玻璃钢夹砂管在山西市场的应用与发展

户秋红 王健 张敏

河北盛伟基业玻璃钢集团有限公司


摘 要:论述了夹砂玻璃钢管的特点,介绍了山西的曲沃农发水改造工程、坪上应急饮水工程和张峰水库工程实例,并玻璃钢管道的发展进行了展望。
关键词:玻璃钢;夹砂管;不饱和聚酯树脂

0 前言
  从1987年末引进意大利缠绕管道生产技术与设备,玻璃钢夹砂管在中国市场发展壮大仅经历20余年,中国玻璃钢产业不断发展壮大,通过自主创新与吸收国际先进技术,国家经济建设与人民生活所需的玻璃钢管道工业是获得长足的进步,市场发展不断发展壮大。由于玻璃钢管道优异的特性,不断得到市场的认可。

1 夹砂玻璃钢管的特点
  夹砂玻璃钢管采用树脂、玻璃纤维、石英砂为主要原料,用定长缠绕工艺制作而成。夹砂玻璃钢管以其优异的性能逐渐成为化工工业及输水工程的最佳选择。它具有其它金属管材无法比拟的优越性,主要具有以下特点:
  ⑴ 具有优良的抗腐蚀性能
  不需阴极防腐保护及其它防腐措施,不会对水或其他介质产生二次污染。可以耐酸、碱、盐、氧化剂、有机溶剂、各类油脂、污水、海水等。内衬采用耐腐蚀性能优良的树脂作为原材料,不需要任何防腐处理。产品使用寿命长。
  ⑵ 比重小、重量轻
  由于FRPM管热膨胀系数小,在使用中不需要加温度补偿措施,可在地表、地下、架空、海底、高寒、沙漠、冰冻、潮湿、酸碱等各种恶劣条件下正常使用。
  ⑶ 设计性
  玻璃钢管道的公称压力和刚度根据用户选定的管径及施工条件确定,常用额定刚度有SN10000、SN5000。根据工程需要也可以达到SN15000、SN20000,或根据用户需求定做特殊规格的管道。
  ⑷ 水利性能优异
  玻璃钢夹砂管道的内表面绝对粗糙度仅为0.02mm,优于铸铁管,更优于混凝土管(绝对粗糙度为0.3~3mm),其输送液体压头损失小,相同管径的输送量可比刚铁管、砼管提高20%以上,能有效的降低管线的运行费用,玻璃钢管同钢管水力特性比较见表1 。玻璃钢和钢管的性能指标对比见表2 。

2 工程实例
  我公司经过不断地努力、打拼,对工程一丝不苟的精神,在山西的曲沃农发水改造工程、坪上应急饮水工程,张峰水库工程,优质高效完成工程输水任务,得到了业主的好评。
2.1 工程概况
  山西坪上应急引水工程由位于五台县甲子湾村西南引水隧洞出口的甲子湾调压池开始,总体布局为:以位于忻、定盆地北部丘陵区的定襄县季庄分水枢纽为中心将供水管线分为三段,其中甲子湾~季庄加压泵站段为供水干线,季庄调压池以后按供水区位置分为季庄~原平供水支线和季庄~忻府区供水支线。供水工程除季庄加压泵站~季庄调压池段管线为泵站压力输水为,干线和支线全部采用有压重力流方式输水。其中干线玻璃钢夹砂管道直径1.8米,压力等级0.8~1.2Mpa, 玻璃钢夹砂管道总长20.6公里;支线玻璃钢夹砂管道直径1.4米,压力等级0.6~0.9 Mpa,玻璃钢夹砂管道总长27.7公里。
  坪上工程据地形设计工作内压见下表,埋设深度在1.5~3米,覆土深度不大于3m的一般土质条件下的基本刚度等级为5000N/m2。超过3m采用的管道刚度等级为10000N/m2  

  张峰水库位于山西晋城市沁水县郑庄镇张峰村沁河干流上,距晋城市区90km,张峰水库工程由总干、一干和二干输水,设计流量6.45~2.44m3/s.总干前24.7km为明渠输水,过20#隧洞后,设计流量2.44m3/s,通过管道及隧洞至唐庄附近入总干末端调蓄水池。走向自西向东,地势西低东高,地形高差越350m左右,需设两座泵站,分别为七坡泵站和东岭泵站,扬程分别为128m和124m。其中玻璃钢夹砂管道总长13.1公里,直径为1.2米,压力等级为1.3~2.0Mpa,刚度等级为5000~10000 N/m2
  张峰管线是目前国内大口径管道中压力最高的一段管线,并且施工地段复杂,地形设计工作内压见下表4。

  工程所选用的原材料都是优质原材料:其中基体树脂材料性能符合GB/T2567力学性能指标要求见表5。

  符合本工程使用要求的有江苏富菱化工有限公司的树脂,江苏亚邦有限公司的树脂,本工程主要采用的是江苏富菱化工有限公司生产的FL-F889和518食品级树脂。其性能指标见表6。

  增强材料玻璃纤维性能性能要求符合GB/T 7690,符合工程使用要求的有泰山玻璃纤维有限公司,巨石集团有限公司。山西饮水工程玻璃纤维采用巨石集团和泰山玻璃纤维有限公司生产的4800TEX玻璃纤维。其性能指标见表7:

2.2 生产质量保证措施
  我公司通过FRP输水管 生产许可证及ISO9001国际质量管理体系,该体系覆盖了设计、开发、生产、安装和服务等各方面,为每一项与产品质量有关的要素,明确了详细的控制程序和工作文件,以及监督、检验方法。几年来,我们一直严格遵守,通过实践证明,该体系能够确实有效地保证产品质量。
  为达到山西饮水工程创优质的目标,我公司采取如下质量保证措施:
  a实行以项目经理为首的质量管理责任制,并成立以项目高级管理人员构成的出厂检验组,即在按程序文件进行工人自检、上下工序互检、工艺员检验和巡回检验,以及质检科检验的基础上,出厂前必须经过项目的出厂检验组检验通过,经监造工程师确认后,方可出厂,确保出厂产品质量;
  b每种规格产品在批量生产前,必须经过设计验证,以再次确认生产各环节和参数对设计参数的保证;
  c除按标准要求进行每批管抽检,由龙泓公司质检中心全面检测外,还同时送样至合同约定的检测机构进行检测;
  d原、辅材料的进厂检验严格按原、辅材料检验程序进行相关检验,确保投入生产的原辅材料为合格产品。对原、辅材料的储存,尤其是增强材料,明确要求防潮处理,并定期检测湿含量,同时在气候潮湿大的情况下,所有制管用的增强材料必须经烘干箱除湿后才能投入生产。
2.3 现场施工
  管线施工难点在与施工现场丰富的地下水,施工时需要不断排水降低地下水位。本工程排水可根据现场情况采用以下两种方法排水:①、排水明沟将地下水排至沟外。②降低地下水位,使沟槽处于无水状态。
  明沟排水是指水通过槽底明沟流至集水井,用水泵将集水排至沟外。在开挖较浅、土质较好的地段可采用此法。该排水系统由排水沟、集水井、水泵构成。排水沟深度0.3~0.5m,坡度不小于3‰。当沟槽开挖过程中开挖面进入地下水位范围之前,应将排水沟挖好,使开挖面的地下水沿排水沟排走后再开挖。
  集水井布置再沟槽范围以外,其间距不宜大于150mm。排水井可以用混凝土管,也可由人工开挖井壁加支护的方法成型,井的直径或宽度不宜小于0.8m,井底铺以10~15cm过滤层,上面以篱笆封底压卵石。封底后的井底高程应低于沟槽槽底高程1.2m以上。
  在渗透性能好的地段可采用井点降低地下水位的方法进行排水。
2.4工程图片
  坪上工程试水成功
  坪上工程向忻府区调节池注水
  张峰工程复杂的地质条件
  工程试压
  张峰工程通水成功

3 玻璃钢管道的发展与展望
  水资源严重短缺,供需矛盾突出。山西是水资源贫乏的省份之一,全省1956年~2000年多年平均水资源总量为123.8亿立方米,人均、亩均占有水资源量分别为381立方米和180立方米,相当于全国平均水平的1/6和1/9,属于严重缺水地区。现状供水量不足60亿立方米,年缺水量约为20亿立方米。2004年全省人均年供水量为190立方米,仅相当于全国平均水平的45%。工业、农业和城乡生活供水全面短缺,供水不足已经成为制约经济社会可持续发展的重要因素。
  万家寨引黄一期工程于2002年10月通水到太原,临汾马房沟提水工程于2004年9月建成,沁河张峰水库于2004年11月开工建设,吕梁横泉水库于2003年11月奠基,2005年10月成功截流。“十五”期间新水源工程计划增加供水能力12亿立方米,实际增加供水能力6.0亿立方米(其中万家寨引黄工程南干线3.2亿立方米,马房沟提水工程0.6亿立方米,浪店水源工程1.8亿立方米,汾河二库0.44亿立方米),占计划的50%,从中可以看出水利工程是山西投资发展的重点。
十二五规划中,中型灌区节水配套改造项目、黄河中上游水保项目,将会是一个很大的市场,玻璃钢管道在山西将会有更大的发展。

4 结论
  坪上工程试水成功,坪上工程向忻府区调节池注水。张峰工程复杂的地质条件,但工程试压和通水成功。

2013年10月24日

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