PP-B HM管网:更优的卫生设施和防洪排涝系统

作者:博禄(Borouge) 王欣 陈金辉 文章来源:PT《现代塑料》 发布时间:2014-08-20
中国现有的以水泥管、陶土管为主的排污管道和防洪排涝系统因其易开裂等弊端已不能适应城镇。而采用高模量聚丙烯原料制造的塑料管道,以其更加坚韧、重量更轻且更容易搬运和施工等诸多优点成为替代原有刚性管道的最佳选择。

中国现有的以水泥管、陶土管为主的排污管道和防洪排涝系统因其易开裂等弊端已不能适应城镇、工业设施建设的高速发展需求,因此迫切需要对它们进行改进和完善。作为一种新型柔性管道系统,采用高模量聚丙烯原料 (PP-B HM) 制造的塑料管道,以其更加坚韧、重量更轻,且更容易搬运和施工等诸多优点成为替代原有刚性管道的最佳选择。

前言

中国正处于城镇化和工业化发展的关键时期。国内的大部分村镇,还缺乏基本的卫生设施和排污管网系统。而在大城市,原有的老旧管网已不能满足日益增长的城市人口和发展需求。据相关政府部门报告,在2008~2010年期间,全国351个城市中就有62%的城市遭受洪涝。因此,在中国更新和扩大现有的城市排污系统,实现与雨、污分流,已成为刻不容缓的工作。

聚丙烯排污管道系统

博禄已开发了专用于重力无压排污管道系统的高模量聚丙烯原料 (PP-B HM)。采用该材料制造的管道的特点是坚韧且重量轻;相比传统的水泥管道,更容易搬运和施工,这也意味着不论是市政还是城镇的雨、污管网的建设速度可以大大加快。根据欧洲的相关项目经验,其安装速度几乎是水泥管道的3倍。此外,由于管道更轻,可以在工地实现人工搬运,不需要大型吊装设备,从而节省了施工费用。PP-B HM也可以用于制造塑料检查井,从而代替水泥或者砖井,使整个管网系统更加安全可靠。

澳大利亚的水处理工厂正在安装重量很轻的高模量PP-B管道系统

目前,PP-B HM材料已成功地用于制造实壁管道、双壁波纹管道,以及直径达3m的缠绕管道,而这些产品也已被应用在一些颇具挑战的项目中。与此同时,国内有许多厂家正在上马PP-B HM 雨、污管生产项目,包括生产检查室和检查井。

柔性塑料管道能够提供更好的长期性能

污水管道的破损是极其令人烦恼的事情,因为泄露的污水会污染饮用水,从而危害人们的健康。在欧洲进行的许多调研证明:水泥和陶土管道很脆,如果承受重载,则会开裂。例如,当岩石撞击管道顶部,管道就会出现开裂,然后完全坍塌,造成部分排污管道被堵塞。此外,即使污水管道在多数情况下能正确地敷设,随着后序燃气、供水管道或者通讯电缆在附近的敷设也能导致产生外部载荷,从而使污水管道破损。

与刚性的污水管道相比,柔性的塑料管道不易发生破损,使用寿命更长。这是因为,塑料管道在由地面交通或建筑物等传递给周围土壤的载荷的作用下可以慢慢产生形变,最终管道和土壤可以达到平衡,负载重新分布。这样,管壁的应力很低,可以承受载荷而不出现进一步形变或者任何破损。而对于刚性管道而言,由于不能产生形变,管壁产生的应力会引起管道开裂,最终排污管网崩塌。当污水管内产生的酸腐蚀水泥管道时,开裂过程会被加速,特别是在气候潮湿的亚洲一些地区,管道开裂的速度更快。鉴于类似PP-B HM的塑料材料具有优异的抗腐蚀能力,人们经常将一层塑料板材衬入已经开始腐蚀的排污管道。

柔性塑料管道在地震中具有良好性能

全球已经有许多证据说明,相比较刚性管道,柔性塑料管道能较好地吸收地震中强加于地下管网的高载荷。最近的一次强烈地震发生在2011年初的日本,随后还带来了海啸。震中位于日本东海岸70km处的太平洋,是自1990年以来世界第五次最大的地震。福岛核电站的毁坏迫使成千上万的人逃离家园。海啸产生的巨波波及数十公里,所到之处,无所不摧,导致数千人丧生。

地震之后,当地的塑料管道厂家“Dainippon 塑料”调查其管线在如此毁灭性的灾难中的表现,特别是采用克拉技术生产和安装的许多大口径缠绕管道,这些管道被敷设在日本东部、地震受损最严重的地区。经过日本政府的批准,“Dainippon塑料”的技术人员检测了福岛和宫崎城市之间总共21处管道,测量了其最大垂直变形。尽管地震的震级很高,建筑和道路损害严重,但他们检测的所有聚烯烃管道完好无损,仍可以正常运行。所有管道的垂直形变值均低于5,仍满足日本的产品标准要求。

管道顶部岩石的撞击导致水泥污水管道的脆性破坏(上);Dainippon 塑料的技术人员正在测量管道的垂直形变 (下)

在地震多发区和土壤液化区, 水泥检查室会高于地面1m或更多,水泥污水管道和地下排污管道的连接常常被破坏;轴向运动也造成许多玻纤增强管道(GRP)的破坏,因为这些力足以使管道的承插连接处分离,导致地下水进入管内。最终,这些管道不得不被替换。

中国使用PP-B HM排污管道项目介绍

1. 黄岗化学工业园区的PP-B HM污水管线

顾地集团是国内最早发展PP-B HM污水系统的塑料管道制造商之一,其湖北分公司购买了大连三垒的聚丙烯双壁波纹管生产线。管内径尺寸从400mm到1200mm,外表面颜色选用绿色,给客户传递“绿色、清洁”的信息。早在试机时,湖北顾地就确信使用博禄的BorECO BA212E PP-B HM材料能够生产出高刚度和超耐用的管材。2013年6月,顾地的产品在上海水展期间得到展示,其后成功应用于许多重要的工程项目。

以湖北东部的黄冈市为例,500~800mm口径的双壁波纹管,被用于输送当地化工园区的腐蚀性工业废水。这座位于市中心东北部17km处的工业园占地20km2,自1997年起投入运营,目前共有40多家企业入驻园区,在医药和化学品生产方面的投资超过20亿美元。2012年,该地区建造了污水处理厂,专门用于处理污水和化工废水,由于当地地质条件恶劣,成本高达1400万美元。

由于大部分废水都具有高度腐蚀性,因此非常需要耐腐蚀的塑料排污管道系统。而聚丙烯材料凭借自身优异的耐化学性和耐高温性成为理想的解决方案(这也是许多工业生产流程中使用PP板材作为管道和容器内衬以保护相关部件免受化学侵蚀的原因)。在早期的项目中,当地的一些工程师安装了金属增强塑料管和PE波纹管,然而出现了许多由于腐蚀、土壤滑移和劣质产品质量而导致的爆管问题。因此,他们转而使用了来自湖北顾地公司的高品质PP-B HM双壁波纹管。鉴于初始1.3km污水处理管道的特点,如易于安装、出色的性能测试,给工程师留下了深刻印象,目前他们正在考虑在整个化工园区的所有污水和废水管道系统中使用PP-B HM管材。

2. 坚韧的BorECOTM PP-B 三壁管道成功应对严苛条件

在快速发展的上海青浦区重固镇工业区,新建的下水道系统必须能够应对特别严苛的环境条件,如300mm和600mm口径的管道需要深埋在该地区非常潮湿和沉重的粘土中。设计师们倾向于使用重量轻且易于在此类困难条件下搬运和安装的塑料管道。因为塑料管道耐腐蚀,并且具有较长的使用寿命,适合长期输送工业废水和污水。

上海公元公司提出了使用由博禄BorECOTM BA212E PP-B HM材料制成的高模量、耐冲击的三壁管的解决方案。他们向工程设计团队解释了此类结构壁管不仅拥有额外的环刚度和纵向强度,而且重量轻,非常易于搬运和安装。实践证明,塑料管道可以在现场快速而轻松地进行安装,而三壁管还具有更高的纵向刚度,因此即使在严苛的潮湿环境中,也能实现准确敷设。PP-B HM管道非常坚韧且不会发生腐蚀,可以常年保持正常运行,从而成为重固镇工业区最佳的“全周期成本”解决方案。

在黄冈化工园区安装PP-B双壁污水管(左);埋设上海公元公司三壁PP-B管的深沟渠(右)

结论

在卫生设施和防洪排涝方面,中国仍然面临许多挑战,这也为使用新型塑料管道系统提供了机会。特别是大口径塑料管道的应用增长大大快于其他材料的管道,其年增长率达到了11%。而金属复合管道由于较高的破坏率,会逐步被全塑料管道替代。采用新一代高模量聚丙烯材料生产的排污管道重量轻、模量高、耐腐蚀,且易搬运和施工,其优势正逐步被用户认可。我们相信,PP-B HM管道系统将会在中国市政管网的建设中发挥更大的作用。

0
-1
收藏
/
正在提交,请稍候…