关于玻璃钢与球墨铸铁管比较

关于玻璃钢与球墨铸铁管比较

 本问论诉了玻璃钢与球墨铸铁管在强度、刚度、耐腐蚀性能、水力特性、能耗、水质 、安装、价格等方面的差异和特点。研究表明:从综合使用性能来看，玻璃钢管是一种非常有竟争力的管材。

1．引言

1987年，我国首次从国外引进玻璃钢管自动缠绕生产线后，我国玻璃钢管的工业化生产开始起步。特别是1993年从国外引进玻璃钢夹砂管缠绕线以来，由于价格下降，性能优良，发展十分迅速。据中国玻璃钢1999年统计表明：将所有规格的玻璃钢管道折算成直径1米的玻璃钢管，1998年全年的玻璃钢管总长度为500公里，产量5万6千余吨，产值为11.3亿元。

球墨铸铁管是一种经过和球化和孕育处理铁水后，采用离心法浇筑而成的。制作时有冷模工艺和热模工艺之分，采用冷模工艺需采用退火工艺，一般宣于生产小700-800管。由于经过处理的铁水石墨结晶体呈球状，故称球墨铸铁。其主要优点是：抗拉强度高，断裂延伸率高，耐腐蚀性能优于钢管两倍多。因而是目前管道市场上应用十分广泛的管材。

我国从80年代中期开始引进球墨铸铁管生产线，现可生产700m以下的离心球墨铸铁管（给水排水管道工程施工及验收规范实施手册，中国建筑工业出版社，1998年9月出版），并于1991年颁布了《离心铸造球墨铸铁管》（GB13295-91）标准。该标准规定了Φ700以下的球墨铸铁管（N1、X型、S型接口）、Φ1200以下球墨铸铁（T型接口）的四个不同级别的尺寸标准。

从强度和刚度来看，玻璃钢管和球墨铸铁管都具有优良的特性，相对而言，球墨铸铁管的强度和刚度性能更加优异。但从耐腐蚀性与使用寿命、水利特性、能耗、水质、运输、安装、以及价格等方面分析，夹砂玻璃钢管比球墨铸铁管更优越、更具有竞争力。

                        2．分析与比较

2．1 防腐性能与使用寿命

   优良的防腐蚀性能是玻璃钢管最突出的优点，这不仅使得玻璃钢管在运行时无须任何维护，而且是确保玻璃钢管能使用50年寿命的主要因素[1]。

尽管球墨铸铁管的耐腐蚀性能比钢管强，但球墨铸铁管在埋入地下运行时，管内水质、周围土壤、地下水、埋设地带附近是否存在电场等因素，均会使该管内外壁产生腐蚀[2]。因此，《离心铸造球墨铸铁管》（GBI3295-91）标准规定：管体内外表面应涂覆沥青质或其他防腐材料。由于涂覆材料与球墨铸铁管材的材质不同，在长期运作中，受到气候冷热、水力冲击等作用、电化学腐蚀等，必将减少使用寿命。

2．2 水力特性比较

玻璃钢管的内壁非常光滑，新玻璃钢管的Hazen-Williams 粗糙系数C值为160-165，其保守的设计值（按50年计）为150。新的球墨铸铁管与新钢管的C值均为120，经使用后为C=65（见图1）。C值的降低是由于管的内表面铁分子产生氧化作用和电化学腐蚀反映在内壁结垢造成的。

由于尚未查到球墨铸铁管与玻璃钢管流量的对比数据，采用文献[3]对钢管与玻璃钢管的流量进行比较的数据。因为新钢管的粗糙度为0.05mm，长期使用腐蚀后的钢管的粗糙度为3mm，腐蚀后是未腐蚀钢管的粗糙度的60倍；而球墨铸铁管在出厂时（GB13295-91）标准规定：表面缺陷不得大于（α+0.05T）mm。以Φ1000管为例：其允许表面缺陷可为（α+0.75）mm，按照球墨铸铁管的耐腐蚀性比钢管优3倍来考虑，腐蚀后的粗糙度将接近3mm。因此，球墨铸铁管与钢管的水力特性相差不大。

2．3 能耗比较

球墨铸铁管的Hazen-Williams                

平均粗糙系数C为100，玻璃钢       

管的C为150，则12英寸的玻

璃钢管与14英寸的钢管的流量

相同。或者说，在同样的管径条

件下，玻璃钢管的流量比球墨铸

铁管要大36%

   由于球墨铸铁关管的Hazen-Williams粗糙系数C值随着年份大幅度减少，其能耗也将大幅度增加。仍参照文献《FRP管道手册》的比较数据，对球墨铸铁管与玻璃钢管的能耗进行了比较：

   由图2可见，球墨铸铁管管线的耗能远大于玻璃钢管线。其主要原因有两个：其一是由于球墨铸铁管的铁分子氧化、电化学腐蚀等因素，产生内壁结垢而增加阻力，使能耗增加；其二是由于在新管状态下，玻璃钢管远比球墨铸铁管要光滑。值得指出的是：在管线寿命期的数十年，球墨铸铁管线需要的泵送功率将从25马力增加到60马力：而玻璃钢管线的功率保持不变。

2．4 水质比较

   玻璃钢管的内衬采用食品级树脂，可确保水质达到标准（JC58-1995），并可用于输送和贮存含氯的的饮用水及生活用水。除此之外，在避光条件下的玻璃钢管的内壁不生长微生物，因此埋地的玻璃钢管可进一步确保自来水的质量。

   由于球墨铸铁管必须涂覆涂料，因此GB13295-91标准对涂料作了严格规定：引用水的球墨铸铁管的涂料应不溶于水，不得使水产生臭和味，涂料中的有害物质应符合卫生部引水的有关规定。