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摘 要:我国的城市供水管道建设发展已经超过百年历史,城市的地下布满了蜘蛛网状的自来水管线。它的状态直接影响到广大人民群众的身体健康和供水企业的形象与效益。
关键词:治理 工艺方法 技术
八十年代前,国内城市供水管道一般采用的是普通铸铁承插口管道,具有很好的抗腐蚀性能,可随着年代久远管道内壁锈蚀、结垢问题十分严重,对水质产生了严重的二次污染。
解决供水铸铁管道内壁锈蚀,污染水质的最佳工艺即对铸铁管道内壁进行内涂敷水泥砂浆层。目前新铺设的供水管道多采用具有内涂敷水泥砂浆层的球墨铸铁管道,或玻璃钢复合管道。可是对于已经使用多年的老旧城市供水管道,全部更换成带有水泥砂浆层的新型球墨铸铁管道显然是不现实的,怎样将正在使用的城市老旧供水管道整体内涂敷水泥砂浆层,下面对其技术进行阐述。
二、供水管道内涂敷水泥砂浆层的意义
供水管道清洗主要意义有三点:
1、提高管道输送效率
由管道的传输因数TF=4㏒3.7d/k公式可知:管道的传输因数TF主要取决于管道直径D和管道内壁粗糙度K这两个因数。通过对管道内涂敷水泥砂浆层可有效的降低管道内壁粗糙度,降低K因数,从而提高管道输送效率。
2、延长管道使用寿命
供水管道内部经过长年运行后会沉积很多水锈等腐蚀性物质,通过清管器将这些腐蚀性物质清洗干净并整体内涂敷水泥砂浆防腐层可延长使用寿命30~50年
三、供水管道整体内涂敷水泥砂浆层技术介绍
采用内涂敷器(PIG)对管线内壁进行整体内涂敷防腐层是目前国内外较为先进的施工工艺,它的基本原理就是:将已经铺设完成或已运行的管道内壁清洗干净后,置入两个(或多个)内涂敷器与清管器,夹带防腐层所用涂料,以空气为动力通过管道,将涂料均匀的内涂到管道的内壁,形成管道内防腐层。
操作方法如下:
1、施工作业时首先选择好管线的待作业段,挖掘作业坑,安装收发球装置。
2、采用各种功能清管器对管道内壁进行清洗,以达到管线内涂敷要求标准。
3、将两只清管器中間注入涂料,采用空气压缩机做为动力推动其前进,涂料被均匀的内涂到了管道的内壁,控制清管器的外径尺寸及运行速度即可控制管道内涂层的厚度。如图所示:
2、内涂敷器的种类:
内涂敷器从结构分主要两大类:皮碗式内涂敷器和泡沫内涂敷器。
2.1、皮碗式内涂敷器:
由两个、三个或多个皮碗同一个钢质轴主体连结在一起,前端安装分流体组成皮碗内涂敷器。
2.2、泡沫式内涂敷器:
由聚酯型聚氨酯材料在炮弹型磨具中发泡成型的泡沫型内涂敷器是近年研制开发出的,用于管道内涂敷防腐层的新型内涂敷器。
泡沫式内涂敷器由于变形量大,柔韧性好,通过能力强,可以通过任何弯头和三通,价格又便宜,得到广泛应用。
2.3、内涂敷设备的主要技术指标:
①电子定位系统:
发射机:连续工作时间100~300小时,耐压50~100㎏/c㎡,环境温度-20℃~+90℃,抗冲击75g。
接收机:连续工作时间24小时,有效探测深度7~10米,定位精度±7㎝。
通过指示仪:连续工作时间24小时,有效探测深度7米,响应速度10~20米/秒。
②皮碗式内涂敷器:耐压100㎏/c㎡,聚氨酯皮碗耐磨寿命2㎜/100㎞,橡胶皮碗耐磨寿命30㎜/100㎞,能顺利通过1.5D弯头,万向节清管器可通过1.0D弯头。
③泡沫式内涂敷器:耐压70㎏/c㎡,可通过任意弯头,耐磨性能同聚氨酯皮碗,但随管壁粗糙度不同,变化较大,适用范围几公里至几十公里。
3、供水管道内涂敷水泥砂浆层工艺:
①内涂敷器的动力选择:推动内涂敷器对管道内壁进行内涂敷水泥砂浆的动力可以采用空气压缩机作为动力,内涂敷器的起动压力为1㎏/c㎡左右,视管道的口径和长度采用1-3台额定压力为8㎏/c㎡即可。
②内涂敷器的速度控制:通过动力介质的流量和压力来控制内涂敷器的速度,一般控制在3米/秒较好。
③在待内涂敷水泥砂浆层管段两端挖作业坑:坑长2.5米,宽1.5米,深度在管下面深入0.3米,视管径而异。
④安装清管器、内涂敷器:打开发射仓,将清管器、内涂敷器发射机电源接通,用接收机监测发射信号正常,将清管器、内涂敷器放入发射仓内指定位置后关闭发射仓,由进料口注满水泥砂浆。
⑤内涂敷器、清管器启动:用接收机观察发射机一直工作正常,观察压力表,压力升到0.7㎏/c㎡左右,内涂敷器、水泥砂浆、清管器将启动,当接收机信号突然消失,说明清管器已经启动,下面就按计算的空气流量保持内涂敷、水泥砂浆、清管器正常运行。
⑥内涂敷器、清管器的监测:在内涂敷器、清管器启动前,沿管线设定的观测点放置通过指示仪,内涂敷器、清管器启动时,指示仪应处于正常工作状态,启动后每个监测点应注意记录并向指挥员报告内涂敷器、清管器通过情况。
1、管道情况检查
施工前对管道使用情况进行检验,观测管道输送压力,检查管线沿途设施,对弯头、三通、变径等重点位置做好标识。
2、施工管段清管
(1)管道检查合格后,各种机具设备(断管、清管设备、挖掘机、空气压缩机、电子定位设备、恢复工具等)准备就绪后,停水时,在管段两端联接法兰,安装收发球装置。
(2)安装清管器,清管器内安装电子发射机,在使用前检查其电源电压。
(3)用聚酯型裸体泡沫清管器在管内清扫,出管后及时检测清管器外型,尺寸。管道如有严重过瘤、偏差、错边,致使清管器卡堵、严重损坏,当表压达到0.4MPa以上时,连续两个清管器被堵,应视为清管器被卡阻。此时由施工人员携带电子定位接收机,寻找清管器的准确位置,把施工管段割断,排除卡堵故障。上述操作完成后方可继续进行施工管段的清管作业。
(4)用聚酯型螺旋刷泡沫清管器对管道进行清管,将原来粘接在管道内壁的污垢、泥沙推出管道,使管道内壁达到内涂敷水泥砂浆层的sa2.5标准等级。
3、施工管段内涂敷水泥砂浆层
(1)、计算出待施工管段内涂敷水泥砂浆的用量,将实际量比理论计算量增加10%.
(2)、内涂敷水泥砂浆层作业中,内涂敷器、水泥砂浆、清管器的行进速度宜控制在1m/s左右。
五、结论
综上所述,采用内涂敷器对城市供水管道进行整体内涂敷水泥砂浆层是目前世界上广泛推行的最佳修复老旧管道的方式,其内涂敷效果和效率及安全环保性均高于其他任何一种方式,应大力推广使用,为我国的城市供水安全,百姓身体健康做出贡献。
关键词:治理 工艺方法 技术
八十年代前,国内城市供水管道一般采用的是普通铸铁承插口管道,具有很好的抗腐蚀性能,可随着年代久远管道内壁锈蚀、结垢问题十分严重,对水质产生了严重的二次污染。
解决供水铸铁管道内壁锈蚀,污染水质的最佳工艺即对铸铁管道内壁进行内涂敷水泥砂浆层。目前新铺设的供水管道多采用具有内涂敷水泥砂浆层的球墨铸铁管道,或玻璃钢复合管道。可是对于已经使用多年的老旧城市供水管道,全部更换成带有水泥砂浆层的新型球墨铸铁管道显然是不现实的,怎样将正在使用的城市老旧供水管道整体内涂敷水泥砂浆层,下面对其技术进行阐述。
二、供水管道内涂敷水泥砂浆层的意义
供水管道清洗主要意义有三点:
1、提高管道输送效率
由管道的传输因数TF=4㏒3.7d/k公式可知:管道的传输因数TF主要取决于管道直径D和管道内壁粗糙度K这两个因数。通过对管道内涂敷水泥砂浆层可有效的降低管道内壁粗糙度,降低K因数,从而提高管道输送效率。
2、延长管道使用寿命
供水管道内部经过长年运行后会沉积很多水锈等腐蚀性物质,通过清管器将这些腐蚀性物质清洗干净并整体内涂敷水泥砂浆防腐层可延长使用寿命30~50年
三、供水管道整体内涂敷水泥砂浆层技术介绍
采用内涂敷器(PIG)对管线内壁进行整体内涂敷防腐层是目前国内外较为先进的施工工艺,它的基本原理就是:将已经铺设完成或已运行的管道内壁清洗干净后,置入两个(或多个)内涂敷器与清管器,夹带防腐层所用涂料,以空气为动力通过管道,将涂料均匀的内涂到管道的内壁,形成管道内防腐层。
操作方法如下:
1、施工作业时首先选择好管线的待作业段,挖掘作业坑,安装收发球装置。
2、采用各种功能清管器对管道内壁进行清洗,以达到管线内涂敷要求标准。
3、将两只清管器中間注入涂料,采用空气压缩机做为动力推动其前进,涂料被均匀的内涂到了管道的内壁,控制清管器的外径尺寸及运行速度即可控制管道内涂层的厚度。如图所示:
2、内涂敷器的种类:
内涂敷器从结构分主要两大类:皮碗式内涂敷器和泡沫内涂敷器。
2.1、皮碗式内涂敷器:
由两个、三个或多个皮碗同一个钢质轴主体连结在一起,前端安装分流体组成皮碗内涂敷器。
2.2、泡沫式内涂敷器:
由聚酯型聚氨酯材料在炮弹型磨具中发泡成型的泡沫型内涂敷器是近年研制开发出的,用于管道内涂敷防腐层的新型内涂敷器。
泡沫式内涂敷器由于变形量大,柔韧性好,通过能力强,可以通过任何弯头和三通,价格又便宜,得到广泛应用。
2.3、内涂敷设备的主要技术指标:
①电子定位系统:
发射机:连续工作时间100~300小时,耐压50~100㎏/c㎡,环境温度-20℃~+90℃,抗冲击75g。
接收机:连续工作时间24小时,有效探测深度7~10米,定位精度±7㎝。
通过指示仪:连续工作时间24小时,有效探测深度7米,响应速度10~20米/秒。
②皮碗式内涂敷器:耐压100㎏/c㎡,聚氨酯皮碗耐磨寿命2㎜/100㎞,橡胶皮碗耐磨寿命30㎜/100㎞,能顺利通过1.5D弯头,万向节清管器可通过1.0D弯头。
③泡沫式内涂敷器:耐压70㎏/c㎡,可通过任意弯头,耐磨性能同聚氨酯皮碗,但随管壁粗糙度不同,变化较大,适用范围几公里至几十公里。
3、供水管道内涂敷水泥砂浆层工艺:
①内涂敷器的动力选择:推动内涂敷器对管道内壁进行内涂敷水泥砂浆的动力可以采用空气压缩机作为动力,内涂敷器的起动压力为1㎏/c㎡左右,视管道的口径和长度采用1-3台额定压力为8㎏/c㎡即可。
②内涂敷器的速度控制:通过动力介质的流量和压力来控制内涂敷器的速度,一般控制在3米/秒较好。
③在待内涂敷水泥砂浆层管段两端挖作业坑:坑长2.5米,宽1.5米,深度在管下面深入0.3米,视管径而异。
④安装清管器、内涂敷器:打开发射仓,将清管器、内涂敷器发射机电源接通,用接收机监测发射信号正常,将清管器、内涂敷器放入发射仓内指定位置后关闭发射仓,由进料口注满水泥砂浆。
⑤内涂敷器、清管器启动:用接收机观察发射机一直工作正常,观察压力表,压力升到0.7㎏/c㎡左右,内涂敷器、水泥砂浆、清管器将启动,当接收机信号突然消失,说明清管器已经启动,下面就按计算的空气流量保持内涂敷、水泥砂浆、清管器正常运行。
⑥内涂敷器、清管器的监测:在内涂敷器、清管器启动前,沿管线设定的观测点放置通过指示仪,内涂敷器、清管器启动时,指示仪应处于正常工作状态,启动后每个监测点应注意记录并向指挥员报告内涂敷器、清管器通过情况。
1、管道情况检查
施工前对管道使用情况进行检验,观测管道输送压力,检查管线沿途设施,对弯头、三通、变径等重点位置做好标识。
2、施工管段清管
(1)管道检查合格后,各种机具设备(断管、清管设备、挖掘机、空气压缩机、电子定位设备、恢复工具等)准备就绪后,停水时,在管段两端联接法兰,安装收发球装置。
(2)安装清管器,清管器内安装电子发射机,在使用前检查其电源电压。
(3)用聚酯型裸体泡沫清管器在管内清扫,出管后及时检测清管器外型,尺寸。管道如有严重过瘤、偏差、错边,致使清管器卡堵、严重损坏,当表压达到0.4MPa以上时,连续两个清管器被堵,应视为清管器被卡阻。此时由施工人员携带电子定位接收机,寻找清管器的准确位置,把施工管段割断,排除卡堵故障。上述操作完成后方可继续进行施工管段的清管作业。
(4)用聚酯型螺旋刷泡沫清管器对管道进行清管,将原来粘接在管道内壁的污垢、泥沙推出管道,使管道内壁达到内涂敷水泥砂浆层的sa2.5标准等级。
3、施工管段内涂敷水泥砂浆层
(1)、计算出待施工管段内涂敷水泥砂浆的用量,将实际量比理论计算量增加10%.
(2)、内涂敷水泥砂浆层作业中,内涂敷器、水泥砂浆、清管器的行进速度宜控制在1m/s左右。
五、结论
综上所述,采用内涂敷器对城市供水管道进行整体内涂敷水泥砂浆层是目前世界上广泛推行的最佳修复老旧管道的方式,其内涂敷效果和效率及安全环保性均高于其他任何一种方式,应大力推广使用,为我国的城市供水安全,百姓身体健康做出贡献。