缠绕管PPT课件

1 一 埋地排水管简介 埋地排水管主要指应用于输送污水 收集和输送生活污水 生产污水到污水处理厂 的排污水管道和输送雨水 收集和输送雨水到江河或水库 的排雨水管道 一般在重力下输送 管内没有压力 因为埋在地下 承受外加的负载 在历史上最早采用的埋地排水管道是用石块或砖块构成的 后来大量应用的是混凝土或钢筋混凝土的排水管 也有少量应用金属的排水管 到20世纪70年代塑料埋地排水管逐步被应用 2 二 埋地排水管性能要求 对于埋地排水管的性能要求主要有以下几个方面 1 强度和刚度 承受埋地环境下的负载的能力 2 水力特性 输送液体的能力3 密封性 不泄漏 防止对环境污染4 耐腐蚀 抗磨损 使用寿命的决定因素5 安装的便捷性6 综合的经济性 3 三 目前国内主要埋地排水管类型 目前埋地用排水排污管材主要有以下几种 1 金属管道有铸铁管和钢管 主要用于需要承受内压 高外压或对渗漏要求特别高的地方 管口主要为承插式和平口式 2 混凝土和钢筋混凝土排水管主要有混凝土管 轻型混凝土管 重型钢筋混凝土管 管口有承插式 企口式和平口式3 塑料管道常见塑料管道见塑料排水管材类型 4 四 塑料排水管材类型 5 五 塑料埋地排水管的优势 塑料埋地排水管在国外已经得到广泛的应用 近年来在国内也开始逐步被采用 原因就在于塑料埋地排水管在以上六项性能要求上都有其明显的优越性 1 在强度和刚度上 从表面上看塑料埋地排水管是不及混凝土排水管 特别是钢筋混凝土管的 但实际应用中因为塑料埋地排水管是属于 柔性管 在正确设计和施工下塑料埋地排水管是和周围土壤共同承受负载的 后面详细分析 所以塑料埋地排水管不需要和 刚性管 混凝土排水管一样的强度和刚度 6 塑料埋地排水管的优势 2 水力特性 塑料管内壁光滑 对于液体流动的阻力小于混凝土管 3 密封性 塑料管的连接比较可靠 4 使用寿命 塑料管道的使用寿命可达50年以上 5 耐腐蚀性 塑料管的优点最突出 6 施工的便捷性 自重轻 接口方便 7 综合经济性 塑料埋地排水管的优势正在被越来越多的用户所认识 7 1 混凝土和钢筋混凝土排水管 GB T11836 混凝土管规格 DN ID100 DN ID600钢筋混凝土管规格 DN ID200 DN ID3000管子连接方式可分为柔性接口连接 弹性密封圈密封 和刚性接口连接 用水泥沙浆封口 柔性接口连接按接口型式分为承插口连接 钢承口连接和双插口连接 刚性接口连接按接口型式分为平口连接 承插口连接和双插口连接 各种管材介绍 8 2 埋地用聚乙烯 PE 结构壁管 GB T19472 埋地用聚乙烯 PE 结构壁管包括聚乙烯双壁波纹管 GB T19472 1 和聚乙烯缠绕结构壁管材 GB T19472 2 聚乙烯双壁波纹管聚乙烯缠绕结构壁管 各种管材介绍 9 1 聚乙烯双壁波纹管 管材规格 DN ID100 DN ID1200连接方式 管材可使用弹性密封圈承插连接方式 如下图 也可使用其它连接方式 10 2 聚乙烯缠绕结构壁管 聚乙烯缠绕结构壁管分为A型和B型 A型具有平整的内外表面 内外壁之间有加强筋的管材 如聚乙烯中空缠绕管 B型为内表面光滑 外表面为螺旋形加强肋的管材 如克拉管 管材规格 DN ID150 DN ID3000连接方式 可以采用弹性密封件连接方式 承插口焊接连接方式 热熔对焊连接方式 热收缩套连接方式 电热熔带连接方式及法兰连接方式等 热收缩套连接方式不锈钢套加弹性密封套连接方式 11 3 埋地排水用硬聚氯乙烯 PVC U 双壁波纹管材 GB T18477 PVC U双壁波纹管是以聚氯乙烯树脂为原料经挤出成型的埋地排水管 管材规格 DN OD110 DN OD1200 各种管材介绍 12 PVC U双壁波纹管连接方式 管材可使用弹性密封圈承插连接方式 如下图 也可采用溶剂粘接型承插连接方式 13 4 玻璃纤维增强塑料夹砂管 CJ T3079 玻璃纤维增强塑料夹砂管以玻璃纤维及其制品为增强材料 以不饱和聚酯树脂 环氧树脂等为基体材料 以石英砂及碳酸钙等无机非金属颗粒材料为填料作为主要材料 采用定长缠绕工艺 离心浇铸工艺和连续缠绕工艺制成的管材 管材规格 DN200 DN2500连接方式 有承插口式或套筒式带橡胶圈的连接 粘接连接和法兰连接等连接方式 14 五 塑钢缠绕管 塑钢缠绕管由钢塑复合的异型带材经螺旋缠绕焊接 搭接面上挤出焊接 制成 成型的管材呈螺旋直肋结构 管壁外表面有等间距螺旋环绕的肋片加强 肋片是由普通碳素结构钢带外包覆聚乙烯构成 通过聚乙烯包覆使钢带与聚乙烯浑然一体 聚乙烯管壁构成封闭的流体通道 加强钢带构成了管材的环刚度 加强钢带的厚度与宽度根据管材直径 环刚度要求不同而分别设计确定 塑钢缠绕管属于聚乙烯缠绕结构壁管 15 六 塑钢缠绕管与其它排水管材比较 1 塑钢缠绕管与混凝土和钢筋混凝土管比较2 塑钢缠绕管与其它聚乙烯结构壁管比较3 塑钢缠绕管与PVC U双壁波纹排水管比较 16 1 塑钢缠绕管与混凝土和钢筋混凝土管比较 1 性能参数 17 塑钢缠绕管与混凝土和钢筋混凝土管比较 2 连接结构塑钢缠绕管连接方式有两种 对于DN ID 1200mm管材 采用在管端套橡胶套外加不锈钢套连接 连接特点简单 可靠 对于DN ID 1200mm管材 采用电热熔带焊接的连接结构 该连接的特点是密封性持久 无泄漏 连接部位的材料与管材本体相同 具有相同的防腐 耐磨性及寿命 混凝土管主要采用喇叭口承插橡胶圈密封及钢制承插口橡胶圈密封两种连接方式 由于水泥管是刚性管 当土壤不均匀沉降或地下水浮升情况发生时 管材会发生位移 从而导致管材连接处管端相对位置变化 使橡胶圈的密封性受到影响及至破坏 橡胶圈的抗老化 抗腐蚀及钢制承插口的抗腐性能均不及水泥管体 因此水泥管的接头寿命要远短于管体 管道系统的密封性会随使用时间增长而降低 作为连接密封材料的橡胶圈的耐化学性不及水泥管体 因此对于定长较短 接头众多的水泥管道系统 橡胶圈的耐化学性能也是一个严重的问题 18 塑钢缠绕管与混凝土和钢筋混凝土管比较 3 抗化学性水泥管抗化学腐蚀性比钢管要好 但比聚乙烯管差得多 尤其是抵抗酸碱侵蚀的能力差 而高密度聚乙烯对绝大多数工业及生活污水均有优良的抗化学性 因此聚乙烯管常被用作内衬来修复旧水泥管 塑钢缠绕管采用的是高密度聚乙烯材料 且增强钢带完全被聚乙烯包覆 采用电热熔连接 电热熔带同样是由聚乙烯材料制成 因此塑钢缠绕管的耐化学性能优于水泥管 19 塑钢缠绕管与混凝土和钢筋混凝土管比较 4 水力性能塑钢缠绕管的摩擦系数与聚乙烯缠绕结构壁管相同 为0 0097 0 01 而水泥管摩擦系数是0 012 0 013 对于相同规格 相同使用条件的管材 塑钢缠绕管的输送能力比水泥管大30 以上 20 塑钢缠绕管与混凝土和钢筋混凝土管比较 5 抗磨性能比较抗磨性能指材料抗机械磨损的能力 对于排污系统 排水系统及涵洞用管材 由于其中含有粗沙等悬浮固体物 会对管壁持续磨损 因而需要更高的抗磨性 聚乙烯通常被认为是管道材料中耐磨性能最好的一种 有公认的试验结果证明 高密度聚乙烯管材的耐磨性能是水泥管材的3 5倍 且水泥管材的耐磨性还同时会由于受腐蚀的影响而恶化 因此 塑钢缠绕管的耐磨性能一定会优于水泥管 21 塑钢缠绕管与混凝土和钢筋混凝土管比较 6 安装水泥管与塑钢缠绕管的安装对沟槽开挖 管基 回填材料 夯实度的要求没有太大的区别 塑钢缠绕管定长比水泥管长 接头相对较少 现场断管方便灵活 连接装配简单 因此塑钢缠绕管比水泥管的施工速度快 周期短 塑钢缠绕管重量轻 现场敷设搬运所需机械条件要求较低 可相对节省安装成本 22 塑钢缠绕管与混凝土和钢筋混凝土管比较 7 使用寿命与建设投资成本由于水力特性好 在满足相同的输送能力要求时 塑钢缠绕管可选用较小的规格 加之安装成本又相对较低 水泥管与塑钢缠绕管道系统的建设投资基本相同 通过上述耐磨性能 抗化学腐蚀性 连接可靠性对比可以确定 塑钢缠绕管的使用寿命应长于水泥管 23 2 塑钢缠绕管管与其它聚乙烯结构壁管比较 1 共性两种管材的耐化学性 耐磨性 内壁粗糙度 连接方式 安装时对开槽 基础 回填等的要求基本相同 2 成本由于重量轻 塑钢缠绕管安装过程中所需人力及机械成本均相对低于聚乙烯结构壁管 加之其特殊的运输方式及成本 塑钢缠绕管道系统的建设投资要低于聚乙烯结构壁管 24 塑钢缠绕管管与其它聚乙烯结构壁管比较 3 运输由于钢材的弹性模量及重量分别是聚乙烯的200与7 85倍以上 用钢带做管材的加强结构 塑钢缠绕管的重量轻于任何一种聚乙烯结构壁管 另外对于Dn 1200mm的管材 塑钢缠绕管的生产是分两道工序完成的 带材和管材可分开制造 对于大工程可实现将成卷的带材及管材缠绕成型设备运至工地 就近生产供应管材 变长途运输管材为运输带材 提高了运输效率 因此塑钢缠绕管的运输成本低于任何一种聚乙烯结构壁管 25 塑钢缠绕管管与其它聚乙烯结构壁管比较 4 机械强度由于聚乙烯具有蠕变特性 聚乙烯结构壁排水管材的持久机械强度及安全性难免要受到蠕变以及由于蠕变所导致的应力开裂 承插连接弹性密封失效等情况的影响 由于塑钢缠绕管的机械强度大部分是由钢材承担的 而钢材不存在蠕变问题 因此塑钢缠绕管的持久机械强度及安全性要优于聚乙烯结构壁管 26 3 塑钢缠绕管与PVC U双壁波纹管比较 1 抗化学性 耐磨性 安装要求塑钢缠绕管由于采用的是高密度聚乙烯材料和缠绕工艺 其管径可供用户选择的范围较广 可达2600mm PVC U双壁波纹管采用挤出工艺 管径只能达到600mm 塑钢缠绕管的耐化学性及耐磨性均优于PVC管材 塑钢缠绕管低温抗冲击性能优于PVC U管材 寒冷季节的施工不会受到影响 两种管材对安装过程中的开挖 基础 回填要求基本相同 但由于塑钢缠绕管质量更轻 轴向柔性更好 因此安装时搬运所需机械条件要求低 弯曲半径更小 敷设更灵活 27 塑钢缠绕管与PVC U双壁波纹管比较 2 连接方式PVC管材采取的承插和橡胶圈密封的连接方式 橡胶圈暴露在输送介质中 其抗腐蚀性及抗老化性均不能达到PVC的水平 因此随PVC管道系统使用年限的增加 系统的泄漏率也会提高 另外 管材的热胀冷缩 土壤不均匀沉降 地下水浮升导致的管材轴向变形移动等因素均会影响承插连接的密封性 塑钢缠绕管采取电热熔连接方式 为无泄漏连接 且接头的耐化学性和抗老化性能与管材相同 因此 塑钢缠绕管的连接比PVC管道要安全 可靠 耐用 28 塑钢缠绕管与PVC U双壁波纹管比较 3 成本由于可以将缠绕制管设备和带材运至工程现场 就近生产供应管材 变运输管材为运输带材 大大提高了运输效率 降低了运输成本 由于重量轻 塑钢缠绕管安装时 搬运及敷设所需的人力及机械成本也相对较低 总体比较 塑钢缠绕管道系统的建设投资比PVC管材相对较低 29 七 柔性管理论 国内外在推广应用塑料埋地排水管时最大的阻力是人们常常怀疑塑料埋地排水管承受负载的能力 因为人们很自然地把塑料埋地排水管去和大家熟悉的混凝土排水管比较 认为需要把塑料埋地排水管也做得如混凝土排水管那样的强度和刚度 那确实是太难了或者太贵了 所以在推广塑料埋地排水管前首先要说明塑料埋地排水管承受负载的不同机理 说明 柔性管 的理论 说明塑料埋地排水管根本不必要做到混凝土管的强度和刚度 30 柔性管理论 当 刚性管 受外压负载时 负载完全经过管材壁传递到底部的管床上 在管材壁内产生弯矩 用材料力学可以分析 可以简化为一个弯梁在中央承受集中负载下产生的弯矩 在管材的上下两点管壁内的应力是外侧受压 内侧受拉 在管材的左右两点管壁内的应力是外侧受拉 内侧受压 随着直径加大 管壁内的弯矩和应力急剧加大 正比于直径平方 所以大直径的混凝土排水管常常需要加钢筋 31 当 柔性管 受外压负载时 柔性管 在破坏前先变形