费用。e）设计灵活性大，改型周期短。玻璃钢是将浸有树脂基体的纤维增如材料, 按照特定工艺条件逐层缠绕到芯模上并进行适当固化而制成的，管壁是一种层状 结构，可以通过改变树脂系统或采用不同的增强材料来调整玻璃钢管的各项物理 和化学性能，以适应不同介质和工作条件制成不同压力等级或具有某种特殊性能 的玻璃钢管。改型周期短，是纤维缠绕复合材料的显著特点，各向同性的金属管 材无法与其相比。二、标准和规规程1、玻璃纤维增企塑料夹砂管GB/T21238-20072、埋地给水排水玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管管道工程施工程序及验收规程CECS 129: 20013、给水排水管道工程施工程序及验收规程GB50268-19974、玻瑪纤维无捻粗纱GB/T183695、给排水管道用的橡胶密封圈材料规HG/T3091-19976、纤维增徑塑料拉伸性能试验方法GB/T14477、纤维增强塑料弯曲性能试验方法GB/T14498、纤维缠绕增强塑料环形试样拉伸试验方法GB/T14589、纤维缠绕增强塑料树脂不可溶分含量试验方法GB/T257610、玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法GB/T257711、增强塑料巴柯尔硬度试验方法GB/T3854三. 设计方案本设计严格按照玻瑪纤维增强塑料夹砂管GB/T21238-2007要求进行设 计，提出先进合理的设计条件.原材料选择、铺层设计、强度设计及刚度设计等 系列设计方案。管材采用玻璃钢管，标准管有效长度为12m。管沟槽回填：按照埋地给水排水玻璃纤维增弓虽热固性树脂夹砂管管道工程施工程序及验收规程-CECSl 29: 2001(1)原材料选择及性能K增强材料玻璃纤维表面毡：无碱，规格30gm2针织毡：无碱，规格380 gm2缠绕纱：无碱玻璃纤维无捻粗纱，240OTEX玻璃纤维增强布：无碱，规格55gm22、结构层树脂采用196#不饱和树脂树脂浇筑体力学性能：拉伸弓虽度M 60MPa拉伸弹性模量M3. OGPa 断裂伸长率M2. 5% 热变形温度M70°C3、衬树脂采用3301#树脂。树脂浇筑体力学性能：拉伸强度M60Mpa拉伸弹性模量M2.5Gpa 断裂延伸率M3. 5%以上原材料均从具有很企的技术力量和加工设备、有良好的工程业绩和良 好的社会信誉的大型厂家订购。选定原材料供应厂家如下：名称规格型号生产厂家备注衬层树脂3301#耀华玻璃钢股份公司结构层树脂196#日新复合材料玻璃纤维无碱表而毡30gm2泰山玻璃纤维股份/桐乡巨石集团玻璃纤维无碱针织毡380gm2泰山玻璃纤维股份/桐乡巨石集团玻璃纤维无碱无捻缠绕纱240OTEX泰山玻璃纤维股份/桐乡巨石集团网布55gm2泰山玻璃纤维股份石英砂20-70 目省灵寿县石英砂厂夹砂布70gm2泰山玻璃纤维股份环烷酸钻江阴前进化工厂过氧化甲乙酮江阴前进化工厂(2)玻璃钢管道设计本设计是依据复合材料结构铺层设计原理，依据本公司的实际工艺条件、 材料与结构性能的实验结果进行设计的。管材由衬层、结构层、外结构层及外保护层组成。(3) 管材外观设计管的表面光滑平整，无对使用性能有影响的龟裂、分层、针孔、杂质、贫 胶区和气泡；管端部平齐；边棱无毛刺；外表面无明显缺陷。(4) 管道连接设计连接方式：承插连接，接头采用双“0”型橡胶密封圈进行密封。“0”型 橡胶密封圏采用三元乙丙橡胶圈。四、生产工艺本次投标工程采用微控往复式定长纤维缠绕工艺制造玻璃钢夹砂管道。这种制造工艺是在一 个标准长度的旋转芯模上制造玻璃钢管道。通过 调整芯模旋转和玻瑪纤维分布头运动的相对速 度，按照设计的线型将玻瑪纤维和树脂材料均匀 等厚地缠绕至金属芯模上，由计算机控制整个缠绕过程，使管材的各结构尺寸达到设计的要求，并可以通过调整缠绕角和原材料 比率来获得不同的轴向及环向力学特性。缠绕工艺过程包括衬制作、环向缠绕、 螺旋缠绕及外防护层制作和固化等工艺过程，同时严格参照IS09001质量体系管道模式及全方位的质检措施，最大限度地保证产品质量。玻瑪钢夹砂管的具体工艺流程如下:具体制作方法如下:1、模具清理及准备工作将新换上的模具用纱布蘸上丙酮擦去模具表面油污，清除残物，然后均匀打一层脱模蜡后，抛光处理，用滑石粉均匀擦拭模具表面，在脱模环处刷一层聚乙烯 醇脱模剂，不得漏涂，晾干，成模。2、缠绕聚酯薄膜用胶带纸将聚酯薄膜固定到插口端，让芯模均速旋转，等力缠绕聚酯薄膜，薄膜缠近承口时，降低芯模转速，使芯模和承口环接封平齐，用剪刀剪断薄膜，再用胶带纸将接缝胶一圈，但胶带纸不得起皱。最终保证薄膜平整，萍膜重叠宽度为 20÷5mmo3、表层制作在模具上的薄膜外面均匀喷一层衬树脂，不得有漏喷处，在管道衬层表面 形成一层富树层。然后缠绕表面毡，要求表而毡浸透树脂，不起皱，表面毡的搭 接为表而毡宽度的一半，既上一遍表而毡即可形成两层由表而毡加强的表层。用钢卷尺测量搭接宽度以保护尺寸，赶尽气泡，控制单位而积的树脂用量，树脂含 量保证90%以上。4、次表层制作首先均匀喷一层衬树脂，不得有漏喷处，然后缠绕无碱短切原丝毡或无碱 针织缝边毡，再喷一遍树脂，缠绕玻纤网眼布并用气压魏滚压，赶尽气泡，控制 单位面积的树脂用量，使该层树脂含量在65%以上。短切毡网眼布搭接20±5mm, 用钢卷尽测量。5、缠绕结构层缠绕在合格的衬层上，按设计铺层缠绕缠绕层，首先应按工艺设计中纱的根数 和宽度穿纱，准备好树脂，并将计量泵上的固化剂调节杆调到要求的档次（依化 验室的结构树脂此温度下的指导配方而定），按设计方案向计算机输入缠绕铺层 及缠绕角进行缠绕，整个缠绕过程要求浸胶均匀，纱片不间纱、不重叠、不滑纱。 环向缠绕树脂含量为28%-35%,螺旋缠绕树脂含量为28%-35%o6、外缠绕结构层缠绕按设计铺层缠绕外缠绕层。首先按工艺设计中的纱的根数和宽度穿纱，准 备好树脂，按设计方案向计算机输入缠绕铺层及缠绕角进行缠绕，整个缠绕过程 要求浸胶均匀，纱布不间纱、不重叠、不滑纱。环向缠绕树脂含量为28%-35%, 螺旋缠绕树脂含量为28%-35%07、外保护层制作外保护层是缠绕管道最外层时在树脂中加入抗老化剂，并缠绕聚酯薄模， 使管体表面形成一层富树脂层。外保证层树脂中紫外线吸收剂的加入，可以防止 长期露天存放造成管道外表面老化。8、固化待固化至一定程度后进行修整，胶圏装入槽和承插口两端面，然后进行脱 模，待检。9、后固化室外温度较低时釆用80°C、3h固化炉E固化处理，室外温度较高时需存放 至少24小时，使得管道完全固化，满足食品级卫生要求。五、产品的寿命与经营成本5. 1产品寿命说明关于地下玻璃钢管的使用寿命，在玻璃纤维增强塑料夹砂管 GB/T21238-2007标准中规定其设计使用寿命为50年。本公司产品的寿命依据是：1. 采用高质量的无碱玻璃纤维和自动化缠绕工艺进行缠绕，符合国际规要 求，可以满足50年的使用寿命。2. 玻璃钢管的威坏压力是按工作压力的6倍进行设计的：可以确保50年使 用寿命（AWWA、ASTM标准）。3. 良好的耐腐蚀性能和耐水性，是确保玻璃钢管道50年寿命的基本保证。 本公司之所以采用无碱玻璃纤维而不采用中碱玻璃纤维，其理由如下： 目前尚无针对中碱玻璃纤维增强材料管道的使用寿命的实验依据。因此采用中碱玻瑪纤维无捻粗纱，在确保玻瑪钢管道的50年使用寿命方面缺乏依据。按照无碱无捻玻璃纤维纱JC277-80标准和中碱无捻玻璃纤维纱JC278-80 的标准，中碱无捻玻璃纤维的企度标准要求为无碱无捻玻璃纤维纱强度标准的 83%o依据理工大学的实验结果，对采用中碱玻璃纤维制成的玻璃钢制品的实验 结果，其强度为无碱玻璃纤维的70%左右。中碱无捻玻璃纤维的拉伸弹性模量为无碱无捻玻璃纤维纱的85%左右。玻璃钢管长期处在水环境中，其耐水性十分重要。其耐水性取决于玻璃纤 维的化学稳定性，而其化学稳定性主要取决于玻璃的化学组成。玻璃钢的耐水性 实验目前主要是通过在玻璃纤维中析出NazO量（mg）的实验来定量确定的。有 文献分析耐水性实验数据为：无碱玻璃纤维：4.1mg,而中碱玻璃纤维：9.9mgo 因此，无碱玻璃纤维I级水解，而中碱玻璃属于Il级水解，无碱玻璃纤维的耐 水性较中碱玻璃纤维好。5. 2经营成本分析玻瑪钢管的壁非常光滑，糙率系数为0.0084, 50年后的糙率系数为0. 009, 其能耗损失非常低。以DN700为例：设水力坡降为2%,初始的流量为0. 641m7s, 50年后降为0. 598m7s,流量损耗仅为6.56%。因此运行过程中的能耗稳定，损 失小，可减小运行过程中的经营成本。另外，由于玻璃钢管道是一种优良的耐腐蚀产品，在正常运行过程中无须 维护与修复，也是减小运行过程中的经营成本特征之一。