中国超级输水钢管--低碳排水的重要角色.doc

中国超级输水钢管低碳排水的重要角色上海原水股份有限公司沈之基摘要超级输水钢管用材是大约是传统钢管的二分之一连接采用自对中胶圈柔性接口施工较球铁管还要方便它具有较预应力混凝土压力管更安全更经济的竞争能力可以用更低的成本建设输水能力更强管网输送系统中国输水钢管技术在改革开放进程中踏空了一步处于相对落后但同时也积累了跃起的能量中国超级输水钢管已经在行动中关键词低碳排水超级输水钢管管网输送系统前言如何实现低碳排水呢众多业内人士的共识是首先加强管网输送系统的输水能力减少管网中污染物质的沉积首先是什么意思呢是因为内涵简薄可一笔带过呢还是众多如何实现之中份量够重不管是简薄还是够重因为有了加强管网输送系统的输水能力这个意思以更低的成本建设输水能力更强管网输送系统必将成为实现低碳排水的重要一页超级输水钢管可以承担这个重要任务但是目前在中国对它尚未给以应该有的注意美国的超级输水钢管年美国一家以水管为主打产品的钢管公司推出了超级输水钢管其标记用supermain意思是最高级的水干线这是该公司整合公司近几十年技术积累工程实绩的大作以最经济的用材达到管线充分安全且施工方便的目标11用材经济在同样的工况下超级输水钢管采用的管壁厚度是中国现今钢管常用厚度的二分之一球铁管常用厚度的三分之一这样厚度的钢管将比同口径塑料管还要轻已经推出的典型系列产品其工作压力10Mpa外压承受能力相当复土10米以上这样性能的管子对供排水系统来说差不多所有工况下都是合适的美国超级输水钢管的安全性已有几百个工程实践证112施工较球铁管还要方便超级输水钢管采用自对中胶圈柔性接口同球铁管一样只要插口插入承口就完成连接且确保水密因单位长度的重量较球铁管轻得多同样口径的管线其施工匹配的机具可小一二个档次在当今全部可用管材中是需要匹配的机具最少而完成敷设所需要时间最短的新品13防腐品质高超级输水钢管可采用多种的防腐层适用种种输水但美国公司以排放污水用为突破口内防腐层采用含固量100的双组聚氨酯合成树脂防腐层不仅对常规腐蚀有耐腐蚀能力对各种微生物细菌腐蚀也有充分抵抗能力大量的试验和长期的防腐层工作实践表明工作寿命可以在5075年美国这个钢管公司2005年推出的超级输水钢管虽然是创新产品但其所含的种种核心技术都已经接受几十年的运行考验只是将管线建设中的管材强度设计连接设计防腐层设计等等原来是设计院所作工作变为钢管公司所作原来是设计院所责任和权益悄悄自然地转移到钢管公司2中国超级输水钢管中国输水钢管现状特点相对落后的传统技术仍然持有相当的竞争力这就是中国输水钢管现状211钢管曾是绝对最优的输水管材改革开放前中国大口径输水管线可以采用的管材是灰铸铁管混凝土压力管钢管在应用实际中钢管是表现最好的爆裂漏水虽然时有发生但较灰铸铁管混凝土压力管少得多二者的事故差别至少是一个数量级当时钢管线的造价大约要是灰铸铁管1520因此钢管虽然好但也只能在重要的管线才采用钢管是高档品相应的钢管技术也自认为是高的212未能同时引进国外输水钢管技术改革开放国外的种种先进技术进入人们眼球球铁管玻璃钢管预应力钢筒混凝土管PCCP这些我们过去知道甚少自己又不会干的技术就首先得到重视并形成引进的机会输水钢管因为自己能干而且自我感觉良好对国外的先进技术的学习关心就不很认真重视理解也差放弃了引进机会213传统老技术仍然有竞争力钢管自身固有的优点非常强大即使是采用了相对落后的老技术在较厚的管厚不方便的现场对接焊接费用相对高的情况下仍然对球铁管玻璃钢管预应力钢筒混凝土管等新管材持有竞争力中国油气管产业的发展又为输水钢管提供了质优价廉的半成品平端钢管将利益较高的防腐连接工作仍然留给供水建设方油气管产业的发展实际上是提升了老技术输水钢管的经济性竞争力214相对落后有跃起的能量在球铁管玻璃钢管预应力钢筒混凝土管PCCP以及和这些管材相关种种新技术的引进消化的进程中同时也提供了中国水业同行对国外输水钢管信息充分理解的时间和机会也给了能够以中国已有技术消化国外输水钢管的可能近十年来许多水业同行在发展中国输水钢管技术作了努力尤其是在钢管柔性接口输水钢管成品化方面有实质性的工程案例探索无论是成功案例失败案例都为中国超级输水钢管的跃起积累了必要的能量中国超级输水钢管已经在行动中中国超级输水钢管接受美国超级输水钢管技术与理念中的积极因子再以中国输水管线实际整合优化成为适合中国实际的同样具用材经济充分安全施工方便的创新产品中国输水钢管采用同灰铁管球铁管同样的外系列二者可以相互通用更适合城市市政系统应用中国超级输水钢管第一期工作已经展开考虑口径范围为DN6001200这里将设计的重要元素列出下表供同行批评指正钢材为常用的Q235公称口径毫米实际外径毫米壁厚毫米接口形式滑入式内防腐聚合物水泥砂浆毫米外防腐环氧煤沥青毫米60063525大于20大于0470073830800842359009454010001048451200125550说明适用范围工作内压10Mpa及以下外压相当复土10米之内的各种输水管线实际外径采用同球铁管一致的外径系列以利相容实际输水断面是同口径球铁管的106设计管厚采用管厚等于或大于美国同类系列产品接口形式采用承口为喇叭口插口有胶圈槽的自对中滑入式接口对DN1200及以下口径的管线这样形式的接口性能已可适用软土地基内防腐以聚合物水泥砂浆为基础层表面层按输送水的特点选用相应的合成树脂防腐层外防腐环氧煤沥青是国内外钢水管采用最多的钢管外防腐同时按每根管的外表面面积每平方米100150克配置锌阳极3超级输水钢管较玻璃钢管PCCP更安全目前中国城市排水管网系统中技术水平最前的管材应是大口径玻璃钢管PCCP在中国初级社会主义环境下技术发展进程中稍有浮躁是完全正常的开发商通常总是将产品的优点夸张一点点专业技术人员中的积极分子总是接受开发商的说法并配合推动向前从各种管材的失效模式看目前对玻璃钢管PCCP的安全性是高看了一点点31玻璃钢管工程实践表明其耐久性不是现在通常说的那样好材料呈脆性主要破坏模式是管体爆裂上世纪60年代香港引水管线建设时敷设了几公里的口径20454523米的玻璃钢管线近一二十年中国在推广玻璃钢管工作时开发商总是以香港这些玻璃钢管线管未发生爆裂事故由此引申玻璃钢管线表现良好作为玻璃钢管安全可靠寿命50100年的最有说服力的案例推出近年香港业主对这些管线安排了专门的调查调查结果是发现玻璃钢管的漏水破裂的比例远高于钢管并且这些玻璃钢管在数十年间材质已经老化过去五年其保养维护成本持续上升实地观察及测量作出评价主要问题为内壁保护层老化轻微开裂起泡等情况这个调查结果同现在工程建设时对玻璃钢管的主流评价有很大的距离又玻璃钢管材料受拉断裂时基本不伸长是脆性破坏玻璃钢管主要破坏模式是管体爆裂一旦管线出现局部缺陷发生的事故通常就是爆裂安全性不是现在通常说的那样好主要事故模式是爆裂经二十来年运行的已出现爆裂危险爆裂事故处理难度大现在对是一片叫好声有些声音也出自设计工程师行业专家但来源追溯到最终绝大多数是国内外开发商的努力引导来自一线的业主用户的直接意见几乎没有年美国圣地亚哥供水当局因为近一二十已经发生多次管线爆裂开始对一些运行多年的管线进行内插钢管的修复因为这些管线混凝土保护层开裂钢线腐蚀也处于爆裂危险管线一旦爆裂修复工作量非常之大年原水同美国加利福尼亚水资源部讨论钢管的优劣时水资源部工程部部长极力推崇钢管他提供一个文件年发生了的爆裂事故爆裂是因高强度钢线断裂引起的事故处理较麻烦就这一节爆裂管用了二个多星期在修复期间还发现了多处钢线断裂钢线腐蚀的隐患其中有一处已有较多钢线断裂随时有爆裂发生可能出现钢线断裂管线爆裂危险是由其构造特点决定的钢线处于高应力状态制作时就按钢线抗拉强度张紧钢线直径通常是毫米当一根钢线受腐蚀断面很快就减少钢线就会被拉断当一根钢线被拉断相邻的钢线受力就大大增加再加上一点腐蚀也将处于被拉断危险预应力混凝土管就是按这个过程进入爆裂的钢管事故主要模式是腐蚀穿孔漏水事故后果较小修复较方便近年虽然常有输水钢管爆裂事故发生但都发生在现场焊缝上是违法违规操作结果如大口径钢管现场焊缝只焊一半底部外焊不焊按规范操作的现场焊缝不能不会发生这样事故4结束语超级输水钢管安全且价格低完全有能力承担用更低的成本建设输水能力更强管网输送系统的责任成为发展低碳排水的一个重要角色在发展新产品新技术时首先要对已有产品技术充分认识理解消化之后才能有批判能力和完善的思路创新也就自然完成超级输水钢管是美国已经走的路我们充分认识理解消化再给以有效批评和完善这是中国的超级输水钢管发展的直通道参考文献沈之基我国输水钢管同国外的差距及展望二美国输水钢管的管厚设计焊管No2香港曾卓译香港供水管网状态评估武汉市水务集团有限公司总工办