玻璃钢管与球墨铸铁管比较分析
PCCP管与球墨铸铁管的比较
由于玻璃钢管自身的缺点、以及钢管较贵等原因，故不在本论述范围以内，在这里仅对PCCP管，球墨铸铁管进行技术经济分析，以供参考：
一、管材性能比较
1、耐腐蚀性方面：
球墨铸铁管抗腐蚀性能良好，而PCCP管材耐腐蚀性能相对较差，这是因为在使用过程中会出现电化学腐蚀，管道在钢套筒和钢制接头处的PH值不同会加速接头处的腐蚀，以下为PCCP管道腐蚀机理图：
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，对一些基础承载力较差的路段，还必须做混凝土基础防止管道下沉，又由于PCCP管道接头为半柔性连接，对安装时的管床基础要求较高，如管道局部出现基础下沉，极易造成接头渗漏，而一旦出现一个接头渗漏，相邻管道因基础被水浸泡，就会出现连锁反应而扩大接头渗漏面。
综上所述，通过对球墨铸铁管、PCCP管的对比分析，球墨铸铁管在耐腐蚀性、管材强度及运输安装、抗弯抗剪、运行维护、施工工期及施工降水等方面均具有明显优势。
二、管材经济性能比较
合建部分为13.5公里，管径为1400mm，PCCP管需要的转换接头94个，需要加工的11.25°转换接头6个，需要加工的22.5°的转换接头4个，
由于球墨铸铁管全部为标准管件，无需现加工，因此能够保证管材的工艺，同时由于生产企业大多是大型企业流水作业，因此管件质量能够得到保障，而PCCP管的管件得委托企业现加工，管件的质量与加工企业、加工人员有很大关系。
5、抗弯、抗剪能力：球墨铸铁管韧性好、延伸率大，而PCCP管延展性很差
6、运行维护：球墨铸铁管由于是承插结构，管材强度高，因此一旦发生事故时，往往是移位造成的，因此可以通过更换橡胶圈，快速复位，而PCCP如果破坏部位为转换接头，修复起来就比较耗时。且需要实现准备相应转换接头，如果现加工时间会更长。
DIPSP球墨铸铁管与钢管的比较
0.073
0.6899
470
钢管
0.0396
0.130
-
250
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球墨铸铁管防腐处理
球墨铸铁管外层防腐： ➢ 标准防腐形式 – 金属锌 + 沥青漆 ➢ 加强型防腐形式 – 标准防腐+PE膜、聚氨酯、锌铝稀土合金、等
等 球墨铸铁管内层防腐： ➢ 标准防腐形式 – 水泥内衬 ➢ 加强型防腐形式 –水泥内衬+环氧密封层、聚氨酯、等等
球墨铸铁管与钢管的比较
1
管道性能
机械强度 抗内部压力强度 抗外部负荷强度
长期稳定性 抗土壤侵蚀稳定性 抗水侵蚀的稳定性
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接口强度 接口抗压力强度 接口抗偏移强度
钢管与球管压力
P 2e
Dk
2·s·R P=
D
P, 试验压力，MPa s, 钢管的公称壁厚，ｍｍ Ｄ，钢管的公称外径，ｍｍ Ｒ，允许应力，规定屈服点的６０％， MPa
球管T型接头
水压
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特性
•容易安装 •极好的弹性，允许偏转 •密封强度高
球墨铸铁管的埋设
由于球管的刚度高以及可偏转的性 能，对地震，地基沉陷和外界负荷 的变化，均表现出良好的适应性。
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内部承受的压力
实验表明，随着水压的升高，在 接头漏水之前管道已经爆裂了。
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e = K (0.5 + 0.001 DN) E：标准壁厚 K：壁厚级别系数，…9，10，11，12… DN：公称直径
球管公式中考虑了安全系数， 数值为3，而钢管没有。
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球铁管、灰铁管、钢管的比较
球墨铸铁管、钢管、PE管性能比较
球墨铸铁管球墨铸铁管的优点：在中低压管网，球墨铸铁管具有运行安全可靠，破损率低，施工维修方便、快捷，防腐性能优异等。
球墨铸铁管的缺点：球墨铸铁管的连接受人为因素如操作水平、责任心等影响较大，施工方面不如PE管便捷。
PE管PE管的优点：PE管具有良好的耐腐蚀性其抗无机物性能比金属管强得多，在埋地敷设时不需要防腐，施工方便。
小口径PE管在性能价格比上优于钢管和球墨铸铁管。
PE管得缺点：苯、汽油、四氯化碳等有机溶剂对聚乙烯有一定得影响。
有机溶剂如果渗入聚乙烯内，会出现溶胀现象，其物理性能就下降，其耐压性、耐温度变化性能较差。
山东T型接口给水球墨铸铁管K9级球墨铸铁管（Ductile Cast Iron Pipes）化学成分球墨铸铁管的主要成分有碳、硅、锰、硫、磷和镁等。
执行标准GB/T13295-2008产品标准GB/T 13295-2003 水及燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件GB/T 17457-1998 球墨铸铁管水泥砂浆离心法衬层一般要求GB/T 17458-1998 球墨铸铁管水泥砂浆离心法衬层新拌砂浆的成分检验GB/T 17459-1998 球墨铸铁管沥青涂层GB/T 17456 球墨铸铁管外表喷锌GB/T 17219-1998 生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准执行国家GB/T13295-91标准ISO2531-K9级。
品名规格材质重量/根（KG）单价备注离心球墨铸铁管 DN100 球墨铸铁 95 5200 6米DN150 球墨铸铁 144 4100 6米DN200 球墨铸铁 194 4000 6米DN250 球墨铸铁 255 0 6米DN300 球墨铸铁 323 3950 6米DN350 球墨铸铁 403 0 6米DN400 球墨铸铁 482 3950 6米DN450 球墨铸铁 577 4050 6米DN500 球墨铸铁 669 4050 6米DN600 球墨铸铁 882 4150 6米DN700 球墨铸铁 1123 4150 6米DN800 球墨铸铁 1394 4250 6米DN900 球墨铸铁 1690 电议 6米DN1000 球墨铸铁 2017 电议 6米DN1200 球墨铸铁 2758 电议 6米球墨铸铁管的主要成分有碳、硅、锰、硫、磷和镁等。
管材性能比较
管材性能的综合比较合理地选择最佳管材与确定经济管径，是管道工程师的基本要求。
只有通过科学的分析，才能够准确地找到最优的管材与管径。
本文就钢管、球墨铸铁管、PVC管、玻璃钢管、铝塑复合管、PE管的对比分析说明经济管径与最佳管材的确定。
各种管材性能的比较钢管（SP）钢管作为灰铁管的升级换代产品，具有延伸性能良好，不易破碎的优点，但也有不可避免的缺点。
钢管的焊接接头具有良好的防止脱落性，同时也增加了施工难度：1. 焊接工作费时费力（定心、焊接、X射线检查、涂漆），并且需要高度熟练的技术工人；2. 焊接受自然气象条件影响：雨天不能焊接，尤其是碰上骤雨时应立即中断焊接，等骤雨停了之后方可进行焊接，但必须进行加热和除湿等工作，否则焊接的质量很难保证。
当外界相对湿度增高，达到露点时，管身就会生露，必须进行干燥；3. 施工费用昂贵：按一九八九年市政工程国家预算定额计算，钢管的施工费用是球铁管施工费的三倍。
考虑管材价格因素，球铁管单位长度工程预算仅相当于钢管的3/5；4. 无适应性：接口处钢性太强，无挠度，不能适应地形沉降：钢管无配套管件，需现场焊接制造，不能进行弯曲配管。
在必须进行弯曲配管时，要切断管端，进行端面加工，故没有适应性；5. 抗腐蚀性能太差，需要昂贵的防腐费用：必需充分的涂漆管理，焊接部位的内防腐难以作到完善施工，尤其是小口径管，焊接后的内面，涂漆困难，内防腐得不到保证，严重影响了管道的使用寿命。
根据国家有关资料表明，即使采用“三油两布”防腐后，一般寿命不超过30年，在南方沿海地区寿命短至25年；6. 易于遭受电腐蚀：钢管的电阻小，再加上焊接接头结合成一个整体，形成长大电路，因此容易受泄漏电流或土壤变化的影响，而易于腐蚀；7. 泄漏率极高：据日本防止电腐蚀研究委员会一九六六年出版的《电腐蚀、土壤腐蚀手册》对东京和大阪输水公司管道泄漏事故统计，钢管泄漏率为1次/14公里·年，而球铁管泄漏率为1次/780公里·年。
玻璃钢夹砂管道与球墨铸铁管比较
3、纤维缠绕夹砂玻璃钢管的优点与其他材质的管道比较，玻璃钢管道具有以下一些显著的优点：1)耐腐蚀性好，对水质无影响：玻璃钢管道能抵抗酸、碱、盐、海水、未经处理的污水、腐蚀性土壤或地下水及众多化学流体的侵蚀。
比传统管材的使用寿命长，其设计使用寿命一般为50年以上。
对夹砂玻璃钢管道而言，更多的是在市政、城市输配管网方面的应用，由于其具有无毒、无锈、无味、对水质无二次污染、无需防腐、使用寿命大大延长、安装简便等优点，因此，受到了给排水行业的欢迎。
2)防污抗蛀：不饱和聚酯树脂的表面洁净光滑，不会被海洋或污水中的甲贝、菌类等微生物玷污蛀附，以致增大糙率，减少过水断面，增加维护费用。
玻璃钢管道无这些污染，长期使用洁净如初。
3)耐热性、抗冻性好：在-30℃状态下，仍具有良好的韧性和极高的强度，可在-50℃－８０℃的范围内长期使用，采用特殊配方的树脂还可在１１０℃以上的温度工作。
4)自重轻、强度高，运输安装方便：采用纤维缠绕生产的夹砂玻璃钢管道，其比重在1．65－2．0，只有钢的１／４，但玻璃钢管的环向拉伸强度为180－300ＭＰa，轴向拉伸强度为６０－１５０ＭＰa，近似合金钢。
因此，其比强度（强度／比重）是合金钢的２－３倍，这样它就可以按用户的不同要求，设计成满足各类承受内、外压力要求的管道。
对于相同管径的单重，ＦＲＰ管只有碳素钢管（钢板卷管）的１／2.５，铸铁管的１／３.5，预应力钢筋水泥管的１／8左右，因此运输安装十分方便。
玻璃钢管道每节长度12米，比混凝土管可减少三分之二的接头。
它的承插连接方式，安装快捷简便，同时降低了吊装费用，提高了安装速度。
5)摩擦阻力小，输送能力高：玻璃钢管内壁非常光滑，糙率和摩阻力很小。
糙率系数为0.0084，而混凝土管的n值为0.014，铸铁管为0.013，因此，玻璃钢管能显著减少沿程的流体压力损失，提高输送能力。
因此，可带来显著的经济效益：①在输送能力相同时，工程可选用内径较小的玻璃钢管道，从而降低一次性的工程投入；②采用同等内径的管道，玻璃钢管道可比其他材质管道减少压头损失，节省泵送费用。
中大口径输水管材综合比较
中口径供水管材钢管和球墨铸铁管比较输水管材在给水工程中，管道占投资的比重很大，且因管材选用不当造成事故或增加不必要资金的实例很多，因此输水工程管材的研究和比较对节省投资、方便施工、安全运行意义很大。
目前我国生产和使用的中大口径输水管材主要有主要有钢管（SP）、预应力混凝土管（PCP）、预应力钢筒混凝土管（PCCP）、玻璃钢管（GRP）和球墨铸铁管（DIP）。
本文主要是针对目前中口径输水管材球墨铸铁管（DIP）、焊接钢管（SP）从经济和技术方面进行全方位进行比较。
1．球墨铸铁管和钢管优缺点比较球墨铸铁管和预应力钢管两种管材都有自身的优点和缺点，这样就应根据工程的不同部位和要求选择合理的管材。
现就两种管材的优缺点分述如下：(1) 球墨铸铁管球墨铸铁是一种铁、碳、硅的合金，其中碳以球状游离石墨存在。
灰铁中，片状石墨对铁基质产生“割裂”作用，使之脆裂。
球墨铸铁中，球状石墨消除了这种作用，使之坚韧，具有铁的本质、钢的品格。
目前离心球墨铸铁管成熟的生产工艺方法有三种：①水冷金属模法；②树脂砂热模法；③涂料热模法。
DN1000mm以下的球墨铸铁管的生产大多采用水冷金属模法，DN1000mm以上多采用热模法。
树脂砂热模法由于生产效率低、产品外观差、机械性能同涂料热模法相比较有一定差距。
目前该种生产生产工艺基本上不再使用。
其主要特点有：①具有卓越的承压能力，机械强度优于钢管（见下表）。
②安装速度快，施工费用低，DN500-1600MM铸管安装工时大约20~30分钟，能较好的满足施工工期的要求，具有良好的防腐性能，规定使用年限高于50年。
③接口为柔性接口,可偏转2-3°,可在极其软的地基中敷设。
④密封性好，按照《球墨铸铁管施工安装规范》安装完毕后，管道一次试压成功率100％。
⑤抗震性能高，能够承受较高的抗震能力。
⑥价格适中，国内给水管道采用球墨铸铁管率达到80％以上，在国内较大引水输水工程中使用DN1000MM以上球墨铸铁管达到很好的效果。
室外给水管道常用管材性能比较
室外给水管道常用管材性能比较摘要：常用室外给水管给水管材有球墨铸铁管，钢筋混凝土管，玻璃钢管，高分子量聚乙烯管等，对常用管材的性能进行综合比较，结合工程具体情况，选用性能满足要求，经济合理，施工维修方便的管材。
关键词：给水管材；球墨铸铁；聚乙烯；性能1引言给水管材应具备水力条件好、安装简便的特点，同时管道的化学稳定性要高，耐腐蚀、韧性好、折旧费用低。
设计中，给水管道材料的选择应根据管径、供水水压、外部荷载和管道敷设区的地形、地质以及当地管材的供应情况，按照运行安全、寿命长、施工和维护方便、经济合理以及不会造成二次污染的原则，进行技术、经济、安全等综合评价，确定合理的管材。
2给水管材料给水管材可分金属管（铸铁管和钢管）和非金属管（预应力钢筋混凝土管、玻璃钢管、塑料管等）。
不同材料的水管，性能各异，适用条件也不尽相同。
（1）铸铁管铸铁浇铸成型的管子，铸铁管按材质可分为灰口铸铁管（也称连续铸铁管）和球墨铸铁管。
灰口铸铁管虽有较强的耐腐蚀性，但由于连续铸管工艺的缺陷，质地较脆，抗冲击和抗震能力差，重量较大，并且经常发生接口漏水，水管断裂和爆管事故等。
但是，其可以用在直径较小的管道上，同时采用柔性接口，必要时可选用较大一级的壁厚，以保证安全供水[1]。
离心铸造球墨铸铁管使用18号以上的铸造铁水经添加球化剂后，经过离心球墨铸铁机高速离心铸造成的管道，球墨铸铁管具有铁的本质、钢的性能，防腐性能优异、延展性能好，密封效果好，安装简易，具有很高的性价比。
性能较连续铸造灰铸铁管优良，具用强度大、韧性好、管壁薄、金属用量少、能承受较高的压力等优点，离心铸造球墨铸铁管兼有铸铁的良好抗腐蚀性能和钢材的良好综合力学性能，其综合经济费用低于钢管，使用寿命为钢管的3～5倍。
球墨铸铁管采用推入式楔形胶圈柔性接口，允许有一定限度的转角和位移，也可用法兰接口，施工安装方便，接口的水密性好，有适应地基变形的能力，抗震效果也好，是一种理想的给水管材。
玻璃钢管道与球墨铸铁管的比较
玻璃钢管与球墨铸铁管的经济技术比较目前在供排水项目中，玻璃钢管和球墨铸铁管道应用都很广泛，我公司（新疆永昌积水复合材料有限公司）作为一家全国最大的玻璃钢管道专业生产厂家，集自身十余年的管道生产运输、安装及长期运行管理等方面的经验，针对供排水项目的工况特点，对管材安全性及投资效益等方面提出建议，以期望玻璃钢管道这种技术先进、运行可靠、经济合理的管材，能够在供排水项目中得到更广泛的应用。
下面就这两种管材的特点进行对比，以供设计技术人员在材料选取方面的参考。
一、玻璃钢管道与球墨铸铁管道技术性能比较1、总体性能比较玻璃钢的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、腐蚀性土壤和化工废水及众多化学液体的侵蚀，相对于球墨铸铁管道减少了防腐费用，在一般情况下，能够长期保持管道的安全运行。
而球墨铸铁管道则在土壤水溶液呈酸，缄，盐等性质的土壤中使用时，会产生离子溶出和电化学腐蚀，长期使用由于内外表面都会产生腐蚀。
玻璃钢管道耐腐蚀性能表如下：玻璃钢管道耐腐蚀性能表我们先来看看玻璃钢管道和球墨铸铁管道的水力特性、糙率、流量、管径指数等相关数据：下几个方面说明：（1）对于相同口径的管网，选用玻璃钢管可节省泵送费用约30%--40%；（2）对于输送相同流量，选用玻璃钢管，可缩小约2个管径等级，从而节省初期投资费用；（3）缩短泵送时间，尤其适用于集中用水或间隙用水的情况，选用玻璃钢管，可节省1/3泵送时间和费用。
（4）玻璃钢管的内壁光滑，不但新生态是光滑的，而且使用相当年后，内壁仍然光滑如初，而且不结垢，不会对介质产生二次污染，在国外被称为“水力光滑管”。
二、玻璃钢管道与球墨铸铁管道从现场安装施工和运输上比较球墨铸铁管单根长为4-6米且重量重,管道在现场的卸车与下管沟都必须采用吊车,这将是一笔很大的吊装费用。
同时，由于球墨铸铁管重量大且为脆性管材,为了防止地基不均匀沉降对管材的损坏,对管沟施工的要求非常高,这样无形中就增大了工程和土建工程量。
玻璃钢夹砂管道与球墨铸铁管比较
3、纤维缠绕夹砂玻璃钢管的优点与其他材质的管道比较,玻璃钢管道具有以下一些显著的优点：1)耐腐蚀性好，对水质无影响：玻璃钢管道能抵抗酸、碱、盐、海水、未经处理的污水、腐蚀性土壤或地下水及众多化学流体的侵蚀。
比传统管材的使用寿命长，其设计使用寿命一般为50年以上。
对夹砂玻璃钢管道而言，更多的是在市政、城市输配管网方面的应用，由于其具有无毒、无锈、无味、对水质无二次污染、无需防腐、使用寿命大大延长、安装简便等优点，因此,受到了给排水行业的欢迎.2）防污抗蛀:不饱和聚酯树脂的表面洁净光滑,不会被海洋或污水中的甲贝、菌类等微生物玷污蛀附，以致增大糙率，减少过水断面，增加维护费用.玻璃钢管道无这些污染，长期使用洁净如初。
3)耐热性、抗冻性好：在-30℃状态下，仍具有良好的韧性和极高的强度，可在-50℃－８０℃的范围内长期使用，采用特殊配方的树脂还可在１１０℃以上的温度工作。
4）自重轻、强度高，运输安装方便：采用纤维缠绕生产的夹砂玻璃钢管道，其比重在1．65－2．0，只有钢的１／４,但玻璃钢管的环向拉伸强度为180－300ＭＰa，轴向拉伸强度为６０－１５０ＭＰa，近似合金钢。
因此,其比强度（强度／比重）是合金钢的２－３倍,这样它就可以按用户的不同要求,设计成满足各类承受内、外压力要求的管道。
对于相同管径的单重,ＦＲＰ管只有碳素钢管（钢板卷管）的１／2.５，铸铁管的１／３.5，预应力钢筋水泥管的１／8左右，因此运输安装十分方便.玻璃钢管道每节长度12米，比混凝土管可减少三分之二的接头。
它的承插连接方式，安装快捷简便，同时降低了吊装费用，提高了安装速度。
5)摩擦阻力小，输送能力高：玻璃钢管内壁非常光滑，糙率和摩阻力很小.糙率系数为0.0084，而混凝土管的n值为0.014，铸铁管为0.013，因此,玻璃钢管能显著减少沿程的流体压力损失，提高输送能力。
因此，可带来显著的经济效益：①在输送能力相同时,工程可选用内径较小的玻璃钢管道，从而降低一次性的工程投入；②采用同等内径的管道,玻璃钢管道可比其他材质管道减少压头损失，节省泵送费用。
PCCP管与球墨铸铁管的比较
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，对一些基础承载力较差的路段，还必须做混凝土基础防止管道下沉，又由于PCCP管道接头为半柔性连接，对安装时的管床基础要求较高，如管道局部出现基础下沉，极易造成接头渗漏，而一旦出现一个接头渗漏，相邻管道因基础被水浸泡，就会出现连锁反应而扩大接头渗漏面。
综上所述，通过对球墨铸铁管、PCCP管的对比分析，球墨铸铁管在耐腐蚀性、管材强度及运输安装、抗弯抗剪、运行维护、施工工期及施工降水等方面均具有明显优势。
二、管材经济性能比较
合建部分为13.5公里，管径为1400mm，PCCP管需要的转换接头94个，需要加工的11.25°转换接头6个，需要加工的22.5°的转换接头4个，
与PCCP管道相比，球墨铸铁管由于自身重量较轻，再加上其接头为柔性连接，每个接头有1°左右的偏转范围，因而对基础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。
在管道安装效率方面：DN1400\1600钢套筒长度均为5m，球墨铸铁管可达8.15m，接头减少了39％，接头数量的减少除了可以提高施工速度外，还减少了管道接头渗漏的可能性，从而提高了供水的安全性。
管材比较(全)(球墨铸铁区别特别注明、流速)
供水管材比较说明管材选取原则管材选择应根据建设项目的重要程度及输水距离、敷设根数、管道规格、压力大小、外部荷载、地质地形、地震烈度、管材性能等条件综合分析后确定，在满足安全耐久、接口可靠、环保节能、施工方便、维护容易、经济合理的前提下，力争体现“以塑代钢、节约钢材”的精神，尽量不要与国家的产业政策相抵触，同时兼顾市场供应、建设工期、运输距离、施工季节等因素。
管材比较输水管材一般分为金属管材、非金属管材和复合管材三大类：常用的金属管材有钢管（SP）和给水球墨铸铁管（DIP）；常用的非金属管材有夹砂玻璃钢管（RPMP）、塑料管（聚乙烯PE，硬聚氯乙烯PVC-U）和混凝土管（予应力PCP，予应力钢筒PCCP）；常用的复合管材有钢骨架塑料复合管（SRPE）和钢丝网骨架塑料复合管（SRTP）。
作为城乡建设、工矿企业等项目的输配水管道，目前在国内应用最广、市场上十分畅销、大家比较认可的管材有三种：金属管材为给水球墨铸铁管（DIP）；非金属管材为夹砂玻璃钢管（RPMP）；复合管材为钢骨架塑料复合管（SRPE）。
只有在压力较高、地质地形条件十分复杂、穿越障碍物等特殊情况下才考虑使用钢管。
上述三种管材的性能比较详见表1-1，从比较结果来看，钢丝网骨架PE塑料复合管的综合性能占有明显优势，给水球墨铸铁管的综合性能次之，夹砂玻璃钢管的综合性能相对要差一些，再次之为PE塑料管道，特别指出的是，钢丝网骨架PE塑料复合管重量轻，运输方便，施工周期短，对地形适应能力极强，抗震性能及耐腐蚀性能好，内壁光滑摩阻小，不需外防腐和阴极保护，使用寿命大于50年。
管材性能比较流速是以dn400管径，流量Q/L.S0.05为例。
综合造价是根据市场询价结果并参考近年来新疆境内及附近省区的类似工程结算资料通过统计总结得出，其给水球墨铸铁管、夹砂玻璃钢管和PE塑料管、钢丝网骨架PE塑料复合管的单位综合造价比较详见表1-2管材价格比较球墨铸铁管与钢丝网骨架PE管材水利性能比较：根据给水管水力计算公式：i=λ·1/dj·v2/2g对于计算管段的同样计算内径即dj相同时，水利坡降相同的情况下：对于摩阻系数不同的球墨铸铁管（摩阻系数0.012）和钢丝网骨架PE管（摩阻系数0.009），钢丝网骨架PE管的流速v1是球墨铸铁管的流速v的1.16倍，即：v1= 1.16v；也即：对于计算管段的同样计算内径即dj相同时，水利坡降相同的情况下：钢丝网骨架PE管的输水量是球墨铸铁管的1.16倍，即：Q1= 1.16Q；一般情况下，在设计中球墨铸铁管的摩阻系数按0.013计算，同理计算得：v 1= 1.2v；Q1= 1.2Q；因此，同样条件下对比，钢丝网骨架PE管的使用寿命是球墨铸铁管的2倍，钢丝网骨架PE管的输水量和水流速均是球墨铸铁管的1.2倍，因此，使用钢丝网骨架PE管比球墨铸铁管的工程经济性能好。
强烈推荐水工程领域中不同材质管道优缺点及其适用范围(给水 排水 建筑给排水)
缺点： 抗酸、碱和浸蚀能力低；抗渗透性能低；管
节短，接头多，施工困难；重量大，搬运不便
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室外排水管道管材
1、混凝土和钢筋混凝土管〔PCP〕
适用范围： 混凝土管的管径一般小于450mm，长度多为1m，
适用于管径较小的无压管.当管道埋深较大或敷设 在土质不良地段，为抗外压，当管径大于400mm时 通常都采用钢筋混凝土管〔泵站的压力管及倒虹管〕
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室外给水管道管材
〔2〕聚乙烯〔PE) PE 管除具有UPVC 管的优点外, 该管属柔性管, 对小口 径管可用盘管供给, 运输、敷设方便, 连接时采用热熔对 接可将管道连接长达数百米进展弹性敷设.
适用范围：
当塑料管管径在一定范围时, 与金属管相比具有经济优
势, 随着管径增大, 经济性下降;
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室外给水管道管材
4、造价
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室外给水管道管材
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室外排水管道管材
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室外排水管道管材
一、选材的重要性：
在现代城市开展中市政排水设施必不可
少，甚至成为保障城市稳定开展，人们生命
财产平安的重要防线，是城市与居民赖以生
存与开展的根底.假设选材不当，亦会带来很
多负面影响，管道堵塞、排水不畅等问题极
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室外排水管道管材
钢筋混凝土管
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室外排水管道管材
2、陶土管
优点： 内外壁光滑，水流阻力低，不透水性能好，
耐磨损、抗腐蚀
缺点： 强度低，质脆易碎，不宜远运，不能受内压.
抗弯抗压强度低，管节短，需要较多的接口
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常用六种管材对比
常用六种管材对比常用六种管材对比（1）钢管钢管的优点是管材强度较高，耐工作压力也高，施工敷设方便，适应性强，接口形式灵活，管道渗漏较少，单位管长重量较轻，可用来埋设穿越各种障碍。
输水钢管最重要问题是钢管的防腐蚀，管道内壁喷涂防腐漆（需符合食品卫生标准），管道外壁在诸如埋地水位较高、盐碱地等不良地段敷设时除需考虑做环氧煤沥青加强级防腐处理外，尚需视当地土壤电阻率大小采用阴极保护等特殊防腐措施。
（2）球墨铸铁管球墨铸铁管是目前给水管中应用较多的管材。
球墨铸铁管的优点是使用年代长，安全性高；管道承受压力较高；采用橡胶圈接口，柔性较好，对地基适应性较强；防腐能力较钢管强；有标准配件，适用于配件及支管较多的管段。
但球墨铸铁管重量较重，大管径价格较钢管高。
（3）预应力钢筋砼管预应力钢筋砼管的优点是采用承插式胶圈柔性接口，对各种地基的适应能力较强，施工安装方便，管材自身防腐能力强，不需做内外防腐处理，工程造价较低，并可节约钢材。
预应力钢筋砼管的缺点是承插接口的加工精度较难保证，管道渗漏较多，管材强度及工作压力有限，一般＜0.6～0.8MPa，且管道重量较重，运输和施工不太方便，输水安全性相对稍差。
弯头、三通等管配件需使用钢管，在地形起伏变化较大处使用不便。
（4）预应力钢筒混凝土管（PCCP）预应力钢筒混凝土管的管径一般为DN600～3000 mm，工作压力为0.4～2.0 MPa。
PCCP 管壁由混凝土管芯、钢筒、高强度预应力钢丝和砂浆保护层等四部分组成，混凝土管芯内部或外表面带有一个两端焊有精密加工的接头钢圈的薄钢筒，混凝土管芯（内衬型为钢筒）外螺旋形缠有高强度预应力钢丝，预应力钢丝外有一层致密的砂浆保护层。
通过缠绕预应力钢丝施加预应力，使PCCP承受内外压的能力大大增加；带有钢衬筒，不仅抗渗，而且提供了轴向强度，增加环向强度；钢制利用公差配合的接头及胶圈构成有效的密封作用，确保接头的严密性；钢筒、钢丝等钢构件都埋藏在混凝土和砂浆中，确保得到持久、有效的保护。
玻璃钢管与球墨铸铁管的性能比较
玻璃钢管与球墨铸铁管的性能比较在大口径供水有压管领域，一般采用球墨铸铁管、钢管、以及连续缠绕玻璃钢夹砂管等，各个管道均有其优缺点及应用领域，下面简单介绍下球墨铸铁管与连续缠绕玻璃钢夹砂管的性能对比。
1、生产工艺连续缠绕玻璃钢管的生产工艺是在连续输出的模具上把树脂、连续纤维、短切纤维和石英砂按照一定的要求采用环向缠绕的方法连续铺层，并经固化切割成一定的长度。
因为是模具生产，管径可从DN200到DN4000。
在大管径领域连续缠绕玻璃钢管的应用较多，实际应用中直径超过DN2000的管大量应用在引水、给水、海水淡化等领域，特别是在如上海、江苏的华东地区有压污水管道领域得到广泛运用，并取得了良好的效果。
球墨铸铁管是一种经过球化和孕育处理铁水后,采用离心法浇筑而成的。
由于其生产工艺的限制，一般生产管径DN1200以下，对于管径在DN1200以上的球墨铸铁管，生产工艺和施工安装的技术都还不成熟，这是因为：（1）大口径生产过程中，球墨铸铁管的有效壁厚和直径难以控制；（2）生产过程中由于自重重，热态容易变形，必须要有防护措施；（3）在内壁结壳后，中心区域凝固过程中，产生石墨化膨胀作用会“胀裂”内壁薄壳，形成内壁的龟纹和翘皮，严重时，对管壁造成严重的割裂，降低了管子的有效壁厚。
2. 防腐性能球墨铸铁管因为是在工厂生产的时候制作了内衬层，因此它的耐腐蚀性能比钢管要强的多,但球墨铸铁管在埋入地下运行时,管内水质、周围土壤、地下水,埋设地带附近是否存在电场等因素,均会使该管内外壁产生腐蚀(见《中华人民共和国国家标准“给水排水工程结构设计规范编制说明”》)。
因此,《离心铸造球墨铸铁管》(GBI3295-91)标准规定:管体内外表面应涂覆沥青质或其他防腐材料。
由于涂覆材料与球墨铸铁管材的材质不同,在长期运作中,受到气候冷热、水力冲击等作用,容易产生界面分层脱落,而逐步失去防腐涂覆层,从而使管的内表面铁分子产生氧化作用、电化学腐蚀等,必将减少使用寿命。
玻璃钢管道技术手册
第一篇 纤维缠绕玻璃钢夹砂管道特性介绍1. 玻璃钢夹砂管道的发展纤维缠绕玻璃钢管（以下简称FRP管），诞生于1948年，1950年第一根聚酯FRP管用于石油工业，并逐步用于化学工业和军用工业。
1954年，FRP管实现商品化生产，从此诞生了FRP 管道工业。
五十年代是FRP管的幼年时期，这个时期的特点是应用领域相继拓宽，化学、石油及各个工业领域都在试验应用FRP管道，应用的结果证明，FRP管道的耐腐蚀性能比传统材料好得多，轻质高强、安装维修费用低、使用寿命长，运行周期内的总成本也比传统材料低，显示出了一系列的突出优点，从而为FRP管道工业的发展打下了良好的基础。
七十年代，美国给水工程协会颁布了玻璃钢管标准AWWA－ C950，从而FRP管道工业进入工业化大规模生产阶段，产业基本形成，其后该标准经过了多次修订和补充，被认为是世界上最权威的玻璃钢管标准，得到广泛认同和采用。
八十年代，ＦＲＰ管道已经是通用的FRP制品。
其中以FRP管为主的防腐市场仅次于汽车工业和建筑业，位列第三。
FRP管的生产和应用已完全成熟。
纤维缠绕夹砂玻璃钢管诞生于七十年代，夹砂管的出现，是对玻璃钢管大规模推广应用的一大促进。
纯纤维缠绕玻璃钢管的优点是比重小、强度高、耐腐蚀性能优良。
但其应用于工程中时，常表现为壁厚薄、强度富裕量大、刚度低、造价高，从而在很多领域的应用受到了限制。
夹砂玻璃钢管是在纯玻璃钢管的中间，引入树脂砂浆层，形成新的层合结构体，从而在保留原玻璃钢管道所有优点的基础上，既提高了刚度，又降低了工程造价。
在低内压高外压的ＦＲＰ管工程实例中，外压作用下的管壁中心附近区域的正压力很小，由树脂砂浆层承担，而高的应力区则由位于管壁两侧的纯纤维缠绕区承担。
充分体现了复合材料的可设计性和物尽其能的特点。
因此在全世界范围内得到了迅速发展，现在在大口径FRP管道中绝大多数为该种结构工艺。
2.玻璃钢夹砂管道的构造在玻璃钢中，拉伸强度很高的玻璃纤维起着增强作用，而耐压耐磨性较强的合成树脂则作为基体材料粘结纤维，使其起共同的成型和承载作用。
工程施工地下管道材质要求
工程施工地下管道材质要求随着我国城市化进程的不断推进，地下管道的建设在城市建设中占据着举足轻重的地位。
地下管道作为城市基础设施的重要组成部分，负责输送各种介质，如给水、排水、燃气、热力等。
因此，地下管道的材质要求直接关系到工程的质量和安全。
本文将从地下管道材质的选择原则、常用材质及性能要求等方面进行详细阐述。
一、地下管道材质选择原则1. 符合设计要求：根据设计文件中的相关规定，选择符合工程需求的材质。
2. 具有良好的力学性能：管道材质应具有足够的强度、刚度和耐久性，以承受地下环境和工程负荷的影响。
3. 耐腐蚀性：管道材质应具有良好的耐腐蚀性能，以保证在地下环境中长期稳定运行。
4. 抗渗性：管道材质应具有良好的抗渗性能，防止介质泄漏。
5. 安装方便、维护简单：管道材质应便于安装、维护，降低工程成本。
6. 环保、节能：优先选择环保、节能的材质，符合可持续发展战略。
二、常用地下管道材质及性能要求1. 钢管：钢管具有较高的强度和刚度，适用于高压、大口径的管道工程。
钢管的材质主要有碳钢和无缝钢管两种，根据设计要求选择相应的材质。
2. 球墨铸铁管：球墨铸铁管具有良好的力学性能和耐腐蚀性，适用于给水、排水、燃气等管道工程。
球墨铸铁管分为给水铸铁管和排水铸铁管，根据设计要求选择相应的材质。
3. 塑料管：塑料管具有轻质、抗腐蚀、安装方便等优点，广泛应用于给水、排水、燃气等管道工程。
塑料管的材质主要有聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）等，根据设计要求选择相应的材质。
4. 预应力混凝土管：预应力混凝土管具有较高的强度和耐久性，适用于大型排水管道工程。
材质要求具有良好的抗渗性和抗腐蚀性。
5. 玻璃钢管：玻璃钢管具有优良的耐腐蚀性和抗渗性，适用于腐蚀性介质输送管道工程。
材质要求具有良好的力学性能和抗腐蚀性。
6. 复合材料管：复合材料管是将两种或多种不同材质复合而成的管道，具有优良的性能。
如钢塑复合管、玻璃钢复合管等。
根据设计要求选择相应的材质。
管材比较(全)(球墨铸铁区别特别注明、流速)
供水管材比较说明管材选取原则管材选择应根据建设项目的重要程度及输水距离、敷设根数、管道规格、压力大小、外部荷载、地质地形、地震烈度、管材性能等条件综合分析后确定，在满足安全耐久、接口可靠、环保节能、施工方便、维护容易、经济合理的前提下，力争体现“以塑代钢、节约钢材”的精神，尽量不要与国家的产业政策相抵触，同时兼顾市场供应、建设工期、运输距离、施工季节等因素。
管材比较输水管材一般分为金属管材、非金属管材和复合管材三大类：常用的金属管材有钢管（SP）和给水球墨铸铁管（DIP）；常用的非金属管材有夹砂玻璃钢管（RPMP）、塑料管（聚乙烯PE，硬聚氯乙烯PVC-U）和混凝土管（予应力PCP，予应力钢筒PCCP）；常用的复合管材有钢骨架塑料复合管（SRPE）和钢丝网骨架塑料复合管（SRTP）。
作为城乡建设、工矿企业等项目的输配水管道，目前在国内应用最广、市场上十分畅销、大家比较认可的管材有三种：金属管材为给水球墨铸铁管（DIP）；非金属管材为夹砂玻璃钢管（RPMP）；复合管材为钢骨架塑料复合管（SRPE）。
只有在压力较高、地质地形条件十分复杂、穿越障碍物等特殊情况下才考虑使用钢管。
上述三种管材的性能比较详见表1-1，从比较结果来看，钢丝网骨架PE塑料复合管的综合性能占有明显优势，给水球墨铸铁管的综合性能次之，夹砂玻璃钢管的综合性能相对要差一些，再次之为PE塑料管道，特别指出的是，钢丝网骨架PE塑料复合管重量轻，运输方便，施工周期短，对地形适应能力极强，抗震性能及耐腐蚀性能好，内壁光滑摩阻小，不需外防腐和阴极保护，使用寿命大于50年。
管材性能比较流速是以dn400管径，流量Q/L.S0.05为例。
综合造价是根据市场询价结果并参考近年来新疆境内及附近省区的类似工程结算资料通过统计总结得出，其给水球墨铸铁管、夹砂玻璃钢管和PE塑料管、钢丝网骨架PE塑料复合管的单位综合造价比较详见表1-2管材价格比较球墨铸铁管与钢丝网骨架PE管材水利性能比较：根据给水管水力计算公式：i=λ·1/dj·v2/2g对于计算管段的同样计算内径即dj相同时，水利坡降相同的情况下：对于摩阻系数不同的球墨铸铁管（摩阻系数0.012）和钢丝网骨架PE管（摩阻系数0.009），钢丝网骨架PE管的流速v1是球墨铸铁管的流速v的1.16倍，即：v1= 1.16v；也即：对于计算管段的同样计算内径即dj相同时，水利坡降相同的情况下：钢丝网骨架PE管的输水量是球墨铸铁管的1.16倍，即：Q1= 1.16Q；一般情况下，在设计中球墨铸铁管的摩阻系数按0.013计算，同理计算得：v 1= 1.2v；Q1= 1.2Q；因此，同样条件下对比，钢丝网骨架PE管的使用寿命是球墨铸铁管的2倍，钢丝网骨架PE管的输水量和水流速均是球墨铸铁管的1.2倍，因此，使用钢丝网骨架PE管比球墨铸铁管的工程经济性能好。
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玻璃钢管与球墨铸铁管比较分析球墨铸铁管是一种经过球化和孕育处理铁水后,采用离心法浇筑而成的。
制作时有冷模工艺和热模工艺之分,采用冷模工艺需采用退火工艺,一般适合于生产700一800以下的管材。
由于经过处理的铁水石墨结晶体呈球状,故称球墨铸铁。
其主要优点是:抗拉强度高,断裂延伸率高,耐腐蚀性能优于钢管2倍多。
我国从80年代中期开始引进球墨铸铁管生产线,现可生产700m以下的离心球墨铸铁管(给水排水管道工程施工及验收规范实施手册,中国建筑工业出版社,1998年9月出版),并于1991年颁布了《离心铸造球墨铸铁管》(GBl3295-91)标准。
该标准规定了Φ700以下的球墨铸铁管(NI型、X型、S型接口)、Φl2OO以下球墨铸铁管(T型接口)的四个不同级别的尺寸标准。
从强度和刚度来看,夹砂玻璃钢管和球墨铸铁管都具有优良的特性。
但从耐腐蚀性与使用寿命、水力特性、能耗、水质、运输、安装等方面分析,玻璃钢夹砂管比球墨铸铁管更优越、更具有竞争力。
1.防腐性能与使用寿命
优良的防腐蚀性能是玻璃钢管最突出的优点之一,这不仅使得玻璃钢管在运行时无须任何维护,而且是确保玻璃钢管能使用50年寿命的重要因素(见 AWWA, ASTM标准)。
尽管球墨铸铁管的耐腐蚀性能比钢管强,但球墨铸铁管在埋入地下运行时,管内水质、周围土壤、地下水,埋设地带附近是否存在电场等因素,均会使该管内外壁产生腐蚀(见《中华人民共和国国家标准“给水排水工程结构设计规范编制说明”》)。
因此,《离心铸造球墨铸铁管》 (GBI3295-91)标准规定:管体内外表面应涂覆沥青质或其他防腐材料。
由于涂覆材料与球墨铸铁管材的材质不同,在长期运作中,受到气候冷热、水力冲击等作用,容易产生界面分层脱落,而逐步失
去防腐涂覆层,从而使管的内表面铁分子产生氧化作用、电化学腐蚀等,必将减少使用寿命。
2.水力特性比较
玻璃钢管的内壁非常光滑,新玻璃钢管的Hazen-Wllliams粗糙系数c值为160一165,其保守的设计值(按50年计)为150。
新的球墨铸铁管与新钢管的c值均为为120,经使用后为C一65 (见图1)。
c值的降低是由于管的内表面铁分子产生氧化作用和电化学腐蚀反映在内壁结垢造成的。
采用文献《FRP管道手册》(中国玻璃钢工业协会。
国家建材局玻璃钢研究设计院,1998年3月出版)对钢管与玻璃钢管的流量进行比较的数据。
因为新钢管的绝对粗糙度为O.05mm,腐蚀后的钢管的绝对粗糙度为3mm,腐蚀后是未腐蚀钢管的绝对粗糙度的60倍；而球墨铸铁管在出厂时(GBl3295-91)标准规定:表面缺陷不得大于(ɑ+O.O5T)mm。
以Φ1000管为例:其容许表面缺陷可为(ɑ+O.75)mm,按照球墨铸铁管的耐腐蚀性比钢管优3倍来考虑,腐蚀后的绝对粗糙度将大于3mm。
因此,球墨铸铁管与钢管的水力特性相差不大。
取球墨铸铁管的Hazen-Williams平均粗糙系数c值为100,玻璃钢管的c为150,则12英寸的玻璃钢管与14英寸的钢管的流量相同。
或者说,在同样的管径条件下,玻璃钢管的流量比球墨铸铁管要大36%。
3.能耗比较
由于球墨铸铁管的Hazen-Williams 粗糙系数c 值随着年份大幅度减少,其能耗也将大幅度增加。
仍参照文献《FRP 管道手册》的比较数据,对球墨铸铁管管与玻璃钢管的能耗进行了比较:
功率（马力）
图2 铸铁管线、FRP 管线功率消耗与时间的关系
由图2可见,球墨铸铁管管线的能耗远大于玻璃钢管线。
其主要原因有两个:其一是由于球墨铸铁管的铁分子氧化、电化学腐蚀等因素,产生内壁结垢而增加阻力,使能耗增加;其二是由于在新管状态下,玻璃钢管远比球墨铸铁管要光滑。
值得指出的是:在管线寿命期的最后数年,球墨铸铁管线需要的泵送功率将从25马力增加到60马力;而玻璃钢管线的功率基本保持不变。
4.水质比较
玻璃钢管的内衬采用食品级树脂,可确保水质达到国家标准 (JC58一l995 ),并可用于输送和贮存含氯的饮用水及生活用水。
除;此之外,在避光条件下的玻璃钢管的内壁不生长微生物,因此埋地的玻璃钢管可进一步确保自来水的质量。
70 60 50 40 30 20 10 0 1 3 5
7 9 11 13 15 17 19 铸铁管管 玻璃钢管
由于球墨铸铁管必须涂覆涂料,因此GBl3295一91标准对涂料作了严格规定:引用水的球墨铸铁管的涂料应不溶于水,不得使水产生臭和味,涂料中的有害物质应符合卫生部引水的有关规定。
此外,由于球墨铸铁管壁粗糙,即使采取涂覆防腐材料工艺也难以达到和玻璃钢管内壁的光滑性,且长期使用后会产生腐蚀,因而会生长微生物和结垢,从而影响水质。
5.防渗性和抗水锤能力比较
玻璃钢管采用双环橡胶
密封胶圈承插连接,安装时在连接处100%
打压试验,可确保接头密封性能l00%合格。
此外,由于玻璃钢是一种致密性很高的复合材料,管身不仅不会由里往外渗水(如往外渗的污水影响农田),而且也不可能申外往里渗(如管外部的污水往里渗将影响管内的水质)。
球墨铸铁管在连接时不可能如玻璃钢管一样在接头处打压,因此接头密封的可靠性不及玻璃钢管。
此外,一般球墨铸铁管长4-6m,而一根玻璃钢管长的12米,因此玻璃钢管比球墨铸铁管减少了接头,继而减少了管接头渗漏的机会。
由于玻璃钢夹砂管具有很高的强度和良好的延展性,不会因为水锤作用和瞬间超压产生破坏。
6.适用性、安全和环保特性
在可能的组合下,可根据使用条件要求对玻璃钢夹砂管进行灵活设计,并且,国内先进水平的生产装备完全能够按照各种设计方案生产出合格产品。
由于食品级树脂等原材料质量稳定,经多年使用效果良好。
玻璃钢管由结构稳定的无机非金属材料和大分子链的有机材料构成,管道内外富树脂层的结构形式使管材在长期使用中性能稳定,渗入渗出极少,不会对所输送的水质和环境水土产生影响,因此,玻璃钢夹砂管是一种很好的环保材料。
由于玻璃钢夹砂管具有很高的强度和良好的延展性,不会因为水锤作用和瞬间超压产生破坏,又不会对所输送的水质和环境水土产生影响,因此,从诸多方面评价玻璃钢夹砂管都是一种安全的管材。
另外,由于玻璃钢夹砂管内壁光滑,水流阻力小,特别是在有重力流的情况下,所需的加压设备少,节省运行动力。
一般情况下，玻璃钢夹砂管的运行费用比其他管材低20%左右。
由于玻璃钢夹砂管强度高,材质稳定,非外力作用不易破坏,可以讲玻璃钢夹砂管基本上是免维护的。
国内外正在运行管道的良好表现也证明了这一点。
7.抗冻性能
玻璃钢管属柔性管,断裂延伸率较高,弹性好,导热系数低,属非金属保温材料。
另外,由于玻璃钢夹砂管的环向拉伸强度和轴向拉伸强度较高,即使在管内满水全部冰冻情况下,也不会出现冻裂现象。
一般情况下,在寒冷地区埋设的玻璃钢管运行中可有1/3～1/2在冻层内不致影响使用。
8.抗变形和基础不均匀沉降能力
玻璃钢管既具备足够的抗外部荷载和变形的刚度性能,又具有一定的柔性,DNl800mm管接口借转角度可达到1.5°;球墨铸铁管接口借转角度仅为O.7°。
因此,玻璃钢管比钢管具有更强的抗变形和不均匀沉降能力,对地震等外力有较强的抵抗能力。
9.运输、安装与维护
同管径同压力的玻璃钢管重量是球墨铸铁管的四分之一左右,这
无疑给玻璃钢管的运输和安装提供了便利,同时也减少了运费,增加了安装的可靠性。
玻璃钢管在运行过程中基本上无须任何维护,而球墨铸铁管由于耐腐蚀性能差,需要不断采取防腐维护措施,有时还需采取阴极保护等措施。
从玻璃钢管的特性和引松入长等工程的运行情况看,玻璃钢管是一种免维护的管材。
如因外部因素造成玻璃钢管损坏,玻璃钢企业可采用成型的特种维修卡头在不影响供水的情况下于最短时间内解决问题。