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玻璃鋼管道維修及開口新技術的研究

玻璃鋼管道維修及開口新技術的研究

發布時間:2018-09-26 09:14    瀏覽量:

  玻璃鋼供水管道維修及開口新技術的研究王智勇(焦作市水務有限責任公司)摘要傳統的玻璃鋼供水管道維修和開口需要較長的停水時間,維修及開口費用也較高,采用單盤連接器和鋼製法蘭短管相聯接的維修及開口方法,在很大程度上減少了停水時間,降低了維修及開口成本,並且保證了在0.9Mpa的實驗壓力下,滲漏量及壓力降符合非金屬供水壓力管道嚴密性試驗要求。1研究的目的1.1玻璃鋼供水管道維修及開口麵臨的技術難題上世紀九十年代以來,玻璃鋼供水管道以其重量輕、施工方便、價格低、耐腐蝕性能好,水阻較小等獨特優勢,在許多大中城市的供水行業都得到了普遍的推廣和使用。但是,由於其維修及開口停水時間較長及施工成本較高,使得玻璃鋼管道維修及開口變得異常困難。

  所有這些因素不但為已經使用玻璃鋼管道的用戶帶來了許多麻煩,也嚴重影響了玻璃鋼供水管道的進一步推廣使用。1.2傳統玻璃鋼供水管道維修及開口方法的缺陷傳統的玻璃鋼供水管道維修及開口通常采用的方法是:首先停水嚴密,然後在幹燥狀態下將管道損毀處用砂輪機進行清理打磨,分層塗抹環氧樹脂,並用玻璃纖維布進行包裹,每包裹5層進行1個小時吹風幹燥;然後進行重新打磨,如此反複4次,共包裹20層,較後晾幹24小時後方可以進行恢複供水。

  由於城市供水幹管管網壓力較高,許多閥門很難停水嚴密,造成維修及開口停水麵積過大,停水時間過長。因此,必須尋找出一種停水時間短,施工成本低的玻璃鋼供水管道維修及開口新技術,以解決當前的技術難題。2單盤連接器和帶法蘭鋼製短管相聯接密封止水的理論分析及試驗為了克服玻璃鋼管道維修及開口帶來的技術難題,我公司於2005年組織了一批技術人員,對玻璃鋼供水管道的維修及開口技術進行了長時間的試驗和研究,終於研製成功了玻璃鋼供水管道維修及開口新技術。

  並於2006年3月將該研究技術運用於焦作市南通路DN600玻璃鋼供水幹管的維修和附近的一處DN600玻璃鋼管道開口施工中。經過一年時間的觀察,維修及開口效果良好,在日常供水壓力為0.4Mpa的情況下,沒有發現有任何滲漏現象,現將具體維修及開口技術的理論分析及試驗結果介紹如下:2.1玻璃鋼供水管道環向應力強度理論分析管道在滿水正常工作壓力條件下,管道受環形向外的水壓和環形向內的單盤連接器膠圈壓力的共同作用;其密封效果主要決定於環形膠圈對管身產生的環向約束應力和管道自身的環向應力強度及管道抗變形能力的剛度。因此,玻璃鋼管身承受環向壓應力強度和剛度是決定其密封性的關鍵因素。

  玻璃鋼管道的特點之一是可以根據具體使用要求,對管道的具體性能(拉申強度、環應力強度、剛度)及形狀進行設計:①可對纏繞時的纏繞角進行設計,以使管道具有不同的縱/環向強度分配;②可對管道壁厚進行設計,以達到一定的剛度,使管道可以承受不同的內外壓力。我國常用的玻璃鋼供水管道的標準曾有幾個部門製定過,標準明確標出環向強度3000kg/cm2,軸向強度為1500kg/cm2;剛度為SN10000。

  因此,在理論上其環向應力及剛度完全可以滿足0.9Mpa的實驗壓力的要求。2.2單盤連接器和鋼製法蘭短管與玻璃鋼管聯接壓力試驗選取兩根DN600玻璃鋼法蘭短管,分別截成每根長度為50cm的短管;選取一根長30cm的普通鋼管,兩端焊接上兩個標準法蘭,中間焊接上一個試壓注水孔和一個放氣孔;選取兩個標準單盤連接器。

  將兩根DN600玻璃鋼法蘭短管用螺栓和鋼製堵板連緊,堵板在兩側固定在兩個混凝土支墩中間,玻璃鋼管道兩邊分別套上兩個單盤連接器,中間夾上鋼製法蘭短管,並將單盤連接器和鋼製法蘭短管用螺栓上緊,檢查牢固後,從注水孔往管道裏注水,注水滿後用堵頭將排氣孔堵上,進行充分浸泡後開始打壓試驗。玻璃鋼供水管道設計工作壓力為0.6Mpa,因此,試驗壓力定為0.9Mpa。將壓力打到0.9Mpa後,持續10分鍾壓力為0.895Mpa;持續1小時,壓力為0.89Mpa,無明顯滲漏現象,壓力試驗為合格。

  3玻璃鋼供水管道的維修及開口方法3.1玻璃鋼供水管道的維修方法3.1.1關閉漏水點兩側的控製閥門,同時進行開挖施工埋深較大和地下管線情況明晰的玻璃鋼管道一般采用機械開挖;埋深較小和地下管線情況較為複雜的玻璃鋼管道一般采用人工開挖。由於管網回水及控製閥門可能關閉不嚴密,因此,開挖時一般都需要抽水機械配合作業。

  3.1.2管道清洗打磨維修前必須對玻璃鋼管道破損處兩側0.5米以內的管身進行清洗,去除管身上的所有汙物,並對管身上不平整處進行打磨,打磨時要求力度適中,保持管身基本光滑即可,切不可打磨過度,影響管身的結構強度。3.1.3選取合適口徑的單盤連接器,並加工鋼製法蘭短管開挖完成後,根據玻璃鋼管道的直徑,選取相同規格的兩幅單盤連接器待用;然後根據管道的破損情況,截取比玻璃鋼管道破損處長0.4米的相同管徑的鋼管(如果損毀處在承插口處,可以根據實際情況加長鋼管長度),並在鋼管兩端焊接上兩個標準法蘭盤。

  3.1.4根據鋼製法蘭短管的長度,切割掉破損處的玻璃鋼管一般要求切割掉的玻璃鋼管的長度比鋼製法蘭短管長2cm,以便維修時方便施工安裝。切割時要求切口平直,切割完成後要對玻璃鋼管道切口處用環氧樹脂進行塗抹,以防將來通水後水浸入管道夾砂結構層對玻璃鋼管道造成損壞。3.1.5安裝單盤連接器,修複漏水管道將兩幅規格相符的單盤連接器分別套在已經切開的玻璃鋼管道的兩側,然後將焊製好的鋼製法蘭短管放在已經切掉的玻璃鋼管位置並支撐好,鋼製管件要求與玻璃鋼管在同一軸線上,並確保法蘭盤與每側玻璃鋼管切口的間隙不大於1cm。

  將單盤連接器與鋼製法蘭短管以螺栓連接好,兩側同時均勻上緊螺栓,檢查接縫是否均勻並密封良好,然後可以恢複供水。通水後密切注意維修處各連接口是否有滲水現象,當水壓恢複正常壓力後,將鋼製法蘭短管用瀝青漆塗三遍防腐,底部用混凝土支墩支撐好即可進行回填。詳見附圖1:附圖1、玻璃鋼供水管道維修結構圖3.2玻璃鋼供水管道開口方法玻璃鋼供水管道開口方法和玻璃鋼供水管道維修方法具有相同的原理,其不同之處在於以下幾條。

  3.2.1根據支管的位置合理決定開口的位置,盡量避開玻璃鋼管道承插口的位置,並優先選擇管身中間較好的位置;3.2.2可以根據施工計劃安排,先進行開挖,然後再進行鋼製法蘭三通管件的加工製作,當一切準備工作完成後再進行停水操作,並根據的鋼製法蘭三通管件長度決定切割玻璃鋼管道的長度;3.2.3鋼製法蘭三通管件的長度可以根據所開支關口徑的大小決定,具體加工可參考《給排水標準圖集》中鋼製管件加工標準圖進行製作;3.2.4鋼製法蘭三通管件與單盤連接器連接好以後,立即安裝三通支管閥門,並將關配件和閥門底部用混凝土支墩支撐好,以便及時恢複供水。詳見附圖2:附圖2、玻璃鋼供水管道開口結構圖4結論采用單盤連接器和鋼製法蘭短管進行玻璃鋼供水管道維修及開口,可以在停水不太嚴密的情況下進行施工,大大縮短了停水時間。

  以焦作水務公司的維修實踐為例,一條DN600的玻璃鋼供水幹管維修,按照傳統的維修方法,從停水開始到管道恢複供水,較少需要72小時,這嚴重影響城市供水的連續性和供水安全性;然而,采用新的單盤連接器和鋼製法蘭短管連接的維修方法,就可以在有少量水的情況進行施工,維修時間縮短到12小時左右,減少停水時間約60小時,產生了較好的社會效益和經濟效益。另一方麵,傳統的維修及開口成本過高,一條DN600玻璃鋼管道,修複一處漏水或開一處口的直接成本一般不低於2.6萬元(其中,材料費0.8萬元,人工費0.9萬元,機械費0.9萬元),間接損失將更大;采用新的維修方法,費用可以降到0.5萬元(其中,材料費0.2萬元,人工費0.15萬元,機械費0.15萬元,),大大節省了維修費用的支出。

  同時,修複後的返修率也大大低於傳統的維修方法,並解決了在玻璃鋼管道上開口難的技術難題,是一種簡單易行推廣性強的玻璃鋼供水管道維修及開口技術。參考文獻1、許其昌,王登庸《給水排水管道工程施工及驗收規範實施手冊》2、林柏生纏繞玻璃鋼管道軸向強度設計3、博國棟.我國玻璃鋼工業發展回顧和問題探討.玻璃鋼/複合材料,4、雷文.FRP管在供水工程中應用的可行性.工程塑料應用,作者信息姓名:王智勇單位:焦作市水務有限責任公司職務:總工程師職稱:工程師國家一級注冊建造師郵政地址:焦作市太行東路17#電話:0391390102813069402166傳真:03913933343Email:作者簡曆:王智勇,男,生於1968年12月28日;1991年畢業於平頂山工學院,本科學曆。同年參加工作在焦作市自來水公司工作;1991年2000年擔任公司籌建處工程管理員;2000年2001年擔任生產科副科長;2001年2004年擔任公司維修中心主任;2004年2006年擔任公司副總工程師;2006年至今擔任公司總工程師。

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