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埋地钢质管道内衬修复技术

  
评论: 更新日期:2015年07月06日


  ②技术特点 异径HDPE管穿插法修复在线旧管道技术具有以下特点。
  a.HDPE管材化学稳定性非常好,一般酸碱都不会腐蚀,不会滋生细菌、微生物或结垢生锈,管材本身无毒。
  b.优异的耐磨性能,德国用分别含有7%和14%石英砂的水(流速为7 m/s)对HDPE管及钢管进行耐磨试验,结果表明,HDPE管的耐磨性为钢管的4倍。
  c.HDPE管的摩擦阻力系数非常小,达到相同的输送流量,HDPE管的内径只需新不锈钢管的96%,球墨铸铁管的93%,使用10~20年球墨铸铁管的87.8%,水泥管的90.7%。
  d.内衬HDPE管的管具有较高的承压能力,壁厚为7 mm的旧钢管{多处穿孔直径为12 mm)内衬HDPE管后,承压能达到3 MPa。
  e.管道整体性能好,质量可靠。它充分发挥了各层材料的特点。HDPE管是一种改性热塑性材料,具有良好的物理化学特性,特别是具有突出的耐磨性,使用寿命长达50年。使主体管道的抗压,耐压、抗冲性能大有提高。
  f. 旧管道修复成本为管道成本50%,寿命可达50年。
  g. 修复速度快,一次性修复距离长。穿插HDPE管速度可达15~20 m/min,一次穿插1~2km。
  h.全线焊接,无法兰。使用特殊接头技术,可以实现全线焊接,无法兰。
  i.使用范围广。适用于φ75~1200 mm的铸铁管、水泥管、钢管等各种材质管道。
  ②应用实用 大港油田—沧州化肥厂天然气管道φ529全长90 km,运行26年,腐蚀相当严重。用HDPE管穿插修复旧管道,创造了大口径管道一次穿插1. 35km的最长记录。
  (4)管道穿插和翻衬技术应用在污水管道改造。齐鲁石化公司乙烯改建工程10#生产、生活污水管道、管径分别为D400mm、D500 mm、D600 mm、D650 mm、D700 mm、Dll00 mm;管材全部采用钢筋混凝土排水管,全长共6384 m;井原为砖砌排水检查井,共154座。现管道腐蚀严重,致使管道漏水,污染地下水源。所以必须对l0#旧管道进行防腐。
  ①管道穿插技术 用高密度聚乙烯(HDPE)管插入金属或砼管道后形成了一种新的管道结构,使HDPE管的护腐性能和原管道的力学性能合二为一,从而大大提高了管道的整体性,使用寿命可以延长40~50年。这种施工方法在美国、德国、英国、瑞典等国家均已被采用,在我国尚处于开发试用阶段。
  a.在穿插过程中HDPE管遇到的擦伤是确定HDPE管口径的主要因素;金属管道内壁的毛刺、焊瘤以及管道的弯曲都会对HDPE管表面形成损坏。HDPE管口径越大,穿插越困难,表面损伤也越大;据国外实践经验及资料介绍,HDPE管的最大截面可占钢管内径的85%,对于砼管道可以适当放大;美国科罗拉多PUblce公司把口径457mm的HDPE管插入口径为508mm的铸铁管中。国外资料指出这是当前世界上间隙最小的穿插更新工程。
  b.管径下限选择 主要是考虑冰冻影响,地下水会通过腐蚀孔洞、钢管切割端进入HDPE管与钢管之间的环形空间。在地下水位较高的北方地区,如果管径选用偏小,结冻膨胀后对HDPE管的向内、向外的径向压力有时会把HDPE管完全挤扁。因此设计时应进行认真核算。
  对于埋设在冰冻线以下的管道,可以不受此下限的限制。
  管径的确定,见表6—23。
 

表6-23 管道穿插时管径确定
钢筋混凝土管径/mm穿插的HDPE管径/mm管长/mm
D400De355×13.671181
D500De450×17.41140
D600De560×21.61230
D650De560×21.6920
D700De630×24.31199


  c.流量计算 采用HDPE管进行穿插后不会造成流量的减少,这可通过下面分析来确认。排水管的流量按照曼宁公式进行计算
 

Q=l/n× W×R2/3× I1/2 (6—14)


  式中 Q——流量,m3/s;
    n——粗糙系数;
    W——水流断面,m2
    R——水力半径,m;
    I——水力坡降。
  钢筋混凝土管粗糙系数n=0.014,HDPE管的粗糙系数n=O.009,当管径减小一级后通过公式计算可知,其流通能力并不减少,若用在非满流重力管道中,则更能满足要求。
  d.HDPE管材特性 山东胜利股份有限公司塑胶分公司生产De20~630 mm,承受压力0.4 MPa、0.6MPa、1.0 MPa的HBPE管。其性能与国外的同类产品相同。它质量轻,密度为O.959 g/cm3,约为钢管的1/8。具有良好的挠性,不用加热的情况下,可以管径20倍的弯曲半径装设,应用于管道穿插中。具有良好的韧性,不会脆裂,具有挠性可弯曲且耐冲,在-60~60℃的温度范围内不会因外力撞击而变形。
  耐腐蚀性好,耐化学介质、土壤腐蚀,可输送化学介质,不会产生降解作用。输汽油、酒精、苯、四氯化碳、原油、炼油等碳氢化合物液体浓度达5%,这些物质会渗入管中,造成环向应力降低,但对管子本质并无明显影响。
  HDPE管内壁光滑及其本身的性能所致,其内壁不易结垢,特别适宜于输送易结垢的介质。阻力小,流量增加。
  HDPE管可采用热熔或电熔焊接,形成了一个管道整体。爆破实验表明,管道连接处非常牢固。
  HDPE管特别适宜于输送腐蚀介质,并解决了管道接口及管道本身由于腐蚀而造成的腐蚀介质渗漏问题,从而保护了环境,具有良好的社会效益。
  e.施工要求 利用高压水射流清洗方法,对管道中的污物,淤泥及结垢清除干净。
  挖掘操作坑,在插入及穿出端分别挖掘操作坑。
  利用热熔焊接法将HDPE管在地面上连接成段,注意焊接质量。用机械或人工拖拉进行穿插。施工完毕后,HDPE管和钢筋砼管道之间的环形空间用防水材料填充。最后进行闭水试验。
  ②翻衬技术 其原理是将具有防渗透、耐腐蚀保护膜的复合增强软管作为载体,浸渍骨架基料后用水作动力将事先制好的复合软管翻衬进入管内,使管材的内壁衬上一层具有高强度刚性耐腐蚀的内衬材料,固化后在旧管内形成整体性强的、光滑的“管中管”。
  天津开发区重新修复了管道,10#污水管道D650 mm、L=306m、Dll00mm、L=622m的管道,效果良好。

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