|
常规PCCP |
|
薄壁PCCP(BPCCP) |
|
序号 |
公称直径D0 |
接头工作面直径B |
外形尺寸 |
参考重量t/m |
根管重量 |
公称直径D0 |
接头工作面直径B |
外形尺寸 |
参考重量t/m |
根管重量 |
重量占常规PCCP的比例 |
|
管芯壁厚 |
外径 |
管长L
m |
管芯壁厚 |
外径 |
管长L
m |
|
1 |
1200 |
1358 |
70 |
1390 |
6 |
0.94 |
5.64 |
1240 |
1358 |
50 |
1390 |
6 |
0.76 |
4.55 |
81% |
|
2 |
1400 |
1503 |
100 |
1650 |
6 |
1.48 |
8.88 |
1400 |
1503 |
60 |
1570 |
6 |
0.97 |
5.83 |
66% |
|
3 |
1600 |
1703 |
100 |
1850 |
6 |
1.67 |
10.02 |
1600 |
1703 |
70 |
1790 |
6 |
1.24 |
7.44 |
74% |
|
4 |
1800 |
1903 |
115 |
2080 |
6 |
2.11 |
12.66 |
1800 |
1903 |
80 |
2010 |
6 |
1.54 |
9.24 |
73% |
|
5 |
2000 |
2120 |
125 |
2300 |
6 |
2.52 |
15.12 |
2000 |
2120 |
90 |
2230 |
6 |
1.87 |
11.23 |
74% |
|
6 |
2200 |
2332 |
140 |
2530 |
6 |
3.05 |
18.3 |
2200 |
2332 |
100 |
2450 |
6 |
2.24 |
13.42 |
73% |
|
7 |
2400 |
2542 |
150 |
2750 |
6 |
3.53 |
21.18 |
2400 |
2542 |
105 |
2660 |
6 |
2.53 |
15.19 |
72% |
|
8 |
2600 |
2786 |
165 |
2980 |
5 |
4.16 |
20.8 |
2600 |
2786 |
110 |
2870 |
5 |
2.84 |
14.21 |
68% |
|
9 |
2800 |
2952 |
175 |
3200 |
5 |
4.72 |
23.6 |
2800 |
2952 |
115 |
3080 |
5 |
3.17 |
15.84 |
67% |
|
10 |
3000 |
3143 |
190 |
3430 |
5 |
5.44 |
27.2 |
3000 |
3143 |
120 |
3290 |
5 |
3.51 |
17.55 |
65% |
|
11 |
3200 |
3343 |
200 |
3650 |
5 |
6.07 |
30.35 |
3200 |
3343 |
125 |
3500 |
5 |
3.87 |
19.34 |
64% |
|
12 |
3400 |
3553 |
220 |
3890 |
5 |
7.05 |
35.25 |
3400 |
3553 |
130 |
3710 |
5 |
4.24 |
21.21 |
60% |
|
13 |
3600 |
3763 |
230 |
4110 |
5 |
7.77 |
38.85 |
3600 |
3763 |
135 |
3920 |
5 |
4.63 |
23.15 |
60% |
|
14 |
3800 |
3973 |
245 |
4340 |
5 |
8.69 |
43.45 |
3800 |
3973 |
140 |
4130 |
5 |
5.04 |
25.18 |
58% |
|
15 |
4000 |
4183 |
260 |
4570 |
5 |
9.67 |
48.35 |
4000 |
4183 |
145 |
4340 |
5 |
5.46 |
27.28 |
56% |
|
大口径PCCP |
|
大口径超薄壁PCCP（BPCCP） |
|
序号 |
公称直径D0 |
接头工作面直径B |
外形尺寸 |
参考重量t/m |
根管重量 |
公称直径D0 |
接头工作面直径B |
外形尺寸 |
参考重量t/m |
根管重量 |
重量占常规PCCP的比例 |
|
管芯壁厚 |
外径 |
管长L
m |
管芯壁厚 |
外径 |
管长L
m |
|
1 |
2600 |
2786 |
165 |
2980 |
5 |
4.16 |
20.8 |
2600 |
2786 |
90 |
2830 |
5 |
2.40 |
12.02 |
58% |
|
2 |
2800 |
2952 |
175 |
3200 |
5 |
4.72 |
23.6 |
2800 |
2952 |
95 |
3040 |
5 |
2.70 |
13.48 |
57% |
|
3 |
3000 |
3143 |
190 |
3430 |
5 |
5.44 |
27.2 |
3000 |
3143 |
100 |
3250 |
5 |
3.01 |
15.03 |
55% |
|
4 |
3200 |
3343 |
200 |
3650 |
5 |
6.07 |
30.35 |
3200 |
3343 |
105 |
3460 |
5 |
3.33 |
16.66 |
55% |
|
5 |
3400 |
3553 |
220 |
3890 |
5 |
7.05 |
35.25 |
3400 |
3553 |
110 |
3670 |
5 |
3.67 |
18.37 |
52% |
|
6 |
3600 |
3763 |
230 |
4110 |
5 |
7.77 |
38.85 |
3600 |
3763 |
115 |
3880 |
5 |
4.03 |
20.15 |
52% |
|
7 |
3800 |
3973 |
245 |
4340 |
5 |
8.69 |
43.45 |
3800 |
3973 |
120 |
4090 |
5 |
4.40 |
22.01 |
51% |
|
8 |
4000 |
4183 |
260 |
4570 |
5 |
9.67 |
48.35 |
4000 |
4183 |
125 |
4300 |
5 |
4.79 |
23.96 |
50% |
BPCCP管芯厚度为管径的1/16-1/32，突破了国家标准和国际标准规定的不小于1/16的规定，该产品的面世成为国内乃至国际的首创，具有很高的科技含量！
薄壁PCCP（BPCCP）
一、概述
在以前国内大型引水工程中，主要考虑以下几种管材：
1、钢管
钢管应用历史较长，范围较广，输水工程一般选用螺旋焊缝与直缝焊接钢管。螺旋焊接钢管采用卷板，利用螺旋管焊接生产线一次成型。国内已可生产DN2540 mm螺旋焊接钢管。螺旋焊管受加工工艺影响，管材存在较大残余应力，这部分残余应力与管道运行期间工作应力组合后，降低了管道承受内压的能力。另外，螺旋焊接管的焊缝较直缝焊管的焊缝长，这就意味着薄弱环节多，可靠性差。但由于输水工程管道内压一般不算太高，即使螺旋焊接管存在上述问题也不影响其应用。
2、铸铁管
按材质可分为灰口铸铁管和延性铸铁管，由于灰口铸铁管口径不大、材质不稳定，因此事故较多，在输水工程中基本不采用。延性铸铁管也称为球墨铸铁管，其强度比钢管大，延伸率也高出10%。另外，现有些厂家生产的球墨铸铁管没进行退火处理，称为铸态球墨铸铁管，其材质的性能除延伸率低于球墨铸铁管外，其余性能指标均与球墨铸铁管相似，价格也低，应用也较多。
3、预应力混凝土管
按生产工艺分成两种，一种因加工工艺分为三步，通常称为三阶段预应力混凝土管；另一种方法是一次成型，通常称为一阶段管。预应力混凝土管因加工工艺简单、造价低、较适合我国的经济状况而应用普遍。但管材制作过程中存在弊病，如三阶段管喷浆质量不稳定，易脱落和起鼓；一阶段管在施加预应力时不易控制(特别在插口端部)，且因体积重量大造成运输安装都不方便，使其应用受到了限制。预应力混凝土管口径一般在2 000 mm以下，工压在0.4～0.8 MPa。口径大、工压高的工程应用时要慎重。
4、预应力钢筒混凝土管（简称：PCCP）
这是一种钢筒与混凝土制作的复合管，管心为混凝土，在其外壁或中部埋入厚1.5 mm钢筒，在管芯上缠绕环向预应力，采用机械张拉缠绕高强钢丝，并在其外部喷水泥砂浆保护层。该管的特点是由于钢套筒的作用，抗渗能力非常好。管子的接口采用钢制承插口，尺寸较准确，并设橡胶止水圈(单胶圈或双胶圈)，因而止水效果好，安装方便。
预应力钢筒混凝土管的管径一般为DN500～4000mm，工作压力为0.4～2.0 MPa，其中DN1200mm以下一般为内衬式，DN1400 mm以上通常为埋置式。PCCP管材的国家标准和设计规范已颁发，应用前景广阔。
二、大口径薄壁预应力钢筒混凝土管介绍
随着铁矿石价格的不断攀升，钢材的市场价格随之不断上涨，钢材含量相对较少、技术含量相对较高的PCCP管材越来越受到用户的青睐，在压力给排水的行业中PCCP正在逐步蚕食钢管、球墨铸铁管的市场占有率，而且这种蚕食正在加速进行，预计在不久的将来钢管、球墨铸铁管将会逐步退出大口径压力给排水的舞台，取而代之的恰好是PCCP，因此，可以说现在正是PCCP大展拳脚的时候。然而PCCP自身具有的单位重量较大的缺点在越大口径上体现得越为明显，而研制出一种大口径薄壁PCCP正是大势所趋，是一条利国利民的低碳经济(低能耗、低污染、低排放)发展道路。
从构成PCCP的各种原材料分析，钢承插口对管材的重量影响以及抗外压能力可以忽略不计，因此不予改变，剩下的几种材料即钢板、钢丝、混凝土中，钢板最主要的功能为抗渗厚度不宜减少，而且钢材价格加高，所以厚度也不宜加大，应维持不变，钢丝的用量应根据不同的使用情况进行调整，那么剩下的问题就是如何提高混凝土的性能。PCCP制造技术从国外引进有20余年的历史，而且现在各种规格PCCP的壁厚仍维持引进时的数据。引进PCCP时混凝土技术的发展远远落后于今天，现在大幅度提高混凝土的性能已经变得非常现实，而提高混凝土性能所带来的成本增加幅度也越来越小，首先将混凝土将现有的C40提高到C60甚至更高，其次为了更好的提高混凝土的抗拉性能在混凝土中加入钢纤维从而采用高强度钢纤维混凝土替代普通的管芯混凝土，从而达到将壁厚减少无需增加过多的钢丝用量而达到最终的使用条件的目的，这就是最终产生的改掉了大口径PCCP缺点的创新产品——大口径薄壁PCCP管！该产品的关键技术和创新点为采用了高强度钢纤维混凝土替代普通的管芯混凝土而达到最终的减轻单位产品重量的目的。而该产品的生产工艺、检测手段、生产设备无需在原有PCCP产品的基础上做加大的调整，只需很少的调整就能够达到批量生产的目的，但是，在同等使用条件下，薄壁PCCP比普通的PCCP重量减轻了至少30%，从而将工程中必不可少的运费、装卸费、安装费、辅路修筑费等相应的费用大幅度降低，达到可以降低整个工程造价并达到节能减排的目的。通过初步的公司内部的产品检验，结果表明DN3600薄壁PCCP在重量减少30%后能够达到普通PCCP的使用条件。
一般来说，在PCCP管线基础土体承载力低于100KPa时，管道基础就需要额外的加强，以承载管体的重量，减少不均匀沉降，避免出现接口漏水的情况。虽然和同类的混凝土管材比较，PCCP管材的延米重量较轻，对于经常应用在大型水利工程上的双胶圈接口PCCP管材，其接头转角按照国家标准要求，最小转角满足0.5度即可，从工程的需要来看，在土质条件好的非沿海地区，完全可以满足工程要求。但在各沿海地区，管道埋设的土层含水量高，地基承载力差等特殊地质条件下，常规壁厚的预应力钢筒混凝土管适用性明显受到局限。大口径薄壁预应力钢筒混凝土管则可以满足这些地质条件下的使用要求，扩大了PCCP管材的使用范围，为PCCP管材提供了更为广阔的使用空间，避免了钢管应用造成的成本增加。
产品的结构图如下：
三、钢纤维混凝土的引入
在管材设计时，为了更好的增强混凝土的性能，考虑采用钢纤维混凝土代替普通的混凝土,与普通混凝土相比，不仅能改善抗拉、抗剪、抗弯、抗磨和抗裂性能，而且能大大增强混凝土的断裂韧性和抗冲击性能，显著提高结构的疲劳性能及其耐久性。尤其是韧性可增加l0－20倍。在力学性能方面，钢纤维混凝土主要作用是提高了混凝土的抗拉强度标准值。
四、工艺流程
该种管材的制作流程如下：a、承插口钢圈制作，工序为本产品的第一道关键工序，制作时要求采用涨圈机将事先焊接好的钢圈在涨圈机上进行涨圆，要点为要将钢圈涨到塑性变形从而能够达到技术要求中规定的圆度并将回缩值控制在可接受的范围之内；b、钢筒的焊接，该工序首先要将选定的钢板按照事先设计的尺寸拼接成一个整个的钢板，后将整张钢板卷制成钢筒，最后将已经涨圆的钢制承插口和该钢筒接连接在一起，在将纵向钢筋焊接到钢筒的内侧痛钢制承插口焊接后，形成完整的钢筒，制作时要保证承插口的垂直度；c、管芯混凝土成型，该工序的关键点为在浇铸混凝土的过程中不宜将过多的混凝土一次性浇铸到管模中，应将每次浇铸的高度控制在1m以内（对于离心成型的工艺不受此约束）；d、缠绕预应力钢丝，该工序对缠丝过程中的应力控制要求较高，同时也是抵抗外荷载的最为关键的工序；e、喷射砂浆保护层，该工序对喷射保护层的厚度要进行较为严格的控制。
