PCCP 预应力钢筒混凝土管

特点: 

   1、工作压力和外荷载 PCCP管道能够同时承受很高的工作压力和外荷载PCCP有一个坚固的混凝土管芯,并在管芯中使用了经过水压检验的钢筒。由于PCCP 在设计和制作上采用了预应力技术、充分利用了预应力钢丝抗拉和管芯混凝土的抗压,因此它既能承受很高的工作压力也能承受很高的外荷载,这是其它材料管材所不能达到的。标准规定可承受压力为0.4~2.0MPa。 

   2、抗渗性和密封性 PCCP是利用埋在混凝土管芯中经过水压试验合格的钢筒,来起到抗渗的作用,解决了一般管材渗水问题,从而保证PCCP 的抗渗性。管材的接头采用承插式橡胶圈滑动柔性密封,焊接在钢筒两端的承插口环由金属冷加工工艺制成。尺寸精确,配合公差精确到0.2mm 以内,密封用橡胶圈在特制的胶圈槽内与承插口对接后,胶圈三面受压,从而保证了接头的密封。 

   3、耐腐蚀性和耐久性 PCCP有坚固混凝土管芯和外包的坚韧的砂浆保护层,在使用中,根据混凝土的特性,它本身的强度和硬度,往往随着年代的增加而增强。从它的构造也可以看出PCCP可靠性的机理,钢筒是被混凝土包围,高强钢丝是被水泥浆和水泥砂浆保护层所保护,PCCP承插口安装后,其外露部位又都用水泥砂浆灌注封口,因此,它们自然就受到水泥中的游离子石灰体的碱性保护。

  4、环境适应性和抗震能力PCCP管体为刚性管,而接头采用承插式橡胶圈柔性接口,具有较大的挠性。其接头能够转动一定的角度,因而抵抗不均匀沉降的能力较强,对基础的要求不高,抗震性能优良,适应地基变化的性能比其它管材要好。例如:1999年9月21日,中国台湾集集发生7.3级大地震,震后,台湾自来水公司对公共给水管设备损害情况进行了调查,在所有管线中,如钢管(SP)、球墨铸铁管(DIP)、塑胶管(PVC)等都遭到不同程度的损坏,唯独PCCP 没有出现任何损坏, PCCP经地震考验安然无恙。台湾石化行业六轻专用的PCCP,全部在震中50 公里的范围内,双线总长86 公里,未受到损害。 

  5、水流阻力

  PCCP管芯混凝土成型是采用钢制薄壁振动生产工艺完成的,在高频震动器的震动下,震动频率沿薄壁内、外钢模均匀传递,使混凝土表面非常光滑,管内水流好,摩阻小。同时由于管内壁混凝土表面光滑,因此在使用中也不会结瘤,水流通畅无阻。糙率系数为0.013。

  6、PCCP管使用寿命长

  PCCP设计使用年限不小于50年。 

  根据科学论证,当石灰变湿的时候,会产生氢氧化钙,水泥的氢离子浓度高达PH12.5,在这样高碱的环境中,钢材表面产生钝化作用,形成非活性的金属氧化膜,可以抵抗泥土的侵蚀,实现了PCCP的抗腐蚀能力,延长了使用寿命。例如:1943年洛克绍特(LockJoint)公司和普赖斯兄弟公司生产的PCCP仍在使用,已经74 年。1947 年普赖斯兄弟公司(PriceBrother)在密西根(Michigen)州的Saginaw 到Middland的管道,管径1620mm,长度126km,至今还在正常通水,已经70 年。1989 年3 月美国混凝土学会“国际混凝土”发表了世界著名爱得尔(G.M.Idorn)顾问工程公司勒尔-泼勒伯(Lars-Palbol)等工程师对混凝土压力管耐久性做了实地检测和评估的文章,Lars-Palbol 工程师对运行的管子做实地观察,取样实验检测,做了大量的工作,从使用不同年代的PCCP提取保护层试件(有60年、48年、45年、25年、13年龄期)做了试验、水泥砂浆断面岩相分析,钢丝锈蚀检查,结论是水泥砂浆保护层断面均匀,工作状态良好,有效地防止钢丝锈蚀,已安装的管道可以继续使用,设计寿命可以制定为75 年,生产的改善将有更长的使用寿命。1976 年国际壳体结构协会在加州圣地亚哥(SanDiego)举行会议,美国工程试验中心主任司祖勒(A.B.Szule)等发表论文”大口径预应力混凝土管”,评估PCCP的寿命可达100 年以上。

  7、施工情况对比

  PCCP安装铺设速度快,对管座无特殊要求,回填土可以用就地挖出的原土,方便快捷,PCCP管道边安装边对接口打压,打压合格即可回填,同时工程试压便利,加快了安装进度,节约用水达98%以上,而普通管材采用滚动胶圈,安装到位率不足70%,容易出现渗漏现象,且管线往往需要多次试压才能成功。

PCCP采用滑动胶圈密封的对中钢制接头,胶圈的98%被约束在承插口环中,安装好以后的橡胶圈受双向挤压,形成很好的密封。

  8、运营管理分析

  由于PCCP具有很强的承受外压能力,使之对基础和回填土的要求比柔性管低得多,从而铺设成本优于钢管、球磨铸铁管和塑料管等柔性管材。

PCCP具有良好的防腐蚀性、抗渗性和耐久性,使用寿命很长,在各种管材中运行维护费用最低,基本为零。

重点应用领域:

  城市给水排水干管、工业输水管线、农田灌溉、电厂管、电厂补给水管及冷却水循环系统、倒虹吸管、压力隧道管道、管沟、管廊及神覆土管涵等。

公司当前重点技术创新点:

  PCCP管道基于RFID的PCCP信息化管理平台

  主要功能是在PCCP的承口、插口端各埋设一片无源超高频RFID,留有转至有源超高频RFID的系统能力,并基于RFID对PCCP的原材料、生产过程、铺管安装、运维过程进行信息化、智能化管控。

  管道铺设完成后,实现RFID与PCCP运维监测(预应力钢丝监测、应力监测、全生命周期检测、管道沉降、输水流量等)网络连接,实现PCCP管道全生命周期管理。

  系统采用BS架构、云服务。以数据加密、防火墙、数据安全堡垒或等保认证等手段确保数据安全。

拥有的专利:

  公司目前拥有PCCP专利实用新型专利151项,发明专利9项,并参加了《超大口径PCCP成套生产技术及关键设备的应用开发》、《超大口径PCCP原型试验》、《超大口径PCCP管道结构安全与质量控制研究》科研课题(2006BAB04A04)等国家级重点科研类项目,获得了科技进步类一、二等奖;参与的万家寨引黄入晋工程北干线PCCP输水工程荣获第十一届中国土木工程詹天佑奖等诸多荣誉。




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