玻璃钢管道技术性能说明分析

玻璃钢管道技术性能说明

一、玻璃钢管的特点

玻璃钢管是一种轻质，高强，耐

腐蚀的非金属管道。它是将有树脂基体

的玻璃纤维按工艺要求逐层缠绕到旋

转的芯模上。其管壁结构合理先进，能

充分发挥材料的作用，在满足使用强度

的前提下，提高了刚度，保证了产品的

稳定性和可靠性。以其优异的耐化学腐蚀，轻质高强度，不结垢，抗震性强，与普通钢管及铸铁管比较使用寿命长，综合造价低，安装快捷，安全可靠等优点，被用户所接受。玻璃钢管道应用领域涉及石油，化工，给排水等行业，近年来，我国玻璃钢管道生产发展很快，数量逐年上升，应用范围及部门也越来越广。

具体特点如下：

a)玻璃钢管材具有优良的物理性能，它的比重为 1.8-2.2，约为钢管的1/5-1/4，比钢、铸铁或塑料的强度高，

玻璃钢管道的重量一般不大于同规格

钢管的1/3，物理力学性能优良，此外，

玻璃钢管的膨胀系数与钢管的大体相

当，热传导系数只有钢管的0.5‰，具

有很好的热、电的绝缘性能。

b)耐化学腐蚀、抗老化、使用寿

命长，使用寿命长达50年以上。适合输送自来水、污水、各种酸、碱、盐及有机溶剂等不同介质。

c)水力特性是玻璃钢管道的重要特征之一。水

力特性优异意味着流体压头损失小，可以选用较小

管径或功率较小的输送泵，从而减少管线工程初期

投资、节省电能、降低运行成本。玻璃钢内表面相

当光滑，管及管件表面无裂纹管及管件没有妨碍使

用的凹凸不平的缺陷。一般表面粗糙率≤0.009，几

乎可以认为是“水力学光滑管”，在运行中，钢管、铸铁管、水泥管等的内表面，经常发生局部腐蚀，变得越来越粗糙，而玻璃钢始终保持着新生管的表面光滑状态。

d)安装、维护费用低，一般来说，玻璃钢管道埋地不需要特殊的防腐处理；保温层可以减薄，甚至不另做保温处理；管道比较轻，吊装设备吨位小，功率消耗少，玻璃钢管长度比水泥管及铸铁管长，接头相对减少，这些都会降低安装和

维护费用。

e)设计灵活性大，改型周期短。玻璃钢是将浸有树脂基体的纤维增加材料，按照特定工艺条件逐层缠绕到芯模上并进行适当固化而制成的，管壁是一种层状结构，可以通过改变树脂系统或采用不同的增强材料来调整玻璃钢管的各项物理和化学性能，以适应不同介质和工作条件制成不同压力等级或具有某种特殊性能的玻璃钢管。改型周期短，是纤维缠绕复合材料的显著特点，各向同性的金属管材无法与其相比。

二、标准和规范规程

1、《玻璃纤维增强塑料夹砂管》GB/T21238-2007

2、《埋地给水排水玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管管道工程施工程序及验收规程》

CECS 129：2001

3、《给水排水管道工程施工程序及验收规程》GB50268-1997

4、《玻璃纤维无捻粗纱》GB/T18369

5、《给排水管道用的橡胶密封圈材料规范》HG/T3091-1997

6、《纤维增强塑料拉伸性能试验方法》GB/T1447

7、《纤维增强塑料弯曲性能试验方法》GB/T1449

8、《纤维缠绕增强塑料环形试样拉伸试验方法》GB/T1458

9、《纤维缠绕增强塑料树脂不可溶分含量试验方法》 GB/T2576

10、《玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法》GB/T2577

11、《增强塑料巴柯尔硬度试验方法》GB/T3854

三、设计方案

本设计严格按照《玻璃纤维增强塑料夹砂管》GB/T21238-2007要求进行设计，提出先进合理的设计条件、原材料选择、铺层设计、强度设计及刚度设计等系列设计方案。

管材采用玻璃钢管，标准管有效长度为12m。

管沟槽回填：按照《埋地给水排水玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管管道工程施工程序及验收规程-CECS129：2001》

（1）原材料选择及性能

1、增强材料

玻璃纤维表面毡：无碱，规格30g/m2

针织毡：无碱，规格380 g/m2

缠绕纱：无碱玻璃纤维无捻粗纱，2400TEX

玻璃纤维增强布：无碱，规格55g/m2

2、结构层树脂

采用196#不饱和树脂

树脂浇筑体力学性能：

拉伸强度≥60Mpa

拉伸弹性模量≥3.0Gpa

断裂伸长率≥2.5%

热变形温度≥70℃

3、内衬树脂

采用3301#树脂。

树脂浇筑体力学性能：

拉伸强度≥60Mpa

拉伸弹性模量≥2.5Gpa

断裂延伸率≥3.5%

以上原材料均从具有很强的技术力量和加工设备、有良好的工程业绩和良好的社会信誉的大型厂家订购。选定原材料供应厂家如下：

玻璃纤维无碱无捻缠绕

纱2400TEX

泰山玻璃纤维股份有限公司/

浙江桐乡巨石集团有限公司

网布55g/m2泰山玻璃纤维股份有限公司

石英砂20-70目河北省灵寿县石英砂厂

夹砂布70g/m2泰山玻璃纤维股份有限公司

环烷酸钴江阴前进化工厂

过氧化甲乙酮江阴前进化工厂

（2）玻璃钢管道设计

本设计是依据复合材料结构铺层设计原理，依据本公司的实际工艺条件、材料与结构性能的实验结果进行设计的。

管材由内衬层、内结构层、外结构层及外保护层组成。

（3）管材外观设计

管的内表面光滑平整，无对使用性能有影响的龟裂、分层、针孔、杂质、贫胶区和气泡；管端部平齐；边棱无毛刺；外表面无明显缺陷。

（4）管道连接设计

连接方式：承插连接，接头采用双“O”型橡胶密封圈进行密封。“O”型橡胶密封圈采用三元乙丙橡胶圈。

四、生产工艺

本次投标工程采用微控往复式定长纤维缠绕

工艺制造玻璃钢夹砂管道。这种制造工艺是在一

个标准长度的旋转芯模上制造玻璃钢管道。通过

调整芯模旋转和玻璃纤维分布头运动的相对速

度，按照设计的线型将玻璃纤维和树脂材料均匀

等厚地缠绕至金属芯模上，由计算机控制整个缠

绕过程，使管材的各结构尺寸达到设计的要求，并可以通过调整缠绕角和原材料