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为什么选择球墨铸铁管道?

供水

为什么选择球墨铸铁管道?

1.不同管材性能比较总表

 

 

球墨铸铁管

 

PE

 

PCCP

 

钢管

 

接口

 

优,柔性接口,一定角度偏转

不稳定,取决于外界环境和热熔质量

 受地形变化影响大,易悬臂

取决于焊接质量,且接口防腐处理难

 

抗内压(公斤)

25-64

8-16

不大于20

-

 

抗内压安全系数

3

1.25

1

1.6-1.8

 

抗外压

 

 

 

受外力破损后无法修复

 

 

内防腐

 

耐腐蚀,耐磨损

 

耐腐蚀

 

OPC,输污水易腐蚀

 

差,涂料附着力低

 

外防腐

 

优,有阴极保护

 

 

缺少阴极保护,高强钢丝受腐蚀会发生断丝现象

 

差,四油二布,缺少阴极保护

寿命

50年

 

设计寿命为50年,PE管易受环境影响,产生老化现象,缩短使用寿命

 如发生失效,10至15年

15至20年

安装

 

热熔:慢

静置:慢

焊接:慢

接口防腐难


 

2.管材性能对比

2.1 球墨铸铁管与PE管对比(DN100-DN600)

2.1.1接口

  • 球墨铸铁管的T型接口属柔性承插式接头,利用挖掘机即可进行快速安装,安装快捷方便,可大大缩短施工时间。1支6m DN600的球墨铸铁管道安装时间为4 分钟。柔性连接的优势: 安装快速简易、允许压力高、允许偏转角
  • PE管为热熔连接,需要专业的人员和设备,且安装时间较长。在安装前,需要对接口进行打磨,安装时需要对接口进行加热和冷却,这些过程将会消耗大量时间。并且PE管要求高质量的回填和压实度。

     

    球墨铸铁管与PE管道接口安装时间对比

     

     PE管(DN600)

     

    加热时间

     

    热熔及冷却时间

     

    接口稳定时间(避免震动)

     

    5分钟

     

    90分钟

     

    3小时

     

    球墨铸铁管(DN600)

     

    4分钟

 

2.1.2抗内压

  • 球墨铸铁管的设计抗内压安全系数是3,也就是说,球墨铸铁管所能承担的瞬间压力可以达到其正常工作压力值的3倍。对于球墨铸铁管来说,每一支管道发往客户之前都必须经过水压试验,根据不同的DN,有不同允许工作压力,25-64公斤。
  • PE管在国内标准中规定的最大工作压力值是16公斤,抗内压能力随时间增加而减少。通常情况下,管网中的水锤作用瞬时压力可以达到正常供水压力的5倍左右,因此,PE管的抗内压能力是存在风险的。PE管的设计抗内压安全系数是1.25。PE管每批次只抽取一支管道做水压试验。

     

    球墨铸铁管与PE管承内压性能对比

     

     

    球墨铸铁管

     

    PE管

     

    抗内压安全系数

     

    3

     

    1.25

     

    工作压力(公斤)

     

    25-64

     

    8-16

 

2.1.3抗外压

  • 球墨铸铁管机械性能高,适应各种地基的埋设条件以及输送水压力的变化。
  • 球墨铸铁管环刚度远远高于PE管。与PE管相比,球墨铸铁管抵抗外部载荷的能力更强。PE管机械强度较低,遇到坚石,金属碰撞挤压,易引起凹坑,直至穿孔。PE管因机械性能强度的问题,经常出现挖掘机误伤而被挖断的现象。

     

    球墨铸铁管和PE管环刚度对比

     

    PE100-SDR17

     

    PE100-SDR11

     

    球墨铸铁管

     

    规格

     

    环刚度KN/m2

     

    规格

     

    环刚度KN/m2

     

    规格

     

    环刚度KN/m2

     

    DN110

     

    8

     

    DN110

     

    16

     

    DN100

     

    1350

     

    DN160

     

    8

     

    DN160

     

    16

     

    DN150

     

    480

     

    DN200

     

    8

     

    DN200

     

    16

     

    DN200

     

    230

     

    DN315

     

    8

     

    DN315

     

    16

     

    DN300

     

    110

     

    DN400

     

    8

     

    DN400

     

    16

     

    DN400

     

    72

     

    DN500

     

    8

     

    DN500

     

    16

     

    DN500

     

    52

     

    DN630

     

    8

     

    DN630

     

    16

     

    DN600

     

    41

 

2.1.4其它性能

 

球墨铸铁管和PE管性能比较

 

 

球墨铸铁管

 

PE管

 

抗渗性

 

 

 

重量

 

较重

 

较轻

 

原料质量控制

 

有严格的控制标准

 

PE树脂母料质量参差不齐

 

2.2球墨铸铁管与钢管对比

2.2.1 外防腐

  • 球墨铸铁管道的阴极保护采用了喷锌的方法,根据不同的土壤腐蚀程度,选择130g/m2或200g/m2的喷锌密度,同时配合管道表面沥青涂层,能够适应绝大部分的腐蚀性土壤
  • 钢管的外防腐最常用的方法为四油两布,或多油多布的防腐工艺。其中的油指的是沥青涂料,而布指的是玻璃纤维布。这种组合构成了钢管的表面涂层防腐方案。表面涂层法自身对管道的使用寿命起到的贡献非常有限,并且在施工现场,极易受现场因素的影响,比如石块的划伤,管体自身间的摩擦造成表面涂层破损,最终将钢管本身暴露在土壤的腐蚀介质中,严重影响管道的使用寿命。
  • 钢管的阴极保护无法和球墨铸铁管一样,在生产线完成。所以,钢管的阴极保护只能在现场准备,其中最常用的方法就是预埋镁块法。但是,由于预埋镁块的成本较高,在很多项目上也难以得到应用,同时,球墨铸铁管的喷锌是利用电弧丝将金属锌均匀的附着在管道外表面上,而钢管的预埋镁块则是在管线一定的长度间距上埋设镁块,其防腐效果较喷锌也将大打折扣。

     

    球墨铸铁管和钢管外防腐性能比较

     

     

    球墨铸铁管

     

    钢管

     

    外防腐

     

    优,喷锌进行阴极保护

     

    差,四油二布,缺少阴极保护

 

2.2.2 内防腐

  • 球墨铸铁管道的内防腐采用水泥砂浆内衬,利用离心旋转,振荡夯实的工艺保证了水泥砂浆和管道内壁良好的附着力。高炉矿粉水泥内衬,保证了管道内壁的安全性、耐腐蚀性及耐磨损性能.
  • 钢管Si和C含量少, 抗腐蚀性能低。内涂若为水泥,其附着力低,容易脱落,若使用其它涂料,其喷涂工艺困难,并且接口处难以修补

     

    球墨铸铁管和钢管内防腐性能比较

     

     

    球墨铸铁管

     

    钢管

     

    内防腐

     

    优,耐腐蚀,耐磨损

     

    差,内涂涂料附着力低

 

2.2.3 接口

  • 球墨铸铁管的T型接口属柔性承插式接头,利用挖掘机即可进行快速安装,安装快捷方便,可大大缩短施工时间。1支6m DIP管道安装时间为4 分钟。柔性连接的优势: 安装快速简易、允许压力高、允许偏转角,根据口径从2º至5°
  • 钢管采用焊接:危险系数高、现场质量控制难、时间较长(DN1800 需要一天,DN1200需要6~8小时, 焊接区的防腐不能得到保证,接口为刚性连接,无偏转角,地基沉降时接口性能不能得到保证。因此施工困难,成本较高。

     

    球墨铸铁管和钢管接口性能比较

     

     

    球墨铸铁管

     

    钢管

     

    接口

     

    优,柔性接口,一定角度偏转,安装快速简易

     

    差,焊接慢,且接口防腐处理难

 

2.3球墨铸铁管与PCCP对比

2.3.1圣戈班大口径球墨铸铁管优势

  • 接口

圣戈班大口径管道采用的是STD接口,与传统的T型接口相比:

1)     安装更快捷,STD接口采用全软胶设计

2)     STD型接口的偏转角更大,具体偏转角如下表:

 

圣戈班大口径球墨铸铁管接口偏转角

 

DN

 

1200

 

1400

 

1600

 

1800

 

2000

 

STD接口偏转角/度

 

4

 

3

 

3

 

2.5

 

2

 

T型接口偏转角/度

 

2

 

2

 

2

 

2

 

2

  

3)       密封效果更好,STD胶圈全部都参与密封

4)       STD型胶圈采用全软胶设计,避免了传统T型胶圈软硬胶硫化接合面脱开的风险

  • 管长

圣戈班大口径管道采用8.15m的管长设计

1)     降低了整条管线中的承口比重,给客户带来了一定的经济效益

2)     减少了接口的安装时间

3)     减少了接口的数量,减少了漏水风险并使得整条管线具有更好的水利性能

  • 内涂层

圣戈班大口径管道采用新型绿色环保的高炉矿粉水泥内衬

  • 外涂层

采用200g/m2的喷锌外涂层,相对于130g/m2的喷锌外涂层,对管道的保护周期会提高一倍

2.3.2 外防腐

  • 球墨铸铁管道的阴极保护采用了喷锌的方法,根据不同的土壤腐蚀程度,选择130g/m2或200g/m2的喷锌密度,同时配合管道表面沥青涂层,能够适应绝大部分的腐蚀性土壤
  • PCCP管道承受内外压能力的大小很大程度上取决于高强钢丝的使用情况。由于管材的外部直接于土壤和水接触,如果防腐措施不充分,将会造成高强钢丝腐蚀,甚至断裂,从而将压力转移到钢筒上造成管芯破裂,钢筒暴露在水中受腐蚀破裂造成爆管。目前的办法是表面涂层法配合阴极保护来达到抵抗外部腐蚀的作用。其中,以阴极保护最为重要。PCCP的阴极保护工艺,其防腐效果较难控制,运营成本高。

     

    球墨铸铁管和PCCP外防腐性能比较

     

     

    球墨铸铁管

     

    PCCP

     

    外防腐

     

    优,喷锌进行阴极保护

     

    缺少阴极保护,高强钢丝受腐蚀会发生断丝现象

 

2.3.3 接口

  • 球墨铸铁管的T型接口属柔性承插式接头,利用挖掘机即可进行快速安装,安装快捷方便,可大大缩短施工时间。1支6m DIP管道安装时间为4 分钟。柔性连接的优势: 安装快速简易、允许压力高、允许偏转角
  • PCCP管道自重较大,设计管线时如果随地势铺设,则在地势起伏较大区域存在地基运动易产生位移,导致接口受力漏水。PCCP管道接头需要灌浆处理。PCCP管道接头需要灌浆处理,即消耗了时间,又使得安装完成的PCCP管道失去接头偏转能力。PCCP管道无论多大口径都需要利用葫芦来安装,由于胶圈易脱位,无法利用挖掘机进行快速安装

     

    球墨铸铁管和PCCP接口性能比较

     

     

    球墨铸铁管

     

    PCCP

     

    接口

     

    优,柔性接口,一定角度偏转,安装快速简易

     

    受地形变化影响大,易悬臂

 

2.3.4 重量

  • PCCP管道的自重约为球墨铸铁管材的2倍-2.5倍,以DN1800及DN2000口径为例,对于6米长度,PCCP管自重将达到12.6吨及15.1吨,而对于同口径的球墨铸铁管,其自重约为5.1吨及6.1吨。

2.3.5 PCCP漏水事故统计

数据来源:美国自来水协会研究基金会对已知爆管原因的592起事故的调查报告,对于这592起事故的调查显示,造成爆管的原因多达24种,其中以缺乏防腐措施和高强钢丝使用设计不当尤为严重,我们统计了这592起爆管事故中已查明原因的事故,供参考。

 

部分爆管事故原因统计

 

造成事故起因

 

事故管道数目(支)

 

平均使用年限(年)

 

腐蚀问题

 

351

 

16.46

 

管道质量不良

 

142

 

14.06

 

地形变化

 

16

 

9.625

 

水锤

 

33

 

10.33

 

接口问题

 

30

 

11.73

 

2.3.6 PCCP维修

由于PCCP管不能切割,所以难以维修。

3. 管材寿命

 

管材

 

球墨铸铁管

 

PE

 

PCCP

 

钢管

 

使用寿命

 

50年

 

设计寿命为50年,PE管易受环境影响,产生老化现象,缩短使用寿命

 

如发生失效10至15年

 

15至20年

 

4.管材漏损率

以下为欧洲布达佩斯管材漏损率统计,资料来源:F.Olah.p.55 19th International Water Supply Congress and Exhibition, Budapest 2-8 Oct.1993  

管材管网长度(km)失效频率(/10km/y)
铸铁16032.7
石棉水泥24642.8
钢管1259.4
球墨铸铁管1111.8
PE管2410
PVC管956.7
混凝土管131-
总计45602.9