張 騰(中交三航局興安基建筑工程有限公司,上海 201315)
GRE(玻璃鋼)管道系統由環脂族胺固化的環氧樹脂浸漬的玻璃纖維制成。這種熱固性樹脂體系具有優異的耐腐蝕性以及優異的耐機械、物理和熱性能。其在精煉和化學品的應用上主要包括冷卻水、鍋爐給水、消防水、軟化水和鹽酸輸送等。GRE 管道系統的施工經驗表明,大多數接頭泄漏問題,主要是由于系統設計不當和安裝不良所致,即工藝不完善。
嚴禁使用鋼帶或其他金屬緊固件固定玻璃纖維產品,防止脆性破壞。用叉車裝載管道及配件時,確保用橡膠或海綿包裹前伸叉。配件正確放置在木箱中,用泡沫填充管子旁邊的空隙,以防止管件之間的碰撞。管道不可超過卡車車長0.3 m,因為過度彎曲會導致永久性損壞。運輸過程中應降低崎嶇路面的速度,以減少彈跳。
用帶寬≥100 mm 的尼龍或帆布吊裝帶,標準段最少設置兩個吊裝點;必要時人工搬運短管及配件,不可拋擲管道及配件;需放置在水平的、表層較軟的地基或物體上,最底層需放置在木條隔板(建議尺寸:13 cm×7 cm)上,木隔板間隔 3 m,兩端伸出不得超過 0.5 m;管道堆疊高度≤3 m;管側放置木楔,以防止管道滾動和墜落;材料投入使用之前不可移除端蓋保護材料,需仔細檢查配件并存放在貨架上;黏合劑必須儲存在室內,溫度<38 ℃;任何含橡膠材料的設備應存放在室內,以避免風化作用;損壞件需分開放置。
管道連接主要有:法蘭承插式(用于連接不同管材及附加配件);對接 O 型圈式(用于受限環境中);圓錐接合型(多用于地上管道,承受高壓環境);層壓接頭(用于平端管段等類型)。本文結合馬來西亞柔佛地下消防管道,就對接層壓型接頭作要點介紹。
(1)管道切割:切割的管段應使用白色標記進行標記。管道的外表面應通過磨損去除管道的外部涂層。尖端厚度應為 2~4 mm,管端應做 10°~15°倒角。管道連接和管道與管件(壁薄到壁厚)連接的細節,請參見圖1 和圖2。
(2)打磨和清理:根據圖1、圖2 和表1 所示的要求清理整個外表面,管邊也應磨毛。不宜用空氣軟管清潔外表面,以免水分滲透到層壓板中。層壓應在磨毛 2 h 內進行。
(3)制備黏合劑:制備底層黏合劑,并將其施加在需連接的管端的邊緣。
(4)調平和定位管道:將黏合劑涂在管端的外表面上,長度為 100 mm。使用橡皮刮板或小刮刀將黏合劑涂抹至細質玻璃纖維布上。請參閱表1 細質玻璃纖維布層數。

圖1 直管與直管對接

圖2 直管與管件對接

表1 接頭黏結順序
(5)底層固化:底層完成后,使用加熱毯固化 30 min。
(6)結構層施工:打磨底層表面,繼續結構層施工。根據比例配置樹脂混合物(詳見廠家配比),確保固化劑與樹脂完全混合,混合樹脂應在 30 min 內消耗完。應用表1規定的細質玻璃纖維布層數纏繞在管壁上,纖維布需拉緊并保證 50% 的重疊,同時用樹脂混合物浸漬纖維布。需用輥子除去層壓板內的氣泡。纏繞細質纖維布至規定層數后,根據表1 纏繞粗質纖維布,方法同上。根據表1 完成結構層纖維纏繞。
接頭放置于環境溫度固化 1~4 h,具體取決于環境條件。結構層干燥后,使用加熱毯纏繞接頭加熱 3 h。加熱毯應具有溫度控制器,確保加熱毯的平均溫度為 150 ℃。
(7) 硬度檢查:硬化試驗應在層壓工作完成 24 h 后進行。玻璃鋼層壓接頭的硬度試驗比例要求是 100%。硬度讀數最小為 31.5。 將測試結果記錄在檢查表中。如果接頭未通過硬度試驗,應重新進行接頭處理。
溝槽的施工應符合以下要求:①溝槽形狀取決于土壤類型:不穩定或穩定;②溝槽側面不含巖石或任何其他鋒利、硬性材料,并鋪設壓實砂墊層;③在安裝過程中保持溝槽干燥,必要時,保證排水系統;④溝槽底部的最小寬度(W)單管應為:W = 1.25×D(外徑) + 300 mm ;⑤管道和溝槽壁最小間距 150 mm。
下管前,必須考慮以下因素:①對于小型管節,可以使用繩索,吊索或輕型起重設備手動安裝;②使用尼龍吊帶或專業設備。
回填應遵循以下標準:①回填前移除臨時安裝設備;②在管頂一次傾倒大量的回填材料可能會造成管體受損,應盡量分散回填;③回填材料應以每 230 mm 一層進行壓實,避免因回填而造成的管道移位;④不可使用重型氣動錘或振動設備壓實,除非回填高度達到管頂以上 500 mm;⑤避免壓實工具與玻璃鋼管件之間的任何接觸。
在某些情況下,例如需要滿足管道應力分析或保護管道要求,管道系統需澆注在混凝土中。要求:①不可將混凝土直接倒在管道上,需有管道包裹保護材料;②混凝土振搗設備與玻璃鋼管的距離≥ 300 mm;③采取必要措施例如配有橡膠襯墊的 U 型卡固定管道。
水壓試驗應分兩步執行:①完整性試驗。測試壓力(1.5 倍設計壓力)應超過規定保壓時間,以證明系統的最大耐壓;②水密性試驗。測試壓力應增加到規定壓力(1.1倍設計壓力),以檢查各連接點密封性。
在進行水壓試驗之前,應檢查以下問題:①所有接頭完成硬度試驗;②溝槽已部分回填并壓實(接頭部位需暴露以觀測接頭情況);③所有臨時支撐,固定措施需就位;④除非另有說明,否則所有閥門應通過閥體試驗;⑤法蘭螺栓應根據廠家規定扭矩值進行擰緊。
在注水期間,排氣孔應打開,以便在向管道系統施加壓力之前排空空氣;管道系統的加壓應在 25%、50%、75%、100% 的 4 個階段進行;加壓速率>0.2 MPa/min,壓力應記錄在圓形壓力溫度記錄表上。當系統中的壓力穩定后,切斷壓力源,確保隔離閥關閉牢固,然后斷開加壓泵連接管并關閉隔離閥。試驗壓力應保持 4 h。
溫度變化對線路中的壓力有明確的影響。在封閉系統中,管子直接暴露在陽光下,可能會發生高達 25% 的壓力增加,采取必要的預防措施以防止超壓(安裝壓力釋放閥,設定為試驗壓力的 1.1 倍)。
若壓力記錄器無壓力下降,試驗成功。當完整性壓力試驗結束后,降壓至水密性試驗壓力(設計壓力 1.1 倍)。水密性試驗的持續時間通常取決于檢查所有接頭、管道和配件所需的時間。排干試壓水,臨時水壓測試連接件如閥門組、測試儀表、法蘭盲板、墊片及螺栓應在試驗完成后從管道系統中移除。
任何管道線路變更或修改都需重新進行水壓測試。
(1)水壓試驗完成后,壓力逐步釋放。所有排氣孔和排水管應處于打開狀態,直至管路水完全排除。
(2)測試完成后,在各管道系統上進行記錄。這些記錄應保留在質量文件中,并請見證方簽字。
玻璃鋼管道是一種新型輸水管材,具有質輕、高強、耐溫、耐腐蝕、安裝快捷、使用周期長等特點。本文根據馬來西亞柔佛地下玻璃鋼消防管道的施工經驗,針對各個環節的施工質量控制點進行了分析。