大口徑涂塑復(fù)合鋼管在供水工程中的應(yīng)用
摘要:文章以某水廠原水輸水線路改建工程為例，對(duì)涂塑復(fù)合鋼管進(jìn)行了概述，經(jīng)過對(duì)比多種供水管道材質(zhì)，分析大口徑涂塑復(fù)合鋼管的供水工程設(shè)計(jì)方案，總結(jié)歸納了大口徑鋼管性能及選擇標(biāo)準(zhǔn)，分析了供水工程應(yīng)用效果，以為日后類似工程提供鋼管材料應(yīng)用的理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞:供水線路改建；涂塑復(fù)合鋼管；管材性能
原水輸水線路在使用明渠輸水時(shí)，其輸水質(zhì)量、數(shù)量的把控難度較大，而如果發(fā)生旱情，則水量將不能滿足原有居民的供水需求，所以需要將明渠輸水方式改成管道輸水。
1 涂塑復(fù)合鋼管概述
1.1 產(chǎn)品介紹
我國(guó)管道開發(fā)產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度較快，在管材中有一類以無縫鋼管、焊接鋼管為基管的復(fù)合管材產(chǎn)品，其內(nèi)壁 涂裝高附著力、防腐、食品級(jí)衛(wèi)生型的聚乙烯粉末涂或 環(huán)氧樹脂涂料，因此具有較高的產(chǎn)品性能。涂塑復(fù)合鋼 管采用前處理、預(yù)熱、內(nèi)涂裝、流平、后處理工藝制成了 給水鍍鋅內(nèi)涂塑復(fù)合鋼管，它是傳統(tǒng)鍍鋅管的升級(jí)型 產(chǎn)品。據(jù)產(chǎn)品執(zhí)行建設(shè)部CJ T120—2000行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可得。涂塑復(fù)合鋼管的口徑范圍多數(shù)在DN15～DN1400，可帶法蘭及帶壓槽涂裝，單根長(zhǎng)度多為6、 9、 12 m，也有不定尺寸長(zhǎng)度，涂層壁厚在100～ 500μ m之間，通常為350μ m[1] 。
1.2 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
涂層品種主要包括熱塑性聚乙烯粉末（PE）、熱固性環(huán)氧樹脂粉末（EP）等，所以該產(chǎn)品具備較大應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。首先，該產(chǎn)品衛(wèi)生無毒，管壁光滑且不會(huì)積累水垢，保證了輸水期間的水質(zhì)。其次，其安裝方式較成熟且便捷，與鍍鋅管安裝工藝類似。再次，高分子材料的耐腐蝕性較強(qiáng)，適用于鹽堿、沙漠等區(qū)域，耐候性良好。最后，由于鋼管內(nèi)壁較為光滑，輸水效率較高，涂料耐化學(xué)穩(wěn)定性極強(qiáng)，鋼管內(nèi)流體溫度可在-30～90℃ 區(qū)間內(nèi)任意流通。
2 大口徑涂塑復(fù)合鋼管的供水工程設(shè)計(jì)方案
本文以某水廠供水改建工程項(xiàng)目為例，其工程管線規(guī)劃全長(zhǎng)約24.28km，設(shè)計(jì)輸水流量1.16m3/s，最低引水位31.40m，管線起點(diǎn)中心高程29.00m，管線終點(diǎn)中心高程9.20m，管道終點(diǎn)最高水位為19.40m，管道終點(diǎn)最低水位為7.52 m[2]。在選擇供水管道時(shí)，經(jīng)過評(píng)測(cè)選用DN 1400 mm的涂塑復(fù)合鋼管，該數(shù)值屬大口徑管材，能為供水工程提供較大輸水流量，并且管道物理化性能優(yōu)異，能滿足設(shè)計(jì)規(guī)劃方案的應(yīng)用需求。
3 大口徑鋼管性能及選擇標(biāo)準(zhǔn)
（1） 管材性能。① PE管。PE管材連接可靠，聚乙烯管道系統(tǒng)之間采用電熱熔方式連接，接頭的強(qiáng)度高于管道本體強(qiáng)度；水流阻力小；具有多種全新的施工方式，除 了可以采用傳統(tǒng)的開挖方式進(jìn)行施工外，還可以采用多種全新的非開挖技術(shù)如頂管、水平定向鉆、襯管、裂管等 方式進(jìn)行施工[3]。不過PE管材也有其應(yīng)用缺點(diǎn)，該管材管徑較小，因此大管徑管道工程通常不能選擇該管材加以應(yīng)用，另外PE管材耐熱性不佳，不可應(yīng)用于熱水管道中， 通常應(yīng)用溫度在40 ℃ 以內(nèi)。② 螺旋鋼管。螺旋管材具備較強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度以及較大延伸率，所以其耐彎折性較好， 也具備較強(qiáng)可塑性。另外，螺旋鋼管能承受內(nèi)外壓力的數(shù)值較大，承載力很好。管材的安裝方式也相對(duì)簡(jiǎn)便，不需要過多額外的處理措施。但管材的缺點(diǎn)為施工時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行內(nèi)外防腐，因此它的綜合造價(jià)較高，通常用于某些特殊地段。③ 涂塑復(fù)合鋼管。鋼材作為鋼管基礎(chǔ)，配合高分子材料能讓該類管材具備較高耐腐蝕性及延長(zhǎng)管道使用壽命。但涂塑復(fù)合鋼管也有其缺陷，因?yàn)閯傂?/span>較大，所以其在安裝時(shí)不能彎曲，而且在供水工程施工規(guī)定特定長(zhǎng)度時(shí)，需要使用熱加工工藝或電焊工藝進(jìn)行切割，工藝相對(duì)復(fù)雜。
（2） 管材選擇。根據(jù)該工程建設(shè)需求，綜合分析后發(fā)現(xiàn)工程輸水線路規(guī)劃較長(zhǎng)，屬于長(zhǎng)距離供水項(xiàng)目，而輸水壓力又相對(duì)較低，結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦魏凸艿缹?shí)際開挖深度，選用具備較高結(jié)構(gòu)剛性和不易彎折的管材。另外，因為施工進(jìn)度較緊迫且工程造價(jià)不高，綜合考慮后選擇應(yīng)用大口徑涂塑鋼管。為確保鋼管產(chǎn)品具備較高產(chǎn)品性能，應(yīng)在出廠前進(jìn)行批次檢驗(yàn)，經(jīng)質(zhì)量檢測(cè)合格后方可進(jìn)入該供水供水工程的物料準(zhǔn)備中。表1為涂塑鋼管出廠檢驗(yàn)表.
表1 涂塑鋼管出廠檢驗(yàn)表
| 檢驗(yàn)項(xiàng)目 | 抽樣方式 | 組批 |
| 外觀 | 檢驗(yàn)每根 | 以DN數(shù)值為準(zhǔn)，當(dāng)DN＜50時(shí)，2000根為同一批次，余數(shù)＞200則為新批次/余數(shù)小于200則并入上一批次；當(dāng)DN≥50時(shí)，1000根為同一批次，100及以上余數(shù)則為新批次/100以下余數(shù)則并入上一檢驗(yàn)批次 |
| 尺寸 | 任抽兩根 | |
| 針孔試驗(yàn) | 任抽兩根 | |
| 彎曲試驗(yàn) | 任抽一根 | |
| 沖擊試驗(yàn) | 任抽一根 | |
| 壓扁試驗(yàn) | 任抽一根 |
當(dāng)同一批次的檢測(cè)結(jié)果中出現(xiàn)不合格產(chǎn)品數(shù)量為1 時(shí)，應(yīng)再次在該批次中選取雙倍檢測(cè)數(shù)量的鋼管進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，如仍發(fā)現(xiàn)有不合格產(chǎn)品出現(xiàn)，則判定該批次為不合格產(chǎn)品，不予出廠。
4 供水工程應(yīng)用效果
在供水工程完工后，進(jìn)行通水測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，管道輸水效率較高，其能提供的供水量及水質(zhì)基本滿足工程設(shè)計(jì)要求。經(jīng)數(shù)據(jù)分析，該管道輸水日供應(yīng)量可達(dá)15萬m3，為沿線居民提供可靠地供水保障。由于改建后的供水工程應(yīng)用了涂塑復(fù)合鋼管，其使用效率及壽命得到了充分優(yōu)化且有效利用城市水源地資源，推動(dòng)該城市的水資源供應(yīng)、使用流程走上可持續(xù)發(fā)展之路，并充分修復(fù)了城市生態(tài)環(huán)境。綜上所述，使用涂塑復(fù)合鋼管能增強(qiáng)供水工程管道的性能，該管材集合了鋼材與高分子等材料的卓越性能且具備機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕等特點(diǎn)，能有效延長(zhǎng)管道使用壽命。在某水廠供水改建工程中，涂塑復(fù)合鋼管管壁光滑，所以輸水阻力較小，不僅能提高輸水效率，也給供水生產(chǎn)企業(yè)帶來了較高的收益。未來長(zhǎng)距離的供水工程或臨時(shí)改建輸水方式的工程數(shù)量不在少數(shù)，經(jīng)過分析不同管材性能，選擇大口徑的涂塑復(fù)合鋼管能為水質(zhì)、水量的較大供給需求帶來更多應(yīng)用可能性。
參考文獻(xiàn)院
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