供應熱水防腐玻璃鋼聚氨酯保溫管管道

1.介紹

玻璃鋼聚氨酯保溫管近幾年來已應用于輸送地
熱水、蒸汽凝結水和供熱循環(huán)水管道中。供熱工程
中介質溫度一般為50~90℃,壓力為0.6~1.0
MPa,要求防腐與不結垢,因此,生產玻璃鋼聚氨酯
保溫管的性能、安裝、驗收必須符合供熱工程中的技
術要求。下面對玻璃鋼聚氨酯保溫管在供熱工程中
的幾個問題進行討論。

供應熱水防腐玻璃鋼聚氨酯保溫管管道

2　結構和性能
(1)玻璃鋼聚氨酯保溫管結構
目前我國生產玻璃鋼聚氨酯保溫管管道的結構
層次由內向外層依次分布為防腐層、防滲層、結構
層、保護層→聚氨酯保溫層→外保護層。纖維纏繞
玻璃鋼聚氨酯保溫管管可以通過改變樹脂或增強材
料來調整玻璃鋼聚氨酯保溫管的物理和化學性能,
以適應不同介質和工作條件的需要。通過結構層厚
度、纏繞角度和壁厚結構的設計來調整管體承載能
力,制成不同壓力等級或某種特殊性能的玻璃鋼管,
這是金屬材料無法與其相比的。
(2)與其他管道性能比較
從玻璃鋼聚氨酯保溫管與其他材質管道性能的
比較來看,纏繞玻璃鋼聚氨酯保溫管的密度為1.8
g/cm3,是鋼、鑄鐵的1/4,拉伸強度比鋼低,但比強度
是鋼的3倍、鑄鐵的10倍,另外玻璃鋼聚氨酯保溫
管的熱導率只有鋼的1 %(見表1)。

表1　不同材質管道的性能
性能玻璃鋼聚氨
酯保溫管鋼鑄鐵
密度/(g/cm3) 1.8 7.8 7.2
環(huán)向拉伸強度/MPa 320 390 150
軸向拉伸強度/MPa 160 390 135
比強度200 61.5 20.8
熱導率/〔W/(m·K)〕0.36 36.51 12.90
粗糙度/mm 0.005 3 0.08~0.09
(3)保溫性能
玻璃鋼聚氨酯保溫管管道的熱導率為
0.355 W/(m·K),硬質聚氨酯保溫層的熱導率為
0.033 W/(m·K),玻璃鋼聚氨酯保溫管、聚氨酯復合
保溫管具有優(yōu)良隔熱保溫性能,每公里溫度降小于
0.5℃,是良好的隔熱保溫管道。
(4)耐溫性能
玻璃鋼聚氨酯保溫管除某些物理性能*外,
在使用溫度-30~90℃范圍內,不會產生結垢與腐
蝕現(xiàn)象。
從玻璃鋼聚氨酯保溫管的結構和性能來看,可
以適用于一定溫度、壓力范圍內的集中供熱管網。

3　熱應力分析
玻璃鋼聚氨酯保溫管的線脹系數(shù)較大,但彈性
模量較低,可抵消較高的線脹系數(shù)。玻璃鋼聚氨酯
保溫管管道與鋼管性能比較見表2。由計算可知,
在相同的條件下,玻璃鋼聚氨酯保溫管的內應力為
鋼管的1/13.5,由熱膨脹所引起的應力一般僅為其
許用強度的5 %~10 %。由于玻璃鋼聚氨酯保溫
管道的彈性模量低,一般情況下可不必考慮膨脹節(jié),
就可以保證長期使用安全性,從而使工程簡化,降低
工程費用。
表2　玻璃鋼聚氨酯保溫管管道與鋼管性能比較
玻璃鋼聚氨酯
保溫管鋼管
線脹系數(shù)/K-12×10-51.2×10-5
彈性模量/MPa 0.093×1052.1×105
軸向拉伸強度/MPa 160 215

4　在供熱中的經濟評價
玻璃鋼聚氨酯保溫管道具有耐腐蝕性、輕質、高
強、輸水量大、安裝容易、工期短和綜合投資低等優(yōu)
點,但影響玻璃鋼聚氨酯保溫管保溫管在供熱工程
中應用的主要原因是,人們關注其本身價格而忽視
了綜合技術經濟評價,為此對供熱工程中使用的玻
璃鋼聚氨酯保溫管道進行分析。
(1)玻璃鋼聚氨酯保溫管與高密度聚乙烯套管
—聚氨酯保溫直縫鋼管的價格比較見表3。由表3
可看出管徑越大,二者價格越接近。但由于玻璃鋼
聚氨酯保溫管管道重量輕,所帶來運輸、裝卸、安裝
方便,減少工作量約50 %以上。

表3　聚氨酯保溫管與聚氨酯保溫直縫鋼管
的價格比較表　元/m
公稱管徑50 100 150 200 250 300 350 400 450
玻璃鋼聚氨
酯保溫管121 208 260 369 465 584 624 711 928
鋼管102 176 279 359 439 552 678 777 841
注:PN=1.0 MPa;介質t=90℃。
(2)管道內徑和流量比較:由于玻璃鋼聚氨酯
保溫管的內壁光滑,阻力系數(shù)小,耐腐蝕性好,節(jié)省
了工程初投資。同樣直徑的玻璃鋼聚氨酯保溫管比
鋼管節(jié)省用電約30 %,這意味著流體壓頭損失小,
降低運行成本,大大提高了工程的綜合經濟效益。
(3)使用壽命長,安全可靠。玻璃鋼聚氨酯保
溫管可使用20年以上,鋼管使用年限約15年。

5.發(fā)展史

玻璃鋼聚氨酯保溫管道在我國石油、化工、電
力、冶金等行業(yè)成功應用已有十幾年的歷史,但玻璃
鋼聚氨酯保溫管道在供熱工程中的應用處于開始推
廣階段。對于玻璃鋼聚氨酯保溫管道必須進一步提
高制作和安裝質量,降低成本,用于供熱工程中是一
個發(fā)展方向。近幾年來,玻璃鋼聚氨酯保溫管道用
于地熱水供熱已較為普遍,用于凝結水回收以及小
區(qū)內二級供熱管網等工程正在推廣使用。