精选备选管材经济分析

1、备选管材经济分析PAGE PAGE 18永昌积水复合材料有限公司2009-10-19随着国民经济的开展以及水资源的短缺和不均匀的储量，国际国内的输水调水工程越来越多，管道输送成为其中重要的一种方式，而在管道输水工程中，管材的选择成为关键，它既决定整个工程的质量优劣，也对工程的投资有重要的影响。因此，在这里对玻璃钢管，PCCP管，钢管，球墨铸铁管等四种管材进行技术经济分析比照，供大家参考：一、 管材性能比拟耐腐蚀性方面。玻璃钢夹砂管道为一种天然耐腐蚀管材，主要原材料是高分子成份的不饱和聚酯树脂和矿物质成份的玻璃纤维，它能有效地抵抗酸、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

2、化工废水及众多化学液体的侵蚀，不需要进行任何防腐处理即可在强腐蚀条件下长期使用，设计使用寿命最低50年。而PCCP管材耐腐蚀性能较差，在运行使用过程中会出现电化学腐蚀，管道在安装运行时需要进行阴极保护，特别是PCCP管的钢套筒和钢制接头处的PH值不同会加速接头处的腐蚀，直接导致接头漏水和爆管，以下为PCCP管道腐蚀机理图：描述如下：硫酸H2SO4与混凝土的成分发生反响使混凝土结构腐蚀恶化。化学物理学作用硫化氢H2S与混凝土管壁的露水结合在好氧性硫磺氧化菌作用下生成硫酸H2SO4。生物学化学作用硫化氢H2S由液态转化成气态从水中扩散出来。物理学作用在厌氧状态下，污水及污泥中的硫酸盐SO4-2，被

3、硫酸盐复原菌复原生成硫化氢H2S。生物学作用PCCP管道结构中，钢筒在履行防渗职责的同时，也会氧化腐蚀，由于PCCP管材耐腐蚀性能较差，现在许多重点工程已经放弃使用PCCP管作为输水管材而改用玻璃钢夹砂管。例如目前世界上使用PCCP管道最多的工程，利比亚人工河工程，前期使用DN3600mmPCCP管1000余公里，在使用不到10年后，现在已经出现严重腐蚀问题，现已决定改用玻璃钢管道。而玻璃钢与普通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，因而对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐等介质优良好的化学稳定性，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

4、，过去用不锈钢也对付不了的一些介质，如盐酸、氯气、二氧化碳、稀硫酸、次氯酸钠和二氧化硫，现在用玻璃钢能很好的解决。玻璃钢管道耐腐蚀性能表如下：以下列图片供参考。耐腐蚀性能优越的玻璃钢夹砂管道DN3100mm玻璃钢管道耐腐蚀性能表化 学 品 介 质适用温度品 名化学式盐酸HCl80硫酸H2SO450硝酸HNO370磷酸H3PO4100氟酸HF50醋酸CH3COOH85脂肪酸C15H31COOH100硫酸铝Al2SO4100乙二醇CH2(OH)CH2(OH)100氢氧化钠NaOH82次氯酸钠NaOCl265双氧水H2O270氨水NH370煤油(KEROSENE)汽油(GASOLINE)82柴油(D

5、LESEL)82氯气气体Cl2100硫化氢气体H2S82氯化铁FeCl34H2O100食盐NaCl82酱油(SOY SAUCE)100高分子凝结剂(COACERVATION AGENT)100多元氯化铝(PAC)100纯水H2O100草酸HO2CCO2H95聚醋酸乙烯乳液(PAE EMULSION)50乙醇C2H5OH45邻苯二甲酸二丁酯C6H4(CO2C4H9)280 腐蚀和脆化导致钢筋断裂，造成管道强度下降产生PCCP爆管PCCP长期耐腐蚀性能差钢筒膨胀，管壁破裂，外保护的砂浆层脱落 PCCP管道接头漏水钢筒被腐蚀产生PCCP管身渗漏钢筒钢管与PCCP管有同样的腐蚀问题，即使在加强级防腐的

6、情况，也不能保证没有防腐漏点，而成为最先被腐蚀的地方。球墨铸铁管因耐腐蚀性能次于玻璃钢管，优于PCCP管和钢管。水力学性能方面。玻璃钢夹砂管的糙率系数为0.0084，PCCP管的糙率系数为0.013。经测试，玻璃钢夹砂管的水流摩阻力系数为0.00915，PCCP管的为0.0232。由此可以看出玻璃钢夹砂管道能显著减少沿程的流体压力损失。对于相同管径的管网，使用玻璃钢夹砂管道可比PCCP管道节省泵送费用40%左右；在输送能力相同时，采用玻璃钢管道可比PCCP管道管径可减少10%25%，例如PCCP管用DN2000和DN1800，玻璃钢夹砂管只需用DN1800和DN1600即可，用从而减少土方开挖

7、量，降低施工费用；对于集中式或间歇式供水，采用玻璃钢管道可比PCCP管道节省1/3左右的泵送时间和长期运行费用。 钢管的糙率系数低于PCCP管，高于玻璃钢管，取值0比拟合格。 球墨铸铁管内壁结构与PCCP管内壁结构相同，都是水泥砂浆，且都是离心法制造而成，其糙率系数也相当。 据额河建管局监测，小洼槽倒虹吸DN3100MM玻璃钢管道复合糙率大于0.0084。经有关专家分析由于接口部渐扩渐缩造成局部水头损失增加的原因，因此，要保证该管道低糙率特性的发挥，管道的接口方式优化是很重要的课题。管材使用强度方面玻璃钢管道使用高强度的玻璃纤维和耐腐蚀的高分子成份的不饱和聚酯树脂复合而成，其轴向和环向强度经过

8、计算机优化设计，其各方面强度性能到达最正确要求，同时较高的设计平安系数一般大于工作压力的8.4倍以上使其运行平安可靠，在无外在人为破坏的情况下如机械损坏，正常使用50年其物化性能依然不会发生较大的变化。 而PCCP管道由于其起增强作用的钢骨架在使用过程中因电化学腐蚀作用，其钢板和钢筋会不断出现生锈腐蚀，一般在使用十几年以后，强度开始随时间的延长而不断下降，直到破坏，目前对于PCCP管中存在电化学腐蚀作用还没有彻底的解决方法予以防止。 钢管会因腐蚀原因，其强度递减。球墨铸铁管的强度变化目前尚无明确的结果。4环保性方面。玻璃钢夹砂管道的内衬层采用食品级不饱和聚酯树脂，可确保水质符合?GB/T 17

9、219 生活饮用水输配水设备及防护材料的平安性评价?标准要求，可用于输送和贮存含氯的饮用水及生活用水。除此之外，在避光条件下玻璃钢管道可以确保自来水的水质到达饮用水标准，长期运行管道内壁也不会生苔、结垢、滋生微生物，不会对水质造成二次污染，可确保出厂水质与管网水质无任何变化。而PCCP管长期使用后，内壁会生苔、结垢、滋生微生物，不但会造成管内径缩小，增加泵送本钱，而且对水质造成二次污染。钢管会产生锈蚀。球墨铸铁管与PCCP管相同。 以下列图片供参考。PCCP管道结构图内壁镜面光滑的玻璃钢夹砂管道5耐磨性方面。玻璃钢管内外表十分光滑，长期使用后其糙率系数根本变化不大，而PCCP管在长期使用过程中

10、，由于其内外表水泥颗粒的脱落，结垢和微生物的滋生，糙率系数增加较大，两者的耐磨性能也出现较大的差异，从上图中可以看出：通过相同的250000次负荷循环,球墨铸铁水泥内衬管磨损约为8.4mm,石棉水泥管磨损约5.5mm,混凝土管磨损约2.6mm,陶土管磨损约2.2mm,高密度聚乙烯管磨损约0.9mm,而玻璃钢管外表磨损极小，在大的负荷作用的情况下，仅为0.3mm，如果在正常的压力情况下，介质对玻璃钢管道内衬的磨损可忽略不计。钢管的磨蚀应高于玻璃钢管和PE管，低于PCCP管和球墨铸铁管。球墨铸铁管与PCCP管相同。6运输安装方面。玻璃钢夹砂管道的密度为1.751.9g/cm3，与相同压力、相同管径

11、的PCCP管材比拟，玻璃钢夹砂管道单位长度的重量约为PCCP管的15，如吊装DN2000MM管径12米长的玻璃钢管需810吨的吊车，但吊装6米长PCCP管那么需要16吨甚至20吨以上吊车才能满足要求，因此装卸、运输安装方面，玻璃钢管无需大型的吊装和运输设备。而PCCP的装卸、运输安装那么必须使用大吨位的吊车和重型卡车。单位钢管重量约为玻璃钢管的2-4倍因管径差异单位球墨铸铁管重量为玻璃钢管的4-5倍。 在管道现场施工安装上，由于PCCP管道自身重量较重，抗不均匀沉降能力较差，对一些根底承载力较差的路段，还必须做混凝土根底防止管道下沉，又由于PCCP管道接头为半柔性连接，对安装时的管床根底要求较

12、高，如管道局部出现根底下沉，极易造成接头渗漏，而一旦出现一个接头渗漏，相邻管道因根底被水浸泡，就会出现连锁反响而扩大接头渗漏面。 与PCCP管道相比，玻璃钢夹砂管道由于自身重量较轻，再加上其接头为柔性连接，每个接头有1左右的偏转范围，因而对根底的要求和抗不均匀沉降能力远大于PCCP管道。当局部出现较轻的不均匀沉降，由于接头的偏转，可抵消较轻的不均匀沉降对管道产生的作用力，接头不会出现渗漏。钢管的焊接效率很低，且焊缝处的防腐成为薄弱环节，但其抗沉降能力好。在管道安装效率方面，对DN1800MM的管道，PCCP管一般每天每个工作面只能安装6米长管道10根，而玻璃钢管道每根长达12米，对于DN160

13、0MM的管道，每天每个工作面的安装量在80100根，其安装效率是PCCP管的20倍，此外由于单管长度比PCCP管长一倍，接头减少了50，在长距离管线安装时，减少了管道接头渗漏的可能性，接头的平安性能比PCCP管道提高了一倍。而且每个接口处有两个止水胶圈，气密性好，安装方便，进度快，性能可靠，安装完毕即可在两个止水胶圈之间打压试验，以检验两根管道接头的密封性。球墨铸铁管自身重，单根长度为玻璃钢管的1/2，因此其安装效率为玻璃钢管的1/2，且目前的球墨铸铁管安装后无法做接口小压试验。以下列图片供参考。玻璃钢夹砂管道现场试小压示意图现场安装图片DN2400玻璃钢夹砂管道，长12m, 重7.5吨7管材

14、的刚度方面。PCCP管道的刚度最为优良，玻璃钢夹砂管道刚度可以根据使用要求设计制造，并且以不同的本钱满足各刚度等级要求，经济性较好。例如，刚度为7500Pa的玻璃钢夹砂管道，一般可适用于管顶以上覆土34m以内的工况条件，而刚度为10000Pa的玻璃钢夹砂管道，一般可适用于管顶以上覆土6m以内的工况条件。玻璃钢夹砂管道的初始径向变形率要求在13%，50年后变形率不超过3。设计标准中规定玻璃钢夹砂管道的初始变形率那么要到达0而不破坏。玻璃钢夹砂管道的刚度可根据覆土深度的不同而进行相应的设计。以下Sb实验供参考。长期抗弯曲变形性能实验用于证明玻璃钢夹砂管道在强腐蚀性条件和受外压的情况下可使用50年钢

15、管的刚度可以通过管身加肋的方法提高。球墨铸铁管的刚度性与PCCP管一样，是非常好的。 综上所述，通过对PCCP管、玻璃钢夹砂管、钢管、球墨铸铁管四种管材的比照分析，玻璃钢夹砂管在耐腐蚀性、水力学性能、环保性、耐磨性及运输安装方面均具有明显优势，而且管道运行过程与球墨铸铁管、钢管一样具有快速修复的便捷性。二、管材经济性能比拟对于相同流量的玻璃钢管道与PCCP管道相比，玻璃钢管道直径比PCCP管道和球墨铸铁管直径要小两个管径等级，比钢管小一个管径等级，其土方开挖和土方回填玻璃钢管道只有PCCP管道和球墨铸铁管的百分之七十五左右，钢管的百分之八十五左右。其施工过程中的土地占用和地表植被破坏也相应地少

16、一些，这样一些土地的临时占用费，建筑拆迁费和地表绿化费也将相应比其它三种管道要低百分之十五到二十，以下仅对玻璃钢管材、PCCP、钢管、球墨铸铁管的主要的造价费用进行比拟，结果如下表：管材种类管材到工地价格元/米土建安装费用元/米综合造价元/米小计万元/公里玻璃钢夹砂管DN1600278013904170417PCCP管DN1800330018005100510钢管DN1700433521006435643.5球墨铸铁管DN1800 800说明：1上表中管材到工地价格包括管道价格、运费；2土建安装费用包括土方开挖、管沟垫层制作、土方回填和管道安装费用。3玻璃钢管与PCCP管价格取自2023年乌市

17、城投公司中介工程招标价格，钢管、球墨铸铁管按市场价计算。 从上表分析可知，在各种管材的经济性比拟分析中，玻璃钢管的综合造价最低，使用寿命是各种管材中最长的，其性价比为各种管材当中最好的。三、生产环境条件玻璃钢管道和钢管为室内生产，冬夏均可，PCCP管为室外生产，冬季气温寒冷，无法满足水温凝固的养护要求，球墨铸铁管只在内地有几个工厂生产，受生产环境，投资技术等因素影响不宜分散设厂，故其主要问题为运输问题。四、目前各种管材的应用领域1、玻璃钢管道玻璃钢管道主要应用领域有长距离输水管线、农业节水灌溉、工业特别是食品、化工工业应用广泛，如新疆库尔勒城市供水，辽宁大伙房引水，新疆农六师灌区引水，新疆引额

18、济乌小洼槽倒虹吸输水，阿塞拜疆巴库引水工程，乌兹别克费尔干纳引水工程，哈萨克斯坦阿斯塔纳引水工程，哈密地区矿山输水；农业节水工程有十四师皮墨垦区节水，二师38团苏塘灌区节水，克拉玛依大农业节水等工程，近期在水电站开发的热潮中，玻璃钢管被成功应用于电站压力管。2、PCCP管道PCCP管主要应用于长距离输水工程，如十四师皮墨垦区输水工程，引额济乌大洼槽倒虹吸工程，新疆准东工业基地调水工程等。3、钢管钢管目前主要做热力管道和工业用管道工程，在水领域很少用钢管。4、球墨铸铁管球墨铸铁管主要应用主动城市供水管网工程。以上经济技术比照分析说明：四种管材各有特点，各有优势，可针对不同的工况、环境条件进行选择

19、，在长距离，大口径输水管道工程中，玻璃钢管、PCCP管的适应性较好，特别是在新疆这样土壤腐蚀性较强的地质状况，玻璃钢管道的耐腐蚀低造价优势更加显著。在城市管网工程中，球墨铸铁管的应用更为成熟，特别是可带水作业的特点更能满足快速抢修的要求，而用于输水管线，其投资将增加60%。附：永昌积水复合材料有限公司主要业绩玻璃钢管道由于其优良的技术经济性能，已被社会各界广泛认同，并在石油，化工，城市供水，农业节水灌溉，卫生食品和大型水利建设工程中势如破竹般的替代了其他管材，得到大量应用。如：新疆引额济乌小洼槽倒虹吸管道DN3100mm玻璃钢管道10.8公里；新疆引额济乌供水管线采用DN400mm玻璃钢管道200公里；新疆库尔勒城市供水工程采用DN1100mm玻璃钢管道100公里；其他管径70公里；乌鲁木齐市墩子山水库引水工程玻璃钢管道3.8公里；新疆克拉玛依油田供水采用DN1001600mm玻璃钢管道500公里；新疆塔里木油田供水采