微赢棋牌

欢迎来到江苏新金泰科技股份有限公司网站!
服务热线:0514-85035566 13852595651
当前位置:网站微赢棋牌 > 产品展示

聚氯乙烯(PVC-U)给水管施工规范
 

一、胶粘剂
1.1胶粘剂的物理、化学指标应符合表5的要求。
表5  胶粘剂的物理、化学指标
项 目 技术指标
色 度 <1度
浑浊度 <0.5度
残余氯减量 <0.7mg/L
氰化物 不得检出
挥发酸类 <0.005mg/L
高锰酸钾消耗量 <1mg/L
气味 无异味
1.2胶粘剂的性能指标应符合表6的要求。
表6  胶粘剂的性能指标
项 目 技术指标 备 注
树脂含量 ≥10% 
溶解性 不出现凝胶结块 
粘度 普通型 ≥90 mpa·s 适用于dn<63管道
 中型 ≥500 mpa·s 适用于63≤dn≤160管道
 重型 ≥1600mpa·s 适用于dn>160管道
粘结强度 固化2h ≥1.7MPa 
 固化16h ≥3.4MPa 
 固化72h ≥6.2MPa 
水压爆破强度 ≥2.8MPa 
粘接连接接头的剪切强度 >5.0MPa 
1.3胶粘剂固化后形成的胶膜卫生指标应符合现行国家标准《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》GB/T17219的规定。
二、弹性橡胶密封圈
2.1弹性橡胶密封圈应采用模压成型或挤出成型的异型截面密封圈。
2.2输送饮用水管道所用橡胶密封圈应采用食品级橡胶。
三、材料运输和贮存
3.1管材宜分条用塑料袋包装,并应按不同规格分别进行捆扎,每捆长度应一致,重量不宜超过50kg。带承插口的管材,其承口与插口宜交替平行堆放,承口部分应悬出插口端部。
   小管件宜分规格采用纸箱包装,纸箱应注明管件名称、规格、数量和放置方向。大管件用专用塑料袋包装。
3.2管材、管件在运输、装卸和搬运时应轻拿轻放,排列整齐,避免油污。不得受剧烈撞击或尖锐物碰撞,不得抛、摔、滚、拖。在低温时运输和贮存应注意低温脆性。
3.3管材、管件均应存放在温度不高于40℃并有良好通风的库房或工棚内,不得露天存放和阳光下长期曝晒,距热源不得小于1.0m。
管材应水平堆放在平整的支垫物上,支垫物的间距不应大于1.0m,端部外悬长度不应大于0.5m,堆放高度不应大于1.5m。
箱装管件可以叠置,但叠置高度不应大于1.6m。袋装管件中凡能立放的管件,应逐层码放整齐,不能立放的管件应顺向使其承插口相对,整齐排列,堆放高度不宜大于1.6m。
3.4胶粘剂、清洁剂等易燃品宜存放在危险品库中,在存放、运输和使用时必须远离火源。存放地点应阴凉干燥、安全可靠、严禁明火。
3.5管材在长期存放后使用时,如发现外观异常,宜对管材的物理、力学性能重新进行检测,合格后方能使用。
四、管道连接
4.1一般规定
(1)管道连接宜采用承插式粘接连接、承插式弹性橡胶密封圈柔性连接和过渡性连接。
(2)公称外径dn<63mm时,宜采用承插式粘接连接。
(3)公称外径dn≥63mm时,宜采用承插式弹性橡胶密封圈柔性连接。
(4)对下列情况,宜采用下列过渡性连接方式:
①硬聚氯乙烯给水管与公称直径dn≥100mm其他金属管材的连接、与法兰式阀门等管道附近的连接,宜采用法兰连接;
②管道与卫生器具配件、丝扣式阀门等管道附近的连接,宜采用内嵌铜丝接头的注塑管件或在管口用不锈钢圈加固的注塑管件丝扣连接。
4.2胶粘剂粘接连接
(1)施工流程:
截管——粘接(预制)——立管和干管及支、吊架安装——灌水 ——支管安装
(2)截管
① 施工前按设计图纸的管径和现场核准的长度(注意扣除管、配件的长度)进行截管。截管工具选用割刀、细齿锯或专用断管机具;截口端面应平整并垂直于管轴线(可沿管道圆周作垂直管轴标记再截管);去掉截口处的毛刺和毛边并磨(刮)倒角(可选用中号砂纸、板锉或角磨机),倒角坡度宜为10~20º,倒角长度约为1.0mm(小口径)或2~4mm(中、大口径)。
② 表面处理。管材和管件在粘合前应用棉纱或干布将承、插口处粘接表面擦拭干净,使其保持清洁确保无尘砂与水迹;当表面沾有油污时须用棉纱或干布蘸丙酮等清洁剂将其擦净;棉纱或干布不得带有油腻及污垢;当表面粘附物难以擦净时,可用细砂纸打磨。
(3)粘接
①试插及标线。粘接前应进行试插以确保承、插口配合情况符合要求,并根据管件实测承口深度在管端表面划出插入深度标记(粘接时须插入深度即承口深度),对中、大口径管道尤其注意。
② 涂胶。涂抹溶接剂时须先涂承口,后涂插口(管径≥90mm的管道承、插面应同时涂刷),重复2~3次,宜先环向涂刷再轴向涂刷,溶接剂涂刷承口时由里向外,插口涂刷应为管端至插入深度标记位置,溶接剂应涂抹应迅速、均匀、适量,粘接时保持粘接面润滑且软化。涂抹溶剂胶时应使用鬃刷或尼龙刷,刷宽应为管径的1/3~1/2,并宜用带盖的敞口容器盛装,随用随开。
③ 连接及固化。承、插口涂抹溶接剂后应立即找正方向将管端插入承口并用力挤压,使管端插入至预先划出的插入深度标记处(即插至承口底部),并保证承、插接口的直度;同时须保持必要的施力时间(管径<63mm的约为30~60s,管径≥63mm的约为1~3min)以防止接口滑脱。当插至1/2承口再往里插时宜稍加转动,但不应超过90º,不应插到底部后进行旋转。粘接完毕后,应避免受力或强行加载,其静止固化时间不宜少于表7规定的时间。
表7   静止固化时间(min)
公称外径dn(mm) 管材表面温度
 ≥18℃ <18℃
≤50 20 30
63~90 45 60
110 60 80
④ 清洁。承、插口粘接后应将挤出的溶接剂擦净。
(4)立管和干管及支、吊架安装
安装时按设计坐标、标高、坡向做好支、吊架,施工条件具备后,将预制加工好的管段,按编号运至安装部位进行安装。各管段粘接结依次进行。管道要直,坡度均匀,预留管口位置应准确。地下埋设管道,根据图纸要求,在土建施工时预留空洞或套管,待土建回填完毕后反开槽安装。
(5)灌水试验
干管安装完毕或者埋地管道在隐蔽前应该进行灌水试验。
出口用充气橡胶堵封闭,然后向管中灌水,灌水高度以排水水平横管至上层地面高度为准,灌满持续观察5min,液面不下降不渗漏为合格。
灌水试验结束后,将管中水排入排水沟。如果支管不能马上连接,干管的端口应进行封堵,防止杂物进入。
(6)支管安装
横支管上伸缩节安装于三通汇流处上游端。
将预制好的各支管段运至现场,或根据现场实际情况,现场预制各支管段。然后,将支管段水平初步吊起,进行粘接,以此安装。
(7)注意事项
一般规定。管道粘接不宜在湿度很大的环境下进行,操作场所应远离火源,防止撞击和避免阳光直射,在温度≤-5℃环境中不宜操作。常温及稍高于常温的天气对溶接剂的挥发及化学反应最为适宜,当环境温度为低温或高温时需采取相应措施。
4.3弹性橡胶密封圈连接
安装步骤
(1)检查管材、管件和橡胶密封圈的质量,清洁管材承插口两端之内外壁,检查插口管是否已倒角。
(2)取出橡胶圈擦干净再予以套入,不得扭曲,异型胶圈应安装正确,不得装反。
(3)在承插管内面与插口管管端插入部份涂抹润滑剂(通常使用肥皂水、洗洁精)。在插口管端上标注插入长度记号,两管之间留适当之间隙以供伸缩,其值应按施工时的闭合温差计算确定,可按表8的数值采用。

表8   管长6m时管端的温差伸缩量
插入时最低环境温度(℃) 设计最大升温(℃) 伸缩量(mm)
>15 25 10.5
10~15 30 12.6
5~9 35 14.7
(4)插入到位后,用塞尺顺接口间隙沿管圆周检查胶圈位置是否正确。
(5)承插管套接,(小口径用手工插接,中、大口径应用相应工具如拉线钳、葫芦等插接)。
4.4过渡连接
(1)采用过渡件使两端不同材质的管材、阀门等附件连接在一起时,过渡件两端的接头构造应与两端连接接头的形式相适应。
(2)过渡件宜采用工厂制作的产品,并优先采用硬聚氯乙烯注塑成型的产品。
(3)法兰的螺栓孔径和中距,应与相连接的阀门等附件的法兰螺栓孔径、中距相一致。
(4)可采用松套法兰的连接方法,也可采用加固的硬聚氯乙烯过渡管件、涂塑钢制管件或铸铁管件相连接。
(5)丝扣连接时,嵌入注塑丝接管件的金属件的螺纹,应符合国标管螺纹的要求。
五、管道水压试验和冲洗消毒
5.1管道施工安装完成后必须进行水压试验。水压试验应符合下列规定:
(1)试验压力应取管道系统工作压力的1.5倍,但不得不小于0.6MPa。
(2)胶粘剂粘接连接的管道,水压试验应在粘接完成24h后进行。
(3)暗装和嵌墙安装的管道,应进行二次试压。在管道隐蔽前,应进行隐蔽工程试压,待工程完成后,再进行系统试压。
(4)水压试验前,对试压管道应采取安全有效的固定和保护措施,但供试验的接头部位必须明露。
5.2水压试验的步骤应符合下列规定:
(1)将试压管道末端封堵,缓慢注水,同时将管道内气体排出。
(2)系统充满水后,进行水密封性检查。
(3)加压宜采用手动泵,缓慢升压,升压时间不得少于10min。
(4)升至规定试验压力后,停止加压,稳压1h,压力降不得超过0.05MPa;然后在工作压力的1.15倍状态下稳压2h,压力降不得超过0.03MPa,观察接头部位,不得有渗漏。
5.3管道冲洗消毒
(1)管道系统试压合格后,在验收前应进行冲洗和消毒。冲洗水用生活饮用水,冲洗水流速宜大于1.0m/s。冲洗时不留死角,每个配水龙头应打开,系统最低点应设放水口,冲洗时间应控制在冲洗出水口处的排出水水质与冲洗进水水质相当为止。
(2)管道冲洗后,应采用氯离子浓度不低于20mg/L的清洁水灌满管道,浸泡消毒的时间不得少于24h。
(3)管道消毒后,应再用清水冲洗干净,并经有关部门取样检验,当符合现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB 5749后方可使用。
六、管道安装中注意事项
6.1、非正常工作温度下PVC-U管道施工
温度对塑料管道的影响较大,《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》CECS17:2000中规定PVC-U管材适用工作温度为0℃-45℃。如管线工作温度不在正常温度范围内,必须根据实际温度对PVC-U的设计、施工进行调整。
(1)、PVC-U管材的机械性能随温度变化主要表现在以下几个方面:
①弹性模量
PVC-U管材的弹性模量一般取3000MPa,是铸铁管的3%左右,随着温度的升高而下降,特别是温度超过50℃,其弹性模量会有明显下降。例如在60℃时其弹性模量不足2700MPa。
②弯曲强度
PVC-U管材的弯曲强度比金属管道小得多,且随温度升高下降较多。(随温度变化如下:20℃107Mpa、40℃82.8Mpa、50℃69Mpa 、60℃60.1Mpa、70℃48.7Mpa)
③冲击强度
PVC-U管材冲击强度随温度变化波动较大(随温度下降而急剧下降,且横向及纵向的冲击强度也不一致)。20℃时的冲击强度与-20℃时的冲击强度相差5倍,特别是在切口、裂口处,冲击强度会急剧下降。冲击强度与温度的关系如下:
表1
温度 / ℃ -20 -10 -5 0 5 10 20
冲击强度/(KJ/m2) 30 34 40 42 48 58 >150
④拉伸强度
温度不同,PVC-U管材的拉伸强度变化较大。如下:
表2
温度 / ℃ 10 20 30 40 50 60 70
拉伸强度 / MPa 65.1 59.5 55.5 48.3 42.8 36.2 30.3
由于PVC-U管材的弹性模量、弯曲强度和拉伸强度随温度的升高而降低,冲击强度随温度的升高而升高,为了保证PVC-U管材的机械性能及使用条件,一般规定使用温度为0~45℃。
(2)、冬季施工(温度较低)注意事项
①严格按要求运输、搬运或储存管材管件
在北方或东北地区经常在冬季施工,因气温较低,PVC-U管材的冲击强度低,不恰当装卸、运输(PVC-U管材的弹性模量、硬度比钢铁、砂砾等小得多。当PVC-U管材与钢铁、砂砾等较硬的物体接触时,容易造成PVC-U管材磨损,因此,当PVC-U管材在铁皮箱内与金属、砂砾等直接接触时,车辆剧烈震荡及野蛮装卸时,都会使管材表面产生划痕,甚至裂纹),易使管材产生裂缝、划痕、裂纹,使用时管材划痕、裂缝处产生应力集中,而使管材爆裂(裂缝产生的应力集中取决于裂缝的锐度,锐度越大,应力越集中)。
因此,在运输、搬运、施工过程中,一定要文明操作,按要求操作,避免抛、摔、滚、拖,不得剧烈撞击,不得与坚硬物碰撞,堆放高度不宜超过1.5m。
②管沟开挖应符合标准,回填土要保证质量
③管沟开挖应符合标准
为了防止管道铺设在冻土层内,必须对当地的资料汇总后确定沟槽开挖深度。为了保证回填时能按要求操作、夯实,避免管道及接口承受弯曲应力而破裂,还必须做到:(1)管沟必须平直,开槽的底部宽度不宜小于管外径加0.5m,且总宽度不得小于0.7m;(2)严格控制槽底深度,既不能过深,也不过浅。过深时必须用砂砾回填并密实到规定深度。在土质坚硬或遇到障碍物的地方,例如挖沟碰到石头等硬物时,施工者为了降低施工难度,或将沟挖成弯曲的、或弯曲半径较小、或不能保证沟槽的深度,这样易造成管道铺设后成弯曲状,使管材、管件及接头承插口受弯曲应力。送水升压时极易引起接头漏水或管材、管件破裂。
④预防冻土地基,避免管沟沉降
冬季施工,要确保管道沟底位于未扰动的原状土上,或开槽后经回填密实的地层上。如果土壤含水量高、地基不密实,来年温度升高时,冻土融化,管沟地基下沉,将导致管道下沉,引起管道弯曲和接头处受拉,从而产生额外应力,轻者使接头拔开漏水(漏水导致地基进一步下沉),重者使管材爆裂。所以,冬季管沟尤其是含水量高或松软处的特殊地层,要参考《给排水管道工程施工验收规范》执行,切不可认为管道地基无关紧要而忽视之。
⑤回填土按规定进行
《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》CECS17:2000规定,“回填土时先将管下支撑角范围内的肋角部分用砂砾土回填密实,其高度不得小于0.2dn。然后用砂土或符合要求的原土回填管道两侧,每次回填密实后的厚度不宜小于100mm,不得大于200mm,且必须从管两则同时回填,夯实后再回填一层,直到回填至管顶0.3m 处……”如果不按规程进行,随便将土尤其是冻土一次性填于管沟中,既不在支撑角内填砂料或填符合规定的原土,也不分层夯实,将有如下后果:一是无法保证地基平实,造成管道局部弯曲,。如果地基上有硬物,在管道送水或运行中当因流速变化或气体存在而使管道产生振动时,硬物(如石块等)会与管子发生撞击,使管子破裂或逐渐磨穿。二是无法保证管道两侧土壤密实,在管道振动或发生热膨胀时,易发生侧移,造成管道弯曲,接头受力,导致管材或管件因承受巨大应力而破裂。因此,对管道回填土工作应予以高度重视,严格按规程要求进行,防止管道局部集中受力。管道接头是管材较薄弱部位,如回填质量不高,极易造成土荷载、水的重力荷载及其它荷载集中作用于承口部位,导致接口开裂,建议大口径管材接口部位挖工作坑。还应注意管沟两侧外负荷的不均匀(车辆、堆置物等)而引起地基下沉,必要时予以适当处理。
⑥冬季管道的粘接应按规程进行
PVC-U管材粘接剂,主要成分是聚氯乙烯的溶剂,其粘接原理是先将粘接剂涂抹在承口内表面和插口外表面,将PVC-U管表面溶胀或溶解,借助承插时的挤压力,将两个溶胀的表面挤压成一体。粘接剂中的溶剂极易挥发,挥发后使溶解的浅层表面重新成为硬质固体,基本不影响母体的强度,而又使粘接强度达到承压要求。胶粘剂的用量不宜过多或过少,少了不能保证严密或强度,多了则在承插后顺管材内壁或外壁流淌,腐蚀管材,使管材壁内或外壁变软,送水或升压时易从该处破裂。温度较低施工更易造成事故,因气温低时,粘接剂的挥发速度明显减慢,渗出相同量的粘接剂可造成更深的管壁浸渍深度,明显降低了该处强度。所以粘接管道时应严格按照规范要求进行施工,粘接剂的用量以承插到位后,接口边缘有少许粘接剂溢出为度,且要将溢出的粘接剂用布擦拭干净。在承口里涂胶时,要由里向外涂,以免胶粘剂流入管材或管件内壁。
⑦管道的热胀冷缩
PVC-U管材的热膨胀系数为0.07mm/(m·℃),比传统管材大。因此要注意因温差而引起的纵向变形,尤其是地表水作水源的输水系统。由于橡胶圈连接管道接口具有可伸缩性,可不考虑此问题,但是对于粘接连接的管材,特别是明敷管道,因为粘接后的接口是刚性的,无法胀缩,如不设置伸缩接头,膨胀或收缩所产生的巨大应力将作用在管材本身或管件上。经计算,对75~200mm直径的水管,12~15℃的负温差使管材受到纵向拉应力相当于管内承受着1.18~3.04MPa的内水压力,这是非常大的应力,极易引起爆管,正确做法是在设计中加设活套接头。伸缩节数目应按照管线运行中的闭合温差,用下面公式计算。
ΔL= 0.07 L·Δt
式中:ΔL—因温差产生的纵向变形,mm
0.07—PVC-U管材的线膨胀系数(mm/m· ℃)
L—管线长度,m
Δt—敷设与使用中内外介质的温度差,℃
一般来说,伸缩节的距离不宜大于150米,伸缩量不宜小于12cm,当活套管的伸缩量小时,应增设伸缩节的数目。值得注意的是,与法兰短管的连接,应采用柔性连接,这是因为在众多的PVC-U管件中,PVC-U法兰是最容易因纵向拉力而破坏的。
6.2、管道穿越河流、铁路、公路
(1)、管道过河流时可采用管桥或河底穿越等形式,尽量利用已有或新建桥梁进行架设。穿越河底的管道应避开锚地,一般宜设两条,管道内流速应大于不淤流速。管道距河底的埋设深度应根据水流冲刷条件确定,并均应有检修和防止冲刷的设计,安装完毕马上按设计要求回填,防止管道浮出管沟,对于地下水位较浅处必要时要进行浮力计算;对于管桥施工必须考虑温差引起的PVC-U管道的热胀冷缩及紫外线照射问题。
(2)、PVC-U管穿越主要公路、铁路时应采用设防护套管的穿越方案,一般采用顶管法施工套管,但新建公路亦可采用明埋法施工套管。将给水PVC-U管材拉入套管和运行时必须作相应的保护和固定,以防止塑料管与套管接触摩擦遭到损坏。
6.3、与传统管道连接
塑料管材规格一般以管材的公称外径表示,与传统管材表示方法不一样,因此塑料管材与传统管材或阀门通过法兰或螺纹连接时,要对两者的法兰或螺纹进行对照,以免造成法兰中心孔距或螺纹不一致,无法对接。例如DN50mm钢管对应dn63mmPVC-U管材。
表3 PVC-U管道与金属管道规格对照表 (GB)
公称压力1.0Mpa 单位:mm
塑料管道
(mm) 金属管道
(mm) 英制单位
英寸 法兰盘尺寸
   D D1 b N×DN 螺栓
dn20 DN15 1/2″ 95 65 14 4×14 M12
dn25 DN20 3/4 ″ 105 75 16 4×14 M12
dn32 DN25 1″ 115 85 16 4×14 M12
dn40 DN32 11/4 ″ 140 100 18 4×18 M16
dn50 DN40 11/2״ 150 110 18 4×18 M16
dn63 DN50 2״ 165 125 20 4×18 M16
dn75 DN65 21/2״ 185 145 20 4×18 M16
dn90 DN80 3״ 200 160 20 8×18 M16
dn110 DN100 4״ 220 180 22 8×18 M16
dn125 DN125 5״ 250 210 22 8×18 M16
dn140、dn160 DN150 6״ 285 240 24 8×22 M20
dn180、dn200、dn225 DN200 8״ 340 295 24 8×22 M20
dn250 DN250 10״ 395 350 26 12×22 M20
dn280、315 DN300 12״ 445 400 26 12×22 M20
dn355 DN350 14״ 505 460 26 16×22 M20
dn400 DN400 16״ 565 515 26 16×26 M24
dn450 DN450 18״ 615 565 28 20×26 M24
dn500 DN500 20״ 670 620 28 20×26 M24
dn560、630 DN600 24״ 780 725 30 20×30 M27
dn710 DN700  895 840 30 24×30 M27
dn800 DN800  1015 950 32 24×33 M30
注:D——法兰外径; D1——法兰孔距; b——法兰片厚度; N×DN——法兰孔数×孔径
6.4、与检查井或蓄水池井壁连接
PVC-U管材经常需要与检查井或蓄水池井壁预留孔连接,PVC-U管需做中介层,中介层作法:
①PVC-U管材外表面擦拭干净,均匀涂上一层PVC-U胶粘剂;
②在胶粘剂上撒一层干燥的粗砂;
③重复前两个步骤,一般涂三层可达到使用要求。待中介层固化后按一般传统管材做法与预留孔连接即可。
6.5、环路铺设
在环路上铺管时,可采用直管借转铺设,PVC-U管每个接口允许借转角一般取1º,具体方法是利用短管或增加双胀管,若弧度较大,不能用管道借转时,需增设弯头等管件,严禁强行弯曲产生应力留下工程隐患。
6.6、弯头、三通、附配件等受力处的处理
按规程规定,PVC-U管道在水平或垂直转弯处,三通、管道端部和关闭的阀门处均应根据管内压力计算轴向推力,设置止推墩;管道上设置的阀门、消火栓、排气阀等附配件,其重量不得由管道支撑,必须设置混凝土或砖砌等刚性支墩,支墩应有足够的体积和稳定性,并用锚固装置将其上的附配件固定,当附配件可能产生轴向推力时,还应设置止推墩。设置止推墩的目的是为了将管道上述部位产生的不平衡推力抵消,否则这种推力就可能破坏管件和接头;对附配件予以支撑,一是为了避免管道承受附配件重量所产生的额外应力;二是为了在附配件发生震动、开启阀门以及安装拆卸附配件时,避免将震动和扭矩传递到管道上,而使管道破裂。对于大口经管道的支撑和止推墩,更应做好设计与施工,不得随意应付。
《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》规定:φ≥110mm以上管道的三通、弯头、异径管等节点,应设置水泥止推墩,防止管道推移,“止推墩混凝土不宜低于C15级,并现场浇筑在开挖的原状土地基和槽坡上”。有些施工方对止推墩所发挥的作用,引不起足够的重视,他们在管道旁钉个木桩或楔个铁橛充当止推墩,有时水泥墩的体积太小或未浇筑在原状土上,有的止推墩的强度不够,结果管道运行中,止推墩无法发挥作用形同虚设,造成三通、弯头等管件推移错位后而损坏。
举例说明:假设一条φ500×16.8mm的管线上有一个90°的弯头,当管道工作压力0.4MPa时,那么90°弯头处的推力就是:
T=1.57×dn2×Fwd×Sin(a/2)
=1.57×46.642×4×Sin(90/2)
=9658Kg
式中dn :管道内径cm
Fwd:内水压力Kg
a:弯头转角
由此可见,当φ500mm的管线运行压力0.4Mpa时,那么90°弯头处就产生9.6T的推力,如果此处水泥止推墩的强度不够,抗不住9.6T的推力而破碎,此处的弯头在失去止推墩保护的前提下,也会跟着破损;在给水管道事故中,因止推墩不符合要求而导致管件破损的现象相对较多,对此,施工方应给予高度的重视。
注:在坡度较大的地方安装管道时,由于夯实不好或土壤摩擦系数较小,土壤与管道之间的摩擦力不足以完全消除管道重量产生沿坡度下滑的分力,将会使坡顶接头承受压力、坡底管道承受推力,极易造成上部管道接头拔开或下部管道接头破裂,因此应分段对管道予以固定,设置防滑墩或其它结构,对露天安装在坡度较大地方的管道更需做好施工设计。
6.7、泵房、阀门的操作及管线空气的排除
因设计和操作不当引起的水锤和气锤造成的爆管,在爆管事故中占有相当大比例,其中气锤造成的又占绝大部分,尤其在农村和偏远地区,以前很少采用塑料管,缺乏设计和施工经验,加上供水压力不高,心存侥幸心理,发生事故的概率更高。因此,让用户弄清水锤和气锤产生的原因具有重大意义。
水锤和气锤发生的根本原因是因为水和气体是可压缩的,直接原因是管道中水流状态发生突变,导致管道中水压发生剧烈波动。
开泵送水时,从泵出口流出的水以很高的流速V1在管道中流动,当流至管堵处时,水流速度变为V0(值为0),水流的动能变为压力,使水或气体(如果管道中有未排除的气体)被压缩,当管堵处的压力高于其他压力时,水或气体就猛然膨胀,迫使该处的水回流,从而使管道中的内压力猛然上升,继而下降,水再次前流,达到一定压力时又回流,如此反复冲击,引起内水压起伏波动,这就是开泵水锤。
当突然关闭泵出口阀或突然停泵(不关出口阀就停泵或断电)时,水泵出口流速突然下降,水流中断,前面水流在惯性作用下继续向前流动,导致其后部形成一定真空度或充满空气(如果系统能够进气的话)的空间,造成水流分离,流向前方的水流将动能或势能(水流流向高处时)转变为压力后,由于其势能或压力高于断流处势能或压力,水流回击,使管内压力猛升,继而下降,反复冲击。流速越大,所产生的水锤和气锤冲击波也越大。由于气体的压缩系数较水大的多,所以气锤的冲击波较水锤的冲击波大得多,这就是关泵水锤。
同样由于主干管上阀门的开闭,也会产生水锤或气锤。水锤或气锤又分为直接水锤或气锤和间接水锤或气锤。直接水锤或气锤是指水流突变的时间小于水锤或气锤波的传输周期(水锤或气锤反复冲击一次的时间)。大于传播周期时为间接水锤或气锤,直接水锤或气锤的危害最大,可达到正常工作压力的几倍、十几倍甚至几十倍。尤以气锤为甚。
在产生水锤或气锤的同时会造成流体分离,形成真空,将管道抽瘪,然后在另一冲击波时,又在压力下鼓起,加速管道破裂。综上所述,当开停泵和开关阀门时会产生水锤,如管道系统中存在空气则会产生气锤。操作时为降低水锤、气锤的危害,应注意以下几点:
①应先关闭泵的出口阀再合上电闸,当压力稳定后再缓慢将阀门开大,避免不关泵出口阀就合上电闸,直接开泵;
②停泵时应先缓慢关闭出口阀后,再拉下电闸停泵,避免不关泵出口阀就合上电闸直接停泵;
③主干管上的阀门,尤其是单管线上的阀门开启和关闭时,都必须缓慢进行,使水流的变化缓慢一些,不致造成直接水锤和气锤;
④管道设计时应注意安装排气阀,将系统中的空气排出去,以免产生气锤。特别注意地形的测量标高,高点处一定要设排气阀,否则即使别处安装了排气阀,也无法将管道中的空气排出。
⑤地形和使用条件复杂处,设计时可考虑安装水锤消除器。