大口徑涂塑復合鋼管在供水工程中的應(yīng)用
摘要:文章以某水廠原水輸水線路改建工程為例，對涂塑復合鋼管進行了概述，經(jīng)過對比多種供水管道材質(zhì)，分析大口徑涂塑復合鋼管的供水工程設(shè)計方案，總結(jié)歸納了大口徑鋼管性能及選擇標準，分析了供水工程應(yīng)用效果，以為日后類似工程提供鋼管材料應(yīng)用的理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞:供水線路改建；涂塑復合鋼管；管材性能
原水輸水線路在使用明渠輸水時，其輸水質(zhì)量、數(shù)量的把控難度較大，而如果發(fā)生旱情，則水量將不能滿足原有居民的供水需求，所以需要將明渠輸水方式改成管道輸水。
1 涂塑復合鋼管概述
1.1 產(chǎn)品介紹
我國管道開發(fā)產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度較快，在管材中有一類以無縫鋼管、焊接鋼管為基管的復合管材產(chǎn)品，其內(nèi)壁 涂裝高附著力、防腐、食品級衛(wèi)生型的聚乙烯粉末涂或 環(huán)氧樹脂涂料，因此具有較高的產(chǎn)品性能。涂塑復合鋼 管采用前處理、預熱、內(nèi)涂裝、流平、后處理工藝制成了 給水鍍鋅內(nèi)涂塑復合鋼管，它是傳統(tǒng)鍍鋅管的升級型 產(chǎn)品。據(jù)產(chǎn)品執(zhí)行建設(shè)部CJ T120—2000行業(yè)標準可得。涂塑復合鋼管的口徑范圍多數(shù)在DN15～DN1400，可帶法蘭及帶壓槽涂裝，單根長度多為6、 9、 12 m，也有不定尺寸長度，涂層壁厚在100～ 500μ m之間，通常為350μ m[1] 。
1.2 產(chǎn)品優(yōu)勢
涂層品種主要包括熱塑性聚乙烯粉末（PE）、熱固性環(huán)氧樹脂粉末（EP）等，所以該產(chǎn)品具備較大應(yīng)用優(yōu)勢。首先，該產(chǎn)品衛(wèi)生無毒，管壁光滑且不會積累水垢，保證了輸水期間的水質(zhì)。其次，其安裝方式較成熟且便捷，與鍍鋅管安裝工藝類似。再次，高分子材料的耐腐蝕性較強，適用于鹽堿、沙漠等區(qū)域，耐候性良好。最后，由于鋼管內(nèi)壁較為光滑，輸水效率較高，涂料耐化學穩(wěn)定性極強，鋼管內(nèi)流體溫度可在-30～90℃ 區(qū)間內(nèi)任意流通。
2 大口徑涂塑復合鋼管的供水工程設(shè)計方案
本文以某水廠供水改建工程項目為例，其工程管線規(guī)劃全長約24.28km，設(shè)計輸水流量1.16m3/s，最低引水位31.40m，管線起點中心高程29.00m，管線終點中心高程9.20m，管道終點最高水位為19.40m，管道終點最低水位為7.52 m[2]。在選擇供水管道時，經(jīng)過評測選用DN 1400 mm的涂塑復合鋼管，該數(shù)值屬大口徑管材，能為供水工程提供較大輸水流量，并且管道物理化性能優(yōu)異，能滿足設(shè)計規(guī)劃方案的應(yīng)用需求。
3 大口徑鋼管性能及選擇標準
（1） 管材性能。① PE管。PE管材連接可靠，聚乙烯管道系統(tǒng)之間采用電熱熔方式連接，接頭的強度高于管道本體強度；水流阻力小；具有多種全新的施工方式，除 了可以采用傳統(tǒng)的開挖方式進行施工外，還可以采用多種全新的非開挖技術(shù)如頂管、水平定向鉆、襯管、裂管等 方式進行施工[3]。不過PE管材也有其應(yīng)用缺點，該管材管徑較小，因此大管徑管道工程通常不能選擇該管材加以應(yīng)用，另外PE管材耐熱性不佳，不可應(yīng)用于熱水管道中， 通常應(yīng)用溫度在40 ℃ 以內(nèi)。② 螺旋鋼管。螺旋管材具備較強機械強度以及較大延伸率，所以其耐彎折性較好， 也具備較強可塑性。另外，螺旋鋼管能承受內(nèi)外壓力的數(shù)值較大，承載力很好。管材的安裝方式也相對簡便，不需要過多額外的處理措施。但管材的缺點為施工時需要對其進行內(nèi)外防腐，因此它的綜合造價較高，通常用于某些特殊地段。③ 涂塑復合鋼管。鋼材作為鋼管基礎(chǔ)，配合高分子材料能讓該類管材具備較高耐腐蝕性及延長管道使用壽命。但涂塑復合鋼管也有其缺陷，因為剛性較大，所以其在安裝時不能彎曲，而且在供水工程施工規(guī)定特定長度時，需要使用熱加工工藝或電焊工藝進行切割，工藝相對復雜。
（2） 管材選擇。根據(jù)該工程建設(shè)需求，綜合分析后發(fā)現(xiàn)工程輸水線路規(guī)劃較長，屬于長距離供水項目，而輸水壓力又相對較低，結(jié)合當?shù)氐匦魏凸艿缹嶋H開挖深度，選用具備較高結(jié)構(gòu)剛性和不易彎折的管材。另外，因為施工進度較緊迫且工程造價不高，綜合考慮后選擇應(yīng)用大口徑涂塑鋼管。為確保鋼管產(chǎn)品具備較高產(chǎn)品性能，應(yīng)在出廠前進行批次檢驗，經(jīng)質(zhì)量檢測合格后方可進入該供水供水工程的物料準備中。表1為涂塑鋼管出廠檢驗表.
表1 涂塑鋼管出廠檢驗表
| 檢驗項目 | 抽樣方式 | 組批 |
| 外觀 | 檢驗每根 | 以DN數(shù)值為準，當DN＜50時，2000根為同一批次，余數(shù)＞200則為新批次/余數(shù)小于200則并入上一批次；當DN≥50時，1000根為同一批次，100及以上余數(shù)則為新批次/100以下余數(shù)則并入上一檢驗批次 |
| 尺寸 | 任抽兩根 | |
| 針孔試驗 | 任抽兩根 | |
| 彎曲試驗 | 任抽一根 | |
| 沖擊試驗 | 任抽一根 | |
| 壓扁試驗 | 任抽一根 |
當同一批次的檢測結(jié)果中出現(xiàn)不合格產(chǎn)品數(shù)量為1 時，應(yīng)再次在該批次中選取雙倍檢測數(shù)量的鋼管進行復驗，如仍發(fā)現(xiàn)有不合格產(chǎn)品出現(xiàn)，則判定該批次為不合格產(chǎn)品，不予出廠。
4 供水工程應(yīng)用效果
在供水工程完工后，進行通水測試時發(fā)現(xiàn)，管道輸水效率較高，其能提供的供水量及水質(zhì)基本滿足工程設(shè)計要求。經(jīng)數(shù)據(jù)分析，該管道輸水日供應(yīng)量可達15萬m3，為沿線居民提供可靠地供水保障。由于改建后的供水工程應(yīng)用了涂塑復合鋼管，其使用效率及壽命得到了充分優(yōu)化且有效利用城市水源地資源，推動該城市的水資源供應(yīng)、使用流程走上可持續(xù)發(fā)展之路，并充分修復了城市生態(tài)環(huán)境。綜上所述，使用涂塑復合鋼管能增強供水工程管道的性能，該管材集合了鋼材與高分子等材料的卓越性能且具備機械強度和耐腐蝕等特點，能有效延長管道使用壽命。在某水廠供水改建工程中，涂塑復合鋼管管壁光滑，所以輸水阻力較小，不僅能提高輸水效率，也給供水生產(chǎn)企業(yè)帶來了較高的收益。未來長距離的供水工程或臨時改建輸水方式的工程數(shù)量不在少數(shù)，經(jīng)過分析不同管材性能，選擇大口徑的涂塑復合鋼管能為水質(zhì)、水量的較大供給需求帶來更多應(yīng)用可能性。
參考文獻院
[1] 尹曉靜,夏涼.內(nèi)外涂塑鋼管在沿海某機場市政給水中的應(yīng)用[J].給水排水,2019,55(S1):170-172.
[2] 朱永斌.大口徑涂塑復合鋼管在供水工程中的應(yīng)用[J].ft東水利,2019(8):60,62.
[3] 高印軍,王大勇,楊華杰,等.新型輸水涂塑復合鋼管及接口的研制與應(yīng)用[J].中國給水排水,2017,33(6):116-119.