钢丝网骨架塑料(聚乙烯)复合管设计安装手册

1“东方伍拾年”钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管设计与安装手册目录1产品简介2PSP管道与非PSP管道的兼容性3PSP管道的使用场所4PSP管道额定工作温度及压力等级、性能4.1额定工作温度及压力等级4.2管道尺寸及重量4.3PSP管道材料力学性能4.4水力计算4.5热膨胀及收缩现象4.6管道偏转4.7管道保温5PSP管道储运及堆放的规定5.1运输5.2贮存5.3装卸6埋地承压管道设计、安装及铺设6.1管道支墩6.2管沟开挖6.3管道敷设6.4回填方法7架空承压管道的设计、安装及铺设7.1预留孔洞及埋设套管7.2管道吊杆及支架7.3跨防火墙及防火分区8PSP管材及配件的连接8.1管材切割及封口8.2连接前的准备工作8.3管道连接8.4放置时间及固化时间8.5管道系统现场水压试验9系统改造及修复的安装方法10同其它材质之间的连接10.1与金属支架的接触10.2与其他材质管材的连接10.3与机械设备的连接10.4螺纹、沟槽连接11其它设计参数11.1化学兼容性11.2有关微生物侵蚀现象（MIC）11.3防冻保护措施11.4抗震性能12总结13允许与禁止14附录附录一不同温度下的正、偏轴工程弹性常数附录二不同温度下的正轴强度附录三PSP管道沿程水头损失计算表（国际单位制）附录四自由臂长度（l）参考表附录五单位换算表附录六“东方伍拾年”PSP管道中国及国际工程实际图片附录七PSP管道与其它管道特性综合比较表21产品简介Steelwiremeshandplastic(PE)compositepipe钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管，简称PSP管，是采用经过包覆处理的高强度钢丝对现有的HDPE管进行缠绕，其耐压性能较HDPE管道有明显的增强，例如dn110的PSP管道最高压力可达到3.5Mpa，而且管材壁厚明显低于HDPE管。PSP管道这项新技术的发明及使用已超过8年的历史，在中国及国际众多工程中获得广泛应用。本手册为PSP管道系统的设计、安装及操作提供指导，并作为PSP管道系统安装或维修的基础性补充说明。在着手安装之前，使用者应了解国家相关部门对PSP管道系统的相关使用政策，以及当地相关法规制定部门对PSP管道系统安装及使用的有关规定。如需更多广东东方管业有限公司的相关产品信息，敬请登陆以下站点：。从该网站上您将获得所需的产品电子版安装手册，最新版产品兼容信息以及广东东方管业有限公司PSP产品最新进展等更多的相关资料。2PSP管道与非PSP管道的兼容性广东东方管业有限公司之“东方伍拾年”PSP管道及配件不保证可以与非PSP管道及配件之间的兼容性。在使用非PSP管道及配件之前，建议您向广东东方管业有限公司咨询。3PSP管道的使用场所PSP管材可以应用在以下场所：化学工业：酸碱盐的制造业、石油化工、化肥、农药、制药、化学、矿山、橡胶塑料等行业输送腐蚀性气体、液体、固体粉末的工艺管及排放管；油气开采：油、气田：含油污水、气田混合物、油井回注聚合物溶液的集输管道和二次、三次采油及集输工艺管。矿山：矿浆、尾管、通风管及工程用管。纺织、印染、造纸业：输送腐蚀性介质的工艺配管及排放管。市政工程：城市建筑给排水、饮用水、热网回水、天然气、燃起输送管道。有色金属：用于有色金属冶炼中的腐蚀介质输送。农业：深井管、滤水管、暗渠输送管、排水管、灌溉给水用管。造船业：船上污水管、排水管、压舱水管、通风管等。海水输送：海水淡化厂、海边电厂、海港城市的海水输送、海底管线及光缆（电缆）。热电工程：工艺用水回水输送、废渣输送。高速公路、埋地排水管、电缆输导管。3PSP管道及配件只适用于介质温度≤70°C的管道系统。除遵循本设计手册中相关设计及安装需求外，同时还需要参考CECS181:2005《给水钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管管道工程技术规程》等相关规定。4PSP管道额定工作温度及压力等级、性能4.1额定工作温度及压力等级PSP管道及配件可在常温下持续使用，但不易安装在有发热装置的区域，例如：灯盘、镇流器和蒸汽管线等。如果在冰点温度及冰点温度以下的地点使用PSP管道及配件，必须对其进行防冻保护。PSP管材及配件的承压能力会根据使用温度的不同而不同，表4.1为PSP管道及配件在不同使用温度下的额定工作压力折减系数。表4.1温度压力修正系数值温度t/℃0≤t≤2020＜t≤3030＜t≤4040＜t≤5050＜t≤6060＜t≤7070＜t≤80修正系数10.950.900.860.810.760.71PSP管道分为普通系列和加强系列，用户可根据管道系统的压力、温度等设计要求来选择相应规格的PSP管道。建设您在选材时，向广东东方管业有限公司进行咨询。表4.2、表4.3是普通系列、加强系统复合管的公称压力要求。表4.2普通系列复合管公称压力用途符号公称外径mm110140160200250315400500公称压力/MPaL、T1.61.0R1.250.8Q0.80.6表4.3加强系列复合管公称压力用途符号公称外径mm110140160200250315400500公称压力MPaL、T3.52.52.01.6R2.52.01.61.0Q1.00.84.2管道尺寸及重量PSP管道按直管交货，标准长度为6m、8m、10m和12m，长度允许偏差为±0.5%。当用户对PSP管道长度提出特殊要求时，也可由供需双方商定。PSP管道根据《钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管》CJ/T189-2004尺寸标准进行生产。“东方伍拾年”配件的尺寸及构造则根据《给水网聚乙烯电热熔管件》Q/DFG005-2003标4准进行生产。表4.4是部分规格的PSP管道/米在未充水及充水时重量（Kg）。表4.4PSP管道尺寸及重量编号PSP管道规格PSP管道重量外径壁厚公称压力未充水充水mmmmMpaKg/米Kg/米111010.03.503.49.8216012.03.006.721.2320013.02.008.232.0425013.01.6010.149.6531518.02.0019.080.0640020.01.6025.6127.4注：上表中公称外径、壁厚、内径等尺寸资料及压力等级来源于CJ/T189-2004行业标准。4.3PSP管道的各项工程弹性常数及强度PSP管材是一种典型的单向连续纤维增强型聚合物基复合材料，与各项同性均质材料的力学性质有较大差别。钢丝的方向性决定了PSP管的力学性质具有沿荷载加载方向的变化而呈一定规律变化的各项异性性质。为了说明钢丝排布、荷载加载及变形的方向，本手册沿用复合材料细观力学的经典方法，在PSP管道上规定两种坐标系（正轴坐标系与偏轴坐标系），如下图4.1所示。管道轴向管道环向54.7xyL向T向钢丝图3PSP管材的正轴坐标系与偏轴坐标系L-T坐标系为正轴坐标系，其中的L轴与钢丝螺旋的切线重合；x-y坐标系为偏轴坐标系，其中的x轴与PSP管道的轴向重合。各向同性的均质材料通常具有三种工程弹性常数（弹性模量E、剪切模量G和泊松比μ）和三种强度参数（拉伸强度σL、压缩强度σ-L和剪切强度τ），而连续纤维增强复合材料的力学参数则具有方向性，如下所示。正轴工程弹性常数：正轴纵向拉伸弹性模量EL、正轴纵向压缩弹性模量E-L、正轴横向拉伸弹性模量ET、正轴横向压缩弹性模量E-T、正轴剪切模量GLT、主泊松比μLT。一般情况下，在工程结构设计中，通常假定纤维增强复合材料的拉伸弹性常数与压偏弹性常数相同，EL=E-L，ET=E-T偏轴工程弹性常数：管道轴向弹性模量EX、管道环向弹性模量EY、偏轴剪切模量GXY、偏轴泊松比μXY5正轴强度：正轴纵向拉伸强度σLU、正轴纵向压缩强度σ-LU、正轴横向拉伸强度σTU、正轴横向压缩强度σ-TU、正轴剪切强度τLTU偏轴强度：管道轴向拉伸强度σXU、管道轴向压缩强度σ-XU、管道环向拉伸强度σYU、管道环向压缩强度σ-YU、管道偏轴剪切强度τXYU在环境温度0℃—20℃下，部分规格的PSP管道在正轴、偏轴方向的各项工程弹性常数见表4.5所示，在正轴方向的各项强度参数见表4.6所示。不同温度下的各项力学参数参考本手册附录一、附录二。表4.4PSP管道的工程弹性常数（0℃—20℃）PSP管道规格正轴工程弹性常数偏轴工程弹性常数外径壁厚公称压力纵向弹性模量EL横向弹性模量ET剪切模量GLT泊松比μLT轴向弹性模量EX环向弹性模量EY剪切模量GXY泊松比μXYmmmmMpaMPaMpaMpaMpaMpaMpa1108.51.601888.42992.17413.330.201002.901193.00548.363.911609.51.602734.441008.58420.160.201023.161299.55624.713.6420010.51.602745.061008.76420.230.201023.381300.60625.483.6425010.51.002288.021000.37416.740.201013.251249.90588.603.7531513.51.604064.161029.83429.000.201047.511400.88700.183.4740016.01.002274.961000.12416.640.201012.931248.26587.423.76表4.6PSP管道的正轴强度（0℃—20℃）PSP管道规格正轴强度外径壁厚公称压力正轴纵向拉伸强度σLU正轴纵向压缩强度σ-LU正轴横向拉伸强度σTU正轴横向压缩强度σ-TU正轴剪切强度τLTUmmmmMpaMpaMpaMpaMpaMpa1108.51.6020.444.8718.7615.6318.761609.51.6025.189.0418.5015.636.0320011.01.6027.8311.7218.3815.637.8125013.01.6040.4427.3317.9215.6318.2231513.51.6057.5854.7517.4815.6336.5040015.51.0029.2513.2618.3215.638.84PSP管道的应力校核有别于均质管道。对于均质管道，我国采用最大剪应力理论（第三强度理论）进行应力校核，而欧美国家普遍采用变形能理论（第四强度理论）。大量实践表明，对于均质材料，这两种方法的计算结果相差无几。经典复合材料细观力学通常采用变形能理论（第四强度理论）对材料进行强度校核。本手册按照管道应力校核的常用方法和步骤，对PSP管道仍采用三步应力法：一次应力采用弹性分析法，强度条件≤[σ]二次应力采用安定分析法，强度条件≤σU6三次应力采用疲劳分析法，强度条件≤σU处于平面应力状态的PSP的破坏准则为：12222LTULTTTuTuTuTuLLuLuLuLuTuTuTLuLuTLL其中2coscossincossinsincossin2sinsincos22222xyyxLTxyyxTxyyxL如需此节内容更详细的介绍及推导过程，敬请登陆以下站点：从该网站上您将获得PSP管道的应力校核软件。4.4水力计算C因子及当量粗糙系数n给水用PSP管道的沿程水力计算，当按海登－威廉（Hazen-Willicms）公式计算时，海登－威廉系数Ch采用140，当按柯尔勃洛克－怀特（Colebrook-White）公式计算时，管道当量粗糙系数n可采用0.01。或参考本手册附录三中的推荐值。PSP管道配件的局部阻力损失。表4.6根据PSP管道当量长度列出PSP管道配件的局部阻力损失量。表4.6PSP管道配件的局部阻力损失/m配件管径/mm90110160200250300400500变径三通等径三通90°弯头45°弯头直通4.5热膨胀及收缩现象PSP管道同其它管材一样，会根据环境温度的