淺談玻璃鋼夾砂管的結構和特性

摘 要：本文開篇介紹玻璃鋼夾砂管的基本定義和構成，然后通過和鋼管對比，玻璃鋼夾砂管具有耐腐蝕、比重小等優點，尤其玻璃鋼夾砂管具有很好的強度和優良的水力特性，管道摩擦損失小，因此玻璃鋼夾砂管在船舶管路系統中，能有效減輕船舶系統的總重量，降低建造成本，具有廣泛的經濟實用性

關鍵詞：玻璃鋼夾砂管 強度 水力特性

中圖分類號：TU99 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0097-01

隨著船舶工業的發展，玻璃鋼管在船舶上的應用越來越廣泛，已經應用于各船舶系統，并取得了良好的使用效果。本文主要從它的構成及其各方面特性，輔以相關數據和計算，作相關的分析，為了更了解和更好的使用玻璃鋼管作依據。下面就玻璃鋼管的結構及一些特性作介紹。

1 玻璃鋼管的定義

玻璃鋼管簡稱GRP OR FRP（Fiberglass Reinforced Plastic），俗稱玻璃纖維增強塑料管，是一種新型的復合材料管，主要由玻璃纖維紗作為增強材料和樹脂作為基體構成，玻璃鋼夾砂管的結構見圖1。

2 玻璃鋼夾砂管的力學性能

（1）玻璃鋼夾砂管密度遠小于鋼管，裝卸方便，易于安裝。

（2）因為玻璃鋼中的連續纖維有較高的拉伸強度及彈性模量，其機械強度可以達到或超過普通碳鋼的水平。

（3）根據表中參數，玻璃鋼的比強度是低碳鋼的四倍以上且具有較低的樹脂密度，因此玻璃鋼夾砂管具有輕質高強的性能，這是金屬材料和玻璃鋼夾砂管無法相比的，選擇玻璃鋼作為船舶管路將在滿足強度的前提下，將大大減少船舶的重量，提高了船舶的性能，可以裝載更多的貨物。

（4）玻璃鋼/復合材料的力學性能具有明顯的方向性，分環向和軸向，這是與金屬材料不同的，金屬材料不論在任何方向，強度和彈性模量幾乎完全相同。而對于玻璃鋼管，沿纖維方向的強度和彈性模量就比垂直于纖維方向上的要高得多，而且在制作過程中，可以人為地改變纖維的伸展方向和數量，使玻璃鋼與受力狀態相匹配，而鋼管是無法實現的。

3 玻璃鋼夾砂管的水力性能

4 玻璃鋼夾砂管RPMP和鋼管的水力損失比較

5 玻璃剛夾砂管RPMP和鋼管的其他特性比較

（1）玻璃鋼夾砂管的配件制作較方便，玻璃鋼管的彎頭、法蘭、三通、變徑管等都可外場制作，玻璃鋼法蘭可以與同等壓力同等管徑的鋼制法蘭相連接，而鋼管彎頭只有30°，45°，60°，90°。

（2）和鋼管相比，玻璃鋼管段長度一般都在6 m～12 m，管段長度大，總的結頭數量變小，不僅現場安裝方便，節省了附件降低了成本，而且更降低了管路的局部阻力。

（3）鋼管經過不同環境管壁其表面在安裝之前要加不同的表面處理，要么酸洗要么鍍鋅或其他的，玻璃鋼管內外表面都為樹脂，其表面本身就有耐腐蝕的性能，不需要其他涂層，避免了煩瑣的酸洗或鍍鋅處理等過程。

（4）玻璃鋼現場安裝不需要動火焊接，采用膠水粘制而成，安裝既安全又快捷。

（5）玻璃鋼熱膨脹系數很小，在整個管線安裝過程中，幾乎不需要布置伸縮器，而鋼管一般每隔20～30 m需安裝一個膨脹節，以增加整個管路的安全系數。

玻璃鋼夾砂管主要成分是樹脂，具有塑料管的特性，因此具有較強的可燃性，盡量避免和油脂類有機物接觸，也不要將玻璃鋼管放置在陽光下，這些是它的缺點，在船廠堆放或安裝過程中，都應該注意。

6 結語

玻璃鋼管同時具有塑料管和鋼管的特性，強度和水力特性好，管道摩擦損失小，具有很好的經濟適用性，在船舶管路系統中，應大力推廣使用。

參考文獻

[1]寧剛.玻璃鋼管道結構設計與性能研究[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學，2007，23（2）：36.