供水管网的管材综述(4)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-03
三个阶段制成,先做成一个带纵向预应力的砼管芯,管芯外缠环向预应力钢丝,然后作水泥沙浆保护层。
管芯成形工艺又分离心法与悬辊法。国内以辽阳水泥制品厂、四川双流水泥制品厂等单位制造,辽阳厂还从澳大利亚引进了悬辊法制管技术及设备。
此种工艺建厂费用低,宜于流动性生产,唯抗渗性能差,修补率高,管体笨重。?
(3)预应力钢筒砼管
预应力钢筒砼管是在带钢筒(薄钢筒的厚度约1.5mm左右)的砼管芯上,缠绕一层或二层环向预应力钢丝,并作水泥砂桨保护层而制成的管子。它的开发应用已有半个多世纪的历史,这一技术是法国Bonna公司最先研制的,到上世纪四十年代欧、美竞相开发,目前美、法各国的年产量达数十万公里,其中美国、加拿大是世界上推广使用预应力钢筒砼管最多的国家,广泛应用于城市输配水干管、火电站供水管、水利工程、雨污水干管、工业供水及废水管线等方面,目前世界上规模最大的利比亚“人工河”第一期工程,全长1900km,就是使用直径4m、工压2.8Mpa的预应力钢筒砼管敷设,工程全部完工后运行情况良好。
世界上主要制造预应力钢筒砼管的厂家有美国“Ameron”公司(DN1200~4000mm),美国的“Price Brather"公司(DN1200~4000mm),法国的“Bonna”公司(DN600~2500mm),德国的“Dyckerhoff-Widmann”公司(DN600~2500mm)。
二十世纪八十年代末,随着我国城市供水、工业用水、农田水利建设的迅猛发展,对于输水管材提出更高的要求,山东电力管道有限公司、无锡华毅管道有限公司先后从美国“Ameron”公司引进技术及关键设备,深圳太阳管道公司从美国的“Price Brather”公司全套引进该公司的制管技术及设备。经过近十年对引进技术及设备的消化,完全己能国产化了,且于1996年此类管材在我国建材行业颁布了《预应力钢筒砼管》行业标准(JC625-1996)。近年四川兴建的(PCCP)企业-成都金炜制管有限责任公司,就是使用国内的技术与设备装备PCCP生产线的一个范例,该公司从投产至今没有出现一根废管,实现了从管材设计、制造、检测到运输、安装、使用等方面的规范化、系列化服务。
近几年来不完全统计,全国巳安装此类管材达200多km,在广东、江苏、江西、山东、四川等省使用情况良好,通常试压检验一次成功,通水后没有发现大的故障。
(3.1)预应力钢筒砼管的制造
此种管材分两个类型:内衬式管及埋置式管。内衬式(Lined Cylinder Type)和埋置式(Embedded Cylinder Type)的区别,前者系指在钢筒内壁成型砼层后,在钢筒外表面上缠绕环向预应力钢丝,并作水泥砂桨保护层而制成的管子;后者系指在钢筒内、外侧成型砼层后,在管芯砼外表面上缠绕环向预应力钢丝,并作水泥砂桨保护层而制成的管子。前者采用离心工艺成型,口径偏小(DN≤1200mm),后者采用立式振动工艺成型,口径偏大(DN≥1200mm)。此种管材抗渗压力很高,工作压力通常为1.5~3.0MPa,可达5.0MPa。此种管材的 管径范围是DN400~4000mm,最大可达DN7600mm。
在行业标准中,产品型号以代号PCCPL表示内衬式结构;以代号PCCPE表示埋置式结构。管子压力级别以静水压力将产品分为九级(0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0Mpa),以大写罗马字母表示。管子的产品标记以管子代号、公称内径、压力等级、行业标准号组成,如公称内径1600mm、静水压力为1.0Mpa、埋置式预应力钢筒砼管,则标记为 PCCPE 1600 Ⅳ JC 625 。
埋置式PCCP生产线的关键设备有螺旋制筒设备、钢筒水压检验设备、管芯立式振动成型及蒸养设备、立式差速缠绕预应力钢丝的设备、立式辊射喷浆设备、承插口环成型设备(采用分层手工对接焊)、薄钢板埋弧焊设备。以上设备现国内均能自制,多数厂家仅焊接设备外购。
内衬式PCCP生产线,除山东电力管道工程公司有进口的螺旋制筒设备外,均采用平板直缝焊接卷筒设备,其它设备有钢筒卧式水压检验设备、管芯卧式离心成型设备、蒸养设备、卧式差速缠绕预应力钢丝的设备、卧式辊射喷浆设备、承插口环成型设备(采用分层手工对接焊)、薄钢板埋弧焊设备。
以上两条生产线的设备,主要是仿制美国“Ameron”公司的工艺。致于美国的“Price Brather”公司的工艺,采用平板直缝焊接卷筒设备,管芯成型、缠绕预应力钢丝、辊射喷浆等均采用卧式设备,承插口环成型采用了高频对接焊设备。
(3.2)预应力钢筒砼管的特点
A.此类管材由于管芯中嵌入了一层薄壁钢筒,实质上是一种钢板与预应力砼的复合管材,它比一阶段、三阶段预应力管具有较好的抗渗性。
B.此类管材由于承插端的工作面是定型钢制口环,几何尺寸误差小,承插工作面间隙仅1-2mm,O型胶圈占满凹型槽内,密封性能良好,在内水压力下,胶圈无法冲脱,往往滴水不漏,从而改善了一阶段、三阶段管胶圈安装不到位则容易冲脱、承插口容易滴水的问题。
此类大口径管材的承插口,可设计成双胶圈,在逗管后可在承插口双胶圈之间的小孔处,用小型人工试压的方法检验接口的密封性,有利及早发现问题,及时进行返工。致于接口试压后,管道可免作水压检验的问题,在一些水司目前还有保留看法。
C.此类管材的承插接口是半柔性接口,尽管承插钢制口环作了卫生级的环氧树脂刷涂,通常为1道底漆、2~3道面漆,刷涂总厚度≥0.4mm。若是采用非卫生级的带锈防锈漆是欠妥的。
建议在钢制口环与钢筒焊接成型后,就在口环工作面除锈,刷涂底漆,而在管材成型后再补刷底漆、刷面漆,效果较好。刷涂环氧树脂的防腐效果与钢板端面除锈的效果关系密切,防腐作业往往在管材最后一道工序完成,除锈方式受多方面的限制,毕竟会影响效果。管材承插逗接后,在接口内外间隙处要用水泥砂浆灌注封口,钢板则在高碱度的钝化区内,从而不易发生腐蚀。
但半柔性接口承担不均匀沉降引起接口处的应力集中,将比柔性接口较大,故管道基础及管胸腔的回填,比一阶段、三阶段预应力管要求较严,通常在较硬的沟底应作砂垫层。如同一阶段、三阶段预应力管在逗管前,沟底是要挖接头坑的。
D.此类管材承内水压力高、埋土深度大,由于管材是复合管材,承受内水压力可达2-3Mpa,最高可达5Mpa,由于预应力钢丝可多层重叠,故可适应埋土的较大深度。
E.此类管材可适应腐蚀性土壤的恶劣环境,在一般性土壤中敷设,由于砼、砂桨使钢筒四周受高碱性环境保护,钢材处于钝化状态,可以减缓腐蚀。若埋设在腐蚀性强的土壤中,通常管外壁应作防腐处理,必要时将管体之间的钢筒端面用导线连接在一起,采取牺牲阳极的阴极保护措施进行更好的保护,此类管材采用阴极保护方法比一阶段、三阶段预应力管更容易实施,这也是此类管材的一个优点。
F.此类管材的管件配套齐全、简便、可靠。在推广使用一阶段、三阶段预应力管时,成都水司已成熟地采用相应的专用管件,引接分支管一律使用套管三通后开孔措施,从而使预应力管可用于配水管线上,而不依赖大量金属配套管材转换,既方便、可靠,又节省造价,这一经验在预应力钢筒砼管道上可以同样适用。由于此类管材具有钢板口环及钢筒,使推广复合转换管件的接口性能可靠,若在工厂里管材开孔接分支时,只要在钢筒上作加强处理,可免用套管三通,节省费用,这对此类管材的推广使用将是重要的因素。
G.此类管材虽属非金属管材,但它是复合管材,埋于土中容易巡管定位。
(3.3)预应力钢筒砼管使用中的注意事项
尽管在前面述及了此类管材的特点,使用它的工程造价虽比三阶段预应力管高,但它的综合质量比后者强得多;它的工程造价比钢管低,它的敷设速度、防腐性能等方面比后者好,它是大口径输水管材中比较理想的管材。在选用此类管材时希能关注以下问题:
A.采购须知
采购
管芯成形工艺又分离心法与悬辊法。国内以辽阳水泥制品厂、四川双流水泥制品厂等单位制造,辽阳厂还从澳大利亚引进了悬辊法制管技术及设备。
此种工艺建厂费用低,宜于流动性生产,唯抗渗性能差,修补率高,管体笨重。?
(3)预应力钢筒砼管
预应力钢筒砼管是在带钢筒(薄钢筒的厚度约1.5mm左右)的砼管芯上,缠绕一层或二层环向预应力钢丝,并作水泥砂桨保护层而制成的管子。它的开发应用已有半个多世纪的历史,这一技术是法国Bonna公司最先研制的,到上世纪四十年代欧、美竞相开发,目前美、法各国的年产量达数十万公里,其中美国、加拿大是世界上推广使用预应力钢筒砼管最多的国家,广泛应用于城市输配水干管、火电站供水管、水利工程、雨污水干管、工业供水及废水管线等方面,目前世界上规模最大的利比亚“人工河”第一期工程,全长1900km,就是使用直径4m、工压2.8Mpa的预应力钢筒砼管敷设,工程全部完工后运行情况良好。
世界上主要制造预应力钢筒砼管的厂家有美国“Ameron”公司(DN1200~4000mm),美国的“Price Brather"公司(DN1200~4000mm),法国的“Bonna”公司(DN600~2500mm),德国的“Dyckerhoff-Widmann”公司(DN600~2500mm)。
二十世纪八十年代末,随着我国城市供水、工业用水、农田水利建设的迅猛发展,对于输水管材提出更高的要求,山东电力管道有限公司、无锡华毅管道有限公司先后从美国“Ameron”公司引进技术及关键设备,深圳太阳管道公司从美国的“Price Brather”公司全套引进该公司的制管技术及设备。经过近十年对引进技术及设备的消化,完全己能国产化了,且于1996年此类管材在我国建材行业颁布了《预应力钢筒砼管》行业标准(JC625-1996)。近年四川兴建的(PCCP)企业-成都金炜制管有限责任公司,就是使用国内的技术与设备装备PCCP生产线的一个范例,该公司从投产至今没有出现一根废管,实现了从管材设计、制造、检测到运输、安装、使用等方面的规范化、系列化服务。
近几年来不完全统计,全国巳安装此类管材达200多km,在广东、江苏、江西、山东、四川等省使用情况良好,通常试压检验一次成功,通水后没有发现大的故障。
(3.1)预应力钢筒砼管的制造
此种管材分两个类型:内衬式管及埋置式管。内衬式(Lined Cylinder Type)和埋置式(Embedded Cylinder Type)的区别,前者系指在钢筒内壁成型砼层后,在钢筒外表面上缠绕环向预应力钢丝,并作水泥砂桨保护层而制成的管子;后者系指在钢筒内、外侧成型砼层后,在管芯砼外表面上缠绕环向预应力钢丝,并作水泥砂桨保护层而制成的管子。前者采用离心工艺成型,口径偏小(DN≤1200mm),后者采用立式振动工艺成型,口径偏大(DN≥1200mm)。此种管材抗渗压力很高,工作压力通常为1.5~3.0MPa,可达5.0MPa。此种管材的 管径范围是DN400~4000mm,最大可达DN7600mm。
在行业标准中,产品型号以代号PCCPL表示内衬式结构;以代号PCCPE表示埋置式结构。管子压力级别以静水压力将产品分为九级(0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0Mpa),以大写罗马字母表示。管子的产品标记以管子代号、公称内径、压力等级、行业标准号组成,如公称内径1600mm、静水压力为1.0Mpa、埋置式预应力钢筒砼管,则标记为 PCCPE 1600 Ⅳ JC 625 。
埋置式PCCP生产线的关键设备有螺旋制筒设备、钢筒水压检验设备、管芯立式振动成型及蒸养设备、立式差速缠绕预应力钢丝的设备、立式辊射喷浆设备、承插口环成型设备(采用分层手工对接焊)、薄钢板埋弧焊设备。以上设备现国内均能自制,多数厂家仅焊接设备外购。
内衬式PCCP生产线,除山东电力管道工程公司有进口的螺旋制筒设备外,均采用平板直缝焊接卷筒设备,其它设备有钢筒卧式水压检验设备、管芯卧式离心成型设备、蒸养设备、卧式差速缠绕预应力钢丝的设备、卧式辊射喷浆设备、承插口环成型设备(采用分层手工对接焊)、薄钢板埋弧焊设备。
以上两条生产线的设备,主要是仿制美国“Ameron”公司的工艺。致于美国的“Price Brather”公司的工艺,采用平板直缝焊接卷筒设备,管芯成型、缠绕预应力钢丝、辊射喷浆等均采用卧式设备,承插口环成型采用了高频对接焊设备。
(3.2)预应力钢筒砼管的特点
A.此类管材由于管芯中嵌入了一层薄壁钢筒,实质上是一种钢板与预应力砼的复合管材,它比一阶段、三阶段预应力管具有较好的抗渗性。
B.此类管材由于承插端的工作面是定型钢制口环,几何尺寸误差小,承插工作面间隙仅1-2mm,O型胶圈占满凹型槽内,密封性能良好,在内水压力下,胶圈无法冲脱,往往滴水不漏,从而改善了一阶段、三阶段管胶圈安装不到位则容易冲脱、承插口容易滴水的问题。
此类大口径管材的承插口,可设计成双胶圈,在逗管后可在承插口双胶圈之间的小孔处,用小型人工试压的方法检验接口的密封性,有利及早发现问题,及时进行返工。致于接口试压后,管道可免作水压检验的问题,在一些水司目前还有保留看法。
C.此类管材的承插接口是半柔性接口,尽管承插钢制口环作了卫生级的环氧树脂刷涂,通常为1道底漆、2~3道面漆,刷涂总厚度≥0.4mm。若是采用非卫生级的带锈防锈漆是欠妥的。
建议在钢制口环与钢筒焊接成型后,就在口环工作面除锈,刷涂底漆,而在管材成型后再补刷底漆、刷面漆,效果较好。刷涂环氧树脂的防腐效果与钢板端面除锈的效果关系密切,防腐作业往往在管材最后一道工序完成,除锈方式受多方面的限制,毕竟会影响效果。管材承插逗接后,在接口内外间隙处要用水泥砂浆灌注封口,钢板则在高碱度的钝化区内,从而不易发生腐蚀。
但半柔性接口承担不均匀沉降引起接口处的应力集中,将比柔性接口较大,故管道基础及管胸腔的回填,比一阶段、三阶段预应力管要求较严,通常在较硬的沟底应作砂垫层。如同一阶段、三阶段预应力管在逗管前,沟底是要挖接头坑的。
D.此类管材承内水压力高、埋土深度大,由于管材是复合管材,承受内水压力可达2-3Mpa,最高可达5Mpa,由于预应力钢丝可多层重叠,故可适应埋土的较大深度。
E.此类管材可适应腐蚀性土壤的恶劣环境,在一般性土壤中敷设,由于砼、砂桨使钢筒四周受高碱性环境保护,钢材处于钝化状态,可以减缓腐蚀。若埋设在腐蚀性强的土壤中,通常管外壁应作防腐处理,必要时将管体之间的钢筒端面用导线连接在一起,采取牺牲阳极的阴极保护措施进行更好的保护,此类管材采用阴极保护方法比一阶段、三阶段预应力管更容易实施,这也是此类管材的一个优点。
F.此类管材的管件配套齐全、简便、可靠。在推广使用一阶段、三阶段预应力管时,成都水司已成熟地采用相应的专用管件,引接分支管一律使用套管三通后开孔措施,从而使预应力管可用于配水管线上,而不依赖大量金属配套管材转换,既方便、可靠,又节省造价,这一经验在预应力钢筒砼管道上可以同样适用。由于此类管材具有钢板口环及钢筒,使推广复合转换管件的接口性能可靠,若在工厂里管材开孔接分支时,只要在钢筒上作加强处理,可免用套管三通,节省费用,这对此类管材的推广使用将是重要的因素。
G.此类管材虽属非金属管材,但它是复合管材,埋于土中容易巡管定位。
(3.3)预应力钢筒砼管使用中的注意事项
尽管在前面述及了此类管材的特点,使用它的工程造价虽比三阶段预应力管高,但它的综合质量比后者强得多;它的工程造价比钢管低,它的敷设速度、防腐性能等方面比后者好,它是大口径输水管材中比较理想的管材。在选用此类管材时希能关注以下问题:
A.采购须知
采购
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