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1、质量轻、比强高、抗疲乏性能好
-,即只有一般钢材的14-16,比铝还要轻约1/3,由于玻璃钢中的连续纤维有较高的拉伸强度及弹性模量,其机械强度可以到达或超过一般碳钢的水平,比强度为钢材的4倍。
玻璃钢材料的抗疲乏性能好,金属材料的疲乏破坏是由里向外突然进展的,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挡裂纹扩展,其疲乏破坏总是从材料的薄弱环节开头,玻璃钢管道可依据环向与轴向受力的不同,通过转变构造纤维铺层,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。
下表为玻璃纤维的主要机械性能和玻璃钢管道的机械物理性能,
〔2〕玻璃钢和钢管的性能指标比照
2、水力特性优越
玻璃钢管同钢管水力特性比较
从上面的水力特性分析看,玻璃钢管不但摩阻系数小,输送力量大,而且能显著的削减沿程液体压力损失,提高液体输送力量(玻璃钢管确实定粗糙度是取50年后的值,钢管是取运行后期的值)。玻璃钢管是光滑管,在输送功率和流量一样的状况下,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。
下面举实例计算说明
实例分析
假设第一类管材为钢管,其次类管材为玻璃钢管,第一类管材的管内壁糙率n1=;其次类管材的内壁糙率n2=。通过水力学中的达西公式
结论:因此当钢管设计管径为DN2400mm时,玻璃钢管设计为DN2200mm已经足够,可大大节约管材的投资本钱。
3、耐腐性能好
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,因此它与一般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,过去用不锈钢也解决不了的一些腐蚀性介质,如盐酸、***气、二氧化碳、稀硫酸、次***酸钠和二氧化硫,现在可很好的解决腐蚀问题。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,因而有效地抵抗酸、碱盐等介质的腐蚀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浸蚀。
由于以上玻璃钢耐腐蚀的优越特性,因此在一般状况下,能够长期保持管道的安全运行。大大增加了管材的使用寿命,从而降低了管材的后期维护和更换的材料本钱。玻璃钢管道耐腐蚀性能表如下:
4、抗老化性能及耐热性能优越
玻璃钢是一种优良的绝缘材料,其导热系数一般为
-/〔.℃〕只有金属的1/100-1/1000,在有温差
时所产生的热应力比金属低的多,可用做良好的隔热材料和瞬时耐高温材料。玻璃钢管可在-40℃到120℃温度范围内长期使用,承受特别配方的耐高温树脂还可在200℃以上温度正常工作,长期用于露天使用的管道,其外外表添加有紫外光稳定剂,来消退紫外线对管道的辐射,由此来解决管道的老化问题。
5、工程寿命长、安全牢靠
在正常状况下,钢管、水泥管、球墨铸铁管使用年限一般为15—30年,而玻璃钢可使用50年以上,已经将50年使用寿命写进国内外标准。
6、安装修理便利
玻璃钢管道由于其重量轻、强度高、可塑性很强,运输、安装便利,玻璃钢管是一种柔性管,可以防止地基不均匀沉降对管材的损坏。还简洁安装各种分支管,不受各种条件限制,用户经过培训很简洁把握玻璃钢管的安装技术,经很多国内外重点工程应用,用户反映都很好,因此技术上是完全可行的。
玻璃钢管道的修理简洁易行,一般状况下,只要修补工作面枯燥就可进展施工,国内玻璃钢管道已有着十多年的历史,累积了丰富得施工安装阅历。如在管道上拼接法兰,当管道内水面低于开口十几毫米不往外流水即可进展操作,修补完的位置一般经30分钟固化后即可正常通水。整个工作
过程在去除完积水后一般不超过4小时,而对于其它管材这一过程则需要10小时以上。
7、节能效果明显
一样管径不同管材的损失(能耗)比较〔管内径设计值均为D=2200mm〕
上表中的泵容和耗电量的计算公式为:泵容:N=10Qhf/
年耗电量:E=N*8760〔度〕假设管道总长:L=36000m
液体介质的动力粘度=
从上表比较来看,钢管与水泥管管内壁粗糙,不但水头损失大,而且长期流水内壁很易产生青苔和藻类物质而缩小管径削减流量,还会因腐蚀造成水的二次污染,设计上还要考虑富有量,而玻璃钢则不然。经测算,各种管材从泵容、年耗电量等方面比较,几乎要节约一半以上,从而大大节约了能耗
本钱。
8、可设计性好
玻璃钢是一种可以转变其原材料种类、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,以至能满足各种不同要求。
转变树脂的种类并提高与介质相接触外表层的树脂含量,以提高耐腐蚀性;
选用不同的纤维的种类和把握玻璃钢中纤维的含量,已适应不同耐腐蚀性和强度的要求
转变纤维的排列,以适应环向、轴向等不同方向的强度设计要求
从表中可以看出:通过一样的250000次负荷循环,,,(内外表构造与PCCP一样),,,。据此可以看出,外表磨损微小,在大的负荷作用的状况下,,假设在正常的压力状况下,介质对玻璃钢管道内衬的磨损可无视不计,管道的内衬层是由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,而内外表的纯树脂层有效的屏蔽了纤维暴露状况的发生。
由于以上所述玻璃钢管道优良的环保性,很多兴旺国家已明文规定给水管道制止使用钢管、铸铁管和水泥管,我国建设部等四部委也已发出通知,给水管道淘汰对水质产生污染的管道,优先推举选用玻璃钢管道。