論玻璃鋼管道技術(shù)特點(diǎn)
1.耐腐蝕性能好
纖維纏繞玻璃鋼管道結(jié)構(gòu)上分內(nèi)襯層、結(jié)構(gòu)層及外保護(hù)層三部分。其中，內(nèi)襯層樹(shù)脂含量高，一般在70％以上，其內(nèi)表面富樹(shù)脂層樹(shù)脂含量高達(dá)95％左右。通過(guò)對(duì)內(nèi)襯所用樹(shù)脂的選擇，可使玻璃鋼管道在輸送液體時(shí)具有不同的耐腐蝕性能，從而滿足不同的工作需要；對(duì)需外防腐的場(chǎng)合，只需對(duì)外保護(hù)層樹(shù)脂進(jìn)行認(rèn)真選擇，便也可達(dá)到不同外防腐的使用目的。
根據(jù)不同的腐蝕環(huán)境，可選用不同的防腐樹(shù)脂，主要包括：間苯型不飽和聚酯樹(shù)脂、乙烯基樹(shù)脂、雙酚A樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂及呋喃樹(shù)脂等，根據(jù)具體情況分別選用：對(duì)酸性環(huán)境，選用雙酚A樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂等；對(duì)堿性環(huán)境，選用乙烯基樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或呋喃樹(shù)脂等；對(duì)溶劑型使用環(huán)境，選用呋喃等樹(shù)脂；當(dāng)酸、鹽、溶劑等腐蝕不是十分嚴(yán)重時(shí)，則可選用價(jià)格較為低廉的間苯型樹(shù)脂〔2〕。通過(guò)對(duì)內(nèi)襯層不同樹(shù)脂的選擇，便可使玻璃鋼管道廣泛用于酸、堿、鹽、溶劑等工作環(huán)境中，表現(xiàn)出良好的耐腐蝕性能。
2.水力學(xué)性能優(yōu)良
纏繞玻璃鋼管道內(nèi)表面光滑，內(nèi)壁絕對(duì)粗糙度僅為0.01 mm，遠(yuǎn)小于鋼管及的內(nèi)壁粗糙度見(jiàn)表1〔3〕，屬水力學(xué)光滑管。
表1 不同管材內(nèi)壁絕對(duì)粗糙度
| 管道類型 | 新鋼管 | 半新鋼管 | 舊鋼管 | 玻璃鋼管 | |
| 粗糙度/mm | 0.1～0.2 | 0.2～0.3 | 0.5～0.8 | 0.6～1.0 | 0.01 |
根據(jù)Hazen-Williams公式：
Hf=〔42．7Q/（C×D2.63〕1.852 (1)
對(duì)纏繞玻璃鋼管道和新碳素鋼管道進(jìn)行計(jì)算比較：管內(nèi)液體流量相同時(shí)，纏繞玻璃鋼管道輸送介質(zhì)時(shí)所引起的壓頭損失僅為同管徑新碳素鋼管的0.856倍〔4〕。
另根據(jù)范寧公式
（2）
對(duì)纏繞玻璃鋼管道和進(jìn)行計(jì)算比較：當(dāng)管內(nèi)流體流速為1．0～2．0m/s時(shí)，管徑DN300～600mm的纏繞玻璃鋼管道輸送流體時(shí)引起的壓頭損失約為同口徑的2/3～1／2〔5〕。
計(jì)算結(jié)果說(shuō)明：纖維纏繞玻璃鋼管道的水力學(xué)性能優(yōu)于鋼管或。
3.重量輕，安裝、運(yùn)輸方便
玻璃鋼管道比重約為1.6左右，僅是鋼管或的1/4～1/5，實(shí)際應(yīng)用表明，在承受同樣內(nèi)壓的前提下，同口徑、同長(zhǎng)度的玻璃鋼管道，其重量約為鋼管的30％左右。正因如此，玻璃鋼管道在運(yùn)輸時(shí)可套裝運(yùn)輸，節(jié)省油耗及其它費(fèi)用；安裝時(shí)，對(duì)中小口徑的玻璃鋼管道一般不需用重型機(jī)械，有的甚至可通過(guò)人工搬運(yùn)，提高了安裝速度。
4.比強(qiáng)度高、力學(xué)性能合理
纏繞玻璃鋼管道軸向拉伸強(qiáng)度為160～320MPa，接近于鋼管，比強(qiáng)度更高，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，管材自重可大幅度減輕，安裝十分容易。對(duì)比情況見(jiàn)表2。
表2 玻璃鋼管道與鋼管強(qiáng)度及比強(qiáng)度
| 材 料 | 比 重 | 拉伸強(qiáng)度
/MPa |
比強(qiáng)度 /MPa |
| 高級(jí)合金鋼 | 8 | 1280 | 160 |
| A3 鋼 | 7.85 | 400 | 50 |
| 鑄 鐵 | 7.4 | 240 | 32 |
| 纏繞玻璃鋼 | 1.6 | 160～320 | 100～200 |
5.導(dǎo)熱系數(shù)低、熱應(yīng)力小
玻璃鋼管道與鋼管熱性能數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表3。
表3 玻璃鋼管道與鋼管熱性能參數(shù)對(duì)比
| 性能參數(shù) | 玻璃鋼管道 | 鋼 管 |
| 導(dǎo)熱系數(shù)/W*(cm*℃)-1 | 0.27 | 62.8 |
| 熱膨脹系數(shù)/k-1 | 1.12×10-5 | 1.23×10-5 |
| 軸向熱應(yīng)變之比 | 1.67 | 1 |
| 軸向熱應(yīng)力之比 | 1 | 11 |
表中，熱應(yīng)變及熱應(yīng)力之比均為假設(shè)玻璃鋼管道與鋼管管長(zhǎng)相同、管道兩端介質(zhì)溫差相同情況下所推得的結(jié)果。從表中數(shù)據(jù)可以看出，玻璃鋼管道的導(dǎo)熱系數(shù)低，僅為鋼管的0．4％，因而具有較好的保溫性能，輸送介質(zhì)時(shí)可以降低熱能損耗；另外，從表3還可以看出，當(dāng)玻璃鋼管道與鋼管兩端有相同的熱溫差時(shí)，線脹系數(shù)略大于鋼管的玻璃鋼管道將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)變，但由于玻璃鋼管道的軸向拉伸模量約11.2GPa，鋼管的模量為210GPa，所以，溫差在玻璃鋼管道上產(chǎn)生的熱應(yīng)力僅約為鋼管的1/11。也就是說(shuō)，在實(shí)際使用中，鋼管需增加膨脹接頭以消除管線上的熱應(yīng)力集中，玻璃鋼管一般卻可以不予考慮〔4〕。玻璃鋼管道的熱線脹系數(shù)使得它具有良好的抗熱耐寒特性，可在地表、地下、架空、海底、沙漠、冰凍、潮濕等各種惡劣環(huán)境中使用。
6.接頭少、連接方式多樣靈活
纏繞玻璃鋼管道單管長(zhǎng)度6～12m，甚至更長(zhǎng)，在長(zhǎng)距離管線安裝時(shí)，所需接頭少，既能使流動(dòng)水阻降低，也減少了施工費(fèi)用，同時(shí)，管線因接頭多而發(fā)生滲漏的可能性也較鋼管大為降低。另外，纏繞玻璃鋼管道的接頭方式有多種，主要包括：承插膠接、平端對(duì)接、（活套）法蘭連接、（帶鎖緊裝置）O形圈連接、螺紋連接等，可根據(jù)具體施工條件，靈活選擇接頭方式，從而提高了工程的可靠性。
7.電絕緣性能好
鋼管、均為電的良導(dǎo)體。玻璃鋼管道卻是絕緣體，擊穿電壓：12～16kV/mm，體積電阻率：～1014Ω．cm，表面電阻率：～1011Ω，絕緣性能優(yōu)良，可安全地應(yīng)用于輸電、電信線路密集區(qū)和多雷區(qū)。
8.不生銹
鋼管、在儲(chǔ)存、使用過(guò)程中，會(huì)因化學(xué)、電化學(xué)的作用產(chǎn)生局部電池反應(yīng)，表面極易生銹，對(duì)輸送介質(zhì)往往會(huì)產(chǎn)生污染，因而，常需對(duì)其表面進(jìn)行特殊防銹、除銹處理；纖維纏繞玻璃鋼管道由于是由非金屬材料制成，電極電位高，表面不會(huì)發(fā)生氧化銹蝕，無(wú)需處理，不會(huì)污染水質(zhì)。
9.防污抗蛀
玻璃鋼管內(nèi)壁潔凈光滑，難以被海水或污水中的甲貝、菌類等微生物玷污蛀附。而鋼管、或鋼筋混凝土管內(nèi)表面卻很容易被甲貝、牡蠣等附蛀寄生，且極難清除，增大粗糙率，使有效管徑縮小，同時(shí)增大流動(dòng)阻力，減少過(guò)水?dāng)嗝娣e。
10.可設(shè)計(jì)性強(qiáng)
根據(jù)具體使用情況，可對(duì)管道的具體性能及形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)： ①可對(duì)纏繞時(shí)的纏繞角進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使管道具有不同的縱／環(huán)向強(qiáng)度分配； ②可對(duì)管道壁厚進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使管道可以承受不同的內(nèi)外壓； ③可對(duì)材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，以達(dá)到不同的耐腐蝕目的、阻燃目的、介電目的等； ④可對(duì)接頭方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，適用不同的安裝條件，以提高工程安裝速度； ⑤可對(duì)產(chǎn)品形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足具體的形狀需要。
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