輸水管道特別是在管道過(guò)橋時(shí)要求管材具有優(yōu)秀的綜合力學(xué)性能和強度。因而,鑄鐵管和塑料管無(wú)法滿(mǎn)足使用要求。一般需要使用鋼管。普通鋼管,由于其不耐腐蝕,不太可能直接應用。所以,涂塑復合鋼管和內襯不銹鋼復合鋼管兩種管材便是過(guò)路過(guò)橋的優(yōu)先選擇。
涂塑復合管是以鋼管為基管,在其內表面或內外表面涂覆塑料防腐層的鋼塑復合產(chǎn)品。普通碳鋼金屬管的優(yōu)點(diǎn)是強度好,缺點(diǎn)是不耐腐蝕;塑料的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕,缺點(diǎn)是強度差;將兩者復合為一體,則既具有了強度,也具有了耐腐蝕性。
內襯不銹鋼復合鋼管又稱(chēng)為“外包鋼增強不銹鋼管”,是由內層不銹鋼鋼管,外層碳鋼鋼管緊密貼合而成。
與鋼塑復合管類(lèi)似,普通碳鋼金屬管的優(yōu)點(diǎn)是強度好,缺點(diǎn)是不耐腐蝕;不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕,缺點(diǎn)是強度差(內層不銹鋼壁厚0.5-1.0mm不等);將兩者復合貼合緊密,則既具有了強度,也具有了耐腐蝕性。
管材使用對比
涂塑復合管和內襯不銹鋼復合鋼管都是在碳鋼管的基礎上進(jìn)行內襯而得到,兩種管材的力學(xué)性能相近,但是由于內襯材料的不同,在使用過(guò)程中會(huì )有較大不同。
膨脹系數對比
下表1是涂塑復合管和內襯不銹鋼復合鋼管所用材料的線(xiàn)膨脹系數。
表1 材料的線(xiàn)膨脹系數
材料 | 碳鋼 | 不銹鋼 | 聚乙烯 |
線(xiàn)膨脹系數×10-6/℃ | 12.19 | 17.30 | 180 |
注:涂塑層材質(zhì)設定為聚乙烯,下同。
從表中可以看出聚乙烯材料的線(xiàn)膨脹系數是碳鋼的15倍,而不銹鋼具有和碳鋼相近的線(xiàn)膨脹系數。在使用過(guò)程中,由于冷熱變化,十米長(cháng)的管道,在溫度變化10℃的情況下,碳鋼管、不銹鋼和聚乙烯的長(cháng)度變化分別為1.219mm、1.73mm和18mm,涂塑管的塑料層的長(cháng)度變化是碳鋼的15倍,長(cháng)時(shí)間使用后,會(huì )出現涂塑層剝落的情況,不銹鋼不會(huì )出現這類(lèi)問(wèn)題。
連接方式對比
口徑DN100-DN400的過(guò)路過(guò)橋管一般采用焊接連接。
涂塑復合管在焊接過(guò)程中,需要將管端部位的內外涂塑層去除后進(jìn)行。在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的熱量也會(huì )對管端附近的涂塑層的壽命有很大影響,同時(shí),由于口徑較小,焊接完成后,管道內部涂塑層無(wú)法進(jìn)行修復。這樣,在管道服役過(guò)程中,碳鋼與流體直接接觸,會(huì )產(chǎn)生腐蝕,污染水質(zhì),降低使用壽命。
內襯不銹鋼復合鋼管在焊接過(guò)程中采取分層焊接。首先將內層不銹鋼進(jìn)行氬弧焊焊接,保證其耐腐蝕性能和衛生性。外層碳鋼普通的碳鋼焊條,滿(mǎn)足其強度、剛性、可靠性的要求。
輸水能力對比
涂塑復合管和內襯不銹鋼復合鋼管的公稱(chēng)尺寸見(jiàn)表2,從表中可以看出,在任何尺寸,內襯不銹鋼復合鋼管的內通徑均大于涂塑復合管,不銹鋼和塑料層與水進(jìn)行接觸,對水頭損失基本無(wú)影響,因此,內襯不銹鋼復合鋼管的輸水能力大于涂塑復合管。
表2 管材內徑尺寸對比 | 單位:mm | ||||||
規格 DN | 涂塑復合管 | 內襯不銹鋼復合管 | |||||
外徑 | 壁厚 | 內徑 | 外徑 | 壁厚 | 內徑 | ||
100 | 114.3 | 5.0 | 104.3 | 114.3 | 4.0 | 106.3 | |
125 | 139.7 | 5.0 | 129.7 | 139.7 | 4.0 | 131.7 | |
150 | 168.3 | 5.5 | 157.3 | 168.3 | 4.5 | 159.3 | |
200 | 219.1 | 6.2 | 206.7 | 219.1 | 5.0 | 209.1 | |
250 | 273.0 | 7.2 | 258.6 | 273.0 | 6.0 | 261.0 | |
300 | 323.9 | 8.2 | 307.5 | 323.9 | 7.0 | 309.9 | |
350 | 377.0 | 9.2 | 358.6 | 377.0 | 8.0 | 361.0 | |
400 | 426.0 | 9.2 | 407.6 | 426.0 | 8.0 | 410.0 |
管材性?xún)r(jià)比
涂塑復合管和內襯不銹鋼復合鋼管的性?xún)r(jià)比如表3。
表3 管材性?xún)r(jià)比
規格 DN | 涂塑復合管 | 內襯不銹鋼復合管 | ||||||
價(jià)格 元/米 | 理論壽命 年 | 管材性?xún)r(jià)比 元/(米·年) | 價(jià)格 元/米 | 理論壽命 年 | 管材性?xún)r(jià)比 元/(米·年) |
| ||
100 | 80 | 8-10 | 8 | 105 | 357 | 1.5 |
| |
125 | 100 | 8-10 | 10 | 160 | 357 | 2.3 |
| |
150 | 130 | 8-10 | 13 | 220 | 428 | 3.1 |
| |
200 | 200 | 8-10 | 20 | 270 | 500 | 3.8 |
| |
250 | 280 | 8-10 | 28 | 570 | 571 | 8.1 |
| |
300 | 390 | 8-10 | 39 | 740 | 642 | 10.5 |
| |
350 | 500 | 8-10 | 50 | 920 | 714 | 13.1 |
| |
400 | 570 | 8-10 | 57 | 1050 | 857 | 14.9 |
|
注1:涂塑復合管管材性?xún)r(jià)比按照使用壽命10年計算。
注2:內襯不銹鋼復合鋼管管材性?xún)r(jià)比按照設計壽命70年計算。
注3:內襯不銹鋼復合鋼管不銹鋼層厚度取自CJ/T 192,按照最小厚度計算,自來(lái)水中腐蝕速率0.0014mm/年(每個(gè)地方的自來(lái)水腐蝕性可能有所不同,但不會(huì )差別太大)。
由表中可以看出,使用內襯不銹鋼復合鋼管,僅在管材每年平均價(jià)格這一個(gè)單項上,節約成本約75%。實(shí)際上是單次投入,長(cháng)期受益。
1 推薦建議
從以上對比可以發(fā)現,內襯不銹鋼復合鋼管在作為過(guò)橋管道的使用過(guò)程中,衛生性能、使用壽命、連接的可靠性以及輸水能力均優(yōu)于涂塑復合管,綜合考慮后應選用內襯不銹鋼復合鋼管作為過(guò)橋管道,安全可靠,一勞永逸。減少或避免了管網(wǎng)更換可觀(guān)費用,性?xún)r(jià)比特高,利國利民。
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