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衡水玻璃钢管的结构特点及性能分析

作者:hengke来源:枣强亿佳环保设备厂 时间:2019-04-24 09:03 访问量:0
描述:衡水玻璃钢管是工程供水建筑中最为重要的一个,以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料,被为玻璃纤维增强塑料或玻璃钢,广泛应用于距离比较长的建筑或者设备中输水使用、给城市排除污水、给农村田地进行灌溉使用。玻璃钢管是一个新型的输水装备具有使用范围广、经济、寿命长、抗震性能高、安装方便、运行费用低、防渗漏等优点。
衡水玻璃钢管

衡水玻璃钢管的结构特点及性能分析

衡水玻璃钢管是工程供水建筑中最为重要的一个,以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料,被为玻璃纤维增强塑料或玻璃钢,广泛应用于距离比较长的建筑或者设备中输水使用、给城市排除污水、给农村田地进行灌溉使用。玻璃钢管是一个新型的输水装备具有使用范围广、经济、寿命长、抗震性能高、安装方便、运行费用低、防渗漏等优点。

一、衡水玻璃钢管的结构特点:

    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。玻璃钢管具有系列优良的特性,在欧美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。管道制造工艺主要采用计算机控制纤维缠绕法和离心浇铸两种方法成型。
    纤维缠绕管道管壁结构从内到外依次为: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,是符合材料可设计性的最优体现。
    纤维缠绕法分连续缠绕法与往复缠绕法,连续缠绕工艺是在芯模上,用长纤维玻璃丝,以一定的斜角径向连续缠绕,在管芯树脂中要掺和一定比例的短纤维和砂,可生产任意长的管段,它的承水压能力一般在1.6 MPa以下,管径在300—3000 mm间;往复缠绕工艺是在芯模上,用长纤维玻璃丝,以一定的斜角经径向交叉缠绕,对于有高刚度要求的管材可以加砂,但承受内压较高的管材一般不加砂。
    离心浇铸玻璃钢夹砂管道管壁结构,按其功能通常从内到外分为内衬层、内增强层、结构层、外增强层和外保护层。内衬层是管道与介质接触的最内层,直接与介质接触,主要作用为耐化学腐蚀和防止介质渗漏,内衬层材料为纯树脂。内增强层由短切纤维和树脂组成,不连续的短纤维做增强材料,树脂做粘结基体,纤维与树脂的用量及配比与根据管道所承受的压力而设计的该层厚度有关,内增强层是管道的受力层,承受管壁的轴向、环向压力。结构层主要由树脂和石英砂及其他填料组成,此层对于离心玻璃钢夹砂管道结构非常重要,主要用来增强管道的刚度,使管道具有承受变形的强度。也就是由于结构层,使得离心管道与其他工艺生产的管道相比,有其独特的优势。外增强层与内增强层一样,由短切长纤维和树脂组成,承受工作压力。外保护层由树脂及石英砂制成,主要耐外界环境的腐蚀并提高玻璃钢夹砂管道的
耐候性。
二、衡水玻璃钢管的性能分析:
1 质量轻、比强高、抗疲劳性能好玻璃钢的密度在1.6—2.0 g/cm3 之间,即只有普通钢材的1/4—1/5,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。玻璃纤维的极限拉伸强度1 400 MPa,
弹性模量70 GPa。
2 水力特性优越
    玻璃钢管道同其他管道相比摩阻系数小,输水能力强,见表1。
衡水玻璃钢管性能分析对比图
    从表1可看出,玻璃钢管不但摩阻系数小,输送能力大,而且能显著地减少液体的水头损失,提高液体输送能力。玻璃钢管是光滑管,在输送流速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。
3 耐腐蚀性能好
    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,过去用不绣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,玻璃钢管可很好地解决腐蚀问题。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,因而能有效地抵抗酸、碱、盐等介质的腐蚀性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侵蚀。在一般情况下,玻璃钢管道能够长期保持管道的安全运行,大大增加了管道的使用寿命,从而降低了管道的后期维护和更换的材料成本。
4 抗老化性能及抗冻性能优越
    玻璃钢是一种优良的绝缘材料,其导热系数一般为1.254~1.672 kJ/(m·h·℃),只有金属的1/100~1/1 000,在有温差时所产生的热应力比金属低的多,可用作良好的隔热材料和瞬时内高温材料。玻璃钢管道因环向拉伸强度高,具有良好的抗冻性能,在-20℃时,管内结冰后不会发生冻裂。
5 寿命长、电热绝缘性好
    在正常情况下,玻璃钢管道可使用5O年以上,且由于其重量轻、强度高、可塑性强,其运输安装方便。
    玻璃钢是非导体,管道的电绝缘性特优,绝缘电阻在l012 ~l015Q·cm,最适用于输电、电信线路密集区和多雷区;玻璃钢的传热系数很小,只有0.2~0.45,是钢的0.5% ,管道的保温性能优异。
6 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,来满足各种不同要求。
    (1)改变树脂种类并提高与介质相接触表面层的树脂含量,以提高耐腐蚀性。
    (2)选用不同纤维的种类和控制玻璃钢中纤维的含量,以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。
    (4)管配件制作方便。玻璃钢管的法兰、弯头、三通、变径管等可任意制作。如
7 玻璃钢管耐磨性和韧性好
    经试验,在相同条件下经过250 000次负荷循环,钢管磨损约为8.4 mm,石棉水泥管磨损约5.5 mm,混凝土管磨损约2.6 mm(内表面结构与PCCP相同),陶土管磨损约2.2 mm,高密度聚乙烯管磨损约0.9 mm,而玻璃钢管磨损仅为0.3 mm。玻璃钢管表面磨损极小,在大负荷作用的情况下,仅为0.3 mm,如果在正常压力情况下,介质对玻璃钢管道内衬的磨损可忽略不计,管道的内衬层是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地屏蔽了纤维裸露情况的发生。