在役给水管道内涂覆的研究.pdf
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1、2 01 0 正 第 3 期 管 道 技 求 Pi p e l i n e Te c h n i q u e 5 设 各 a n d Eq u i p me n t 2 01 0 No 3 在役给水管道 内涂覆的研究 王彤 , 刘海星 , 赵明 , 杨坤 ( 1 长安大学环境科学与工程学院, 陕西西安7 1 0 0 6 4 ; 2 哈尔滨工业大学市政环境工程学院, 黑龙江哈尔滨1 5 0 0 9 0 ) 摘要 : 分析生长环对给水管道的影响, 寻求合理有效的方法抑制 生长环的形成 , 能够有效地延长给 水管道的寿命 , 提 高管道性能。从改善管网水质 、 改善水力条件等几个方面, 分析在役给水
2、管道 内涂覆 技术的应用优势。总结了国内外 多种在役给水管道 内涂覆技术。 关键词 : 给水管道 ; 腐蚀 ; 内涂覆 中图分类号: T U 9 9 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 4 9 6 1 4 ( 2 0 1 0 ) 0 30 0 4 60 4 Re s e a r c h o n I n t e r n a l Co a t i ng 0 f I n- s e r v i c e W a t e r S u pp l y Pi p e l i n e W ANG T o n g ,LI U Ha i - x i n g , Z HAO Mi n g , YANG K
3、u n ( 1 S c h o o l o f E n v i r o n me n t a l S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g , C h a n g a n Un i v e r s i t y , X i a n 7 1 0 0 6 1 ,C h i n a ; 2 S c h ool o f Mu nic i p a l a n d E n v i r o nm e n t a l E n g i n e e r i n g , Ha r b i n I n s ti t u t e o f T e c h n o l o g y ,
4、 Ha r b i n 1 5 0 0 9 0 , C h i n a ) Ab s t r a c t : Ac c o r d i n g t o p i p e l i n e h y g i e n i c s , t h e i mp a c t o f c o r r o s i o n a n d g r o w t h r i n g o n wa t e r s u p p l y p i p e l i n e i s a n aly z e d S e e k i n g r e a s o n a b l e a n d e f f e c t i v e w a y
5、s t o i n h i b i t t h e f o r ma t i o n o f g r o w t h r i n g c a n e ff e c t i v e l y e x t e n d t h e l i f e o f wa t e r p i p e s a n d i mp r o v e p i p e l i n e p e rfo r ma n c e F r o m a s p e c t s o f i mp r o v i n g t h e w a t e r q u a l i t y a n d h y d r a u l i c c o n
6、d i t i o n s o f w a t e r s u p p l y , t h e a p p l i c a t i o n a d v an - t a g e s o f t h e i n t e r n a l c o a t i n g t e c h n o l o g y o f i n s e r v i c e w a t e r s u p p l y p i p e l i n e a r e an a l y z e d A w i d e r a n g e o f t h e i n t e r n a l c o a t i n g t e c h
7、- n o l o gy o f i n s e r v i c e wa t e r s u p p l y p i p e l i n e s a t h o me a n d a b r o a d i s s u mme d u p a n d t h e a d v a n t a g e s an d d i s a d v a n t a g e s o f d i f f e r e n t t e c h ni q ue s a r e c o mp a r e d Ke y wo r d s : w a t e r s u p p l y p i p e l i n e;
8、c o rro s i o n ;i n t e rnal c o a t i n g 0 引言 给水管道是城市的基础设施 , 是城市给水工程 中 的重要组成部分, 给水管网以其规模大、 投资高、 埋在 地下错综复杂等因素, 给城市基础设施建设提出了更 高的要求。 国内城市给水管网建设发展迅速 , 为 了提高城市 供水的安全可靠性, 给水管网需要不断完善。2 0世纪 八九十年代是给水管网蓬勃发展时期, 然而这一时期 建设的管道 已经进入老化 、 弱化 阶段 , 对在役 的给水 管道进行修复是提高管道通水能力 , 改善管道水质、 延长管道使用寿命的重要手段。 1 管道腐蚀的危害 国内各城市的给水
9、管 网系统 , 大部分采用灰铸铁 管 , 2 0世纪 9 0年代 , 对 国内 4 0多个城市管材使用情 况进行了调查统计, 灰铸管所 占比例为 8 8 5 6 。这 部分管道未经过内涂衬处理, 内壁严重腐蚀, 形成不 规则环状物, 称为“ 生长环” , 它是主要 由沉淀物 、 锈蚀 基金项 目: 国家“ 十一五” 科技支撑计划课题 ( 2 0 0 6 B A J O 8 B 0 3 ) 收稿 日期 : 2 0 0 90 7 0 6 收修改稿 日期 : 2 0 1 0 0 30 6 物 、 黏垢及生物膜相互结合而成 的混合体。 1 1 生长环引起管网中水质的变化 1 1 1 管网中金属元素的增
10、加 对某城市给水管 网中含有 的铁离子浓度进行 了 监测并绘制 曲线 。从 水厂至管 网末梢之间设置若 干 铁离子浓度监测点 , 实测数据说明铁离子的浓度是随 着管线的延长 , 浓度呈逐渐升高趋势 , 如图 1 所示 。 喜 囊 图 1 铁浓度在 管网中的变化 1 1 2微 生物指 标 的 变化 生长环形成以后, 为微生物生存提供了载体, 促 使微生物的生长和繁殖。 1 1 3浊度 的 变化 当管道内壁受到腐蚀后, 水中各种悬浮物、 胶体 物质、 微生物和浮游生物增加, 使水质受到污染, 水的 第 3期 王彤等: 在役给水管道 内涂覆的研 究 4 7 浊度升高。实验期间浊度检测数据的统计结果如
11、表 1 所示 。 表 1 浊度检测统计 结果 1 2 生长环影响管道的通水能力 随着管龄的增 加, 管道 内壁 的生长环逐渐加厚 , 内壁粗糙不平 , 管道摩阻系数增大 , 过水断面面积缩 小 , 导致某市管道通水能力和供水水压下降( 见表 2 ) , 供水能耗和漏水率增加 , 浪费了宝贵的水资 源。这不 仅影响供水企业的经济效益 , 同时还会导致水量和水 压的不足而影响安全供水 。 表 2 生长环状 况 确定管道阻力系数与使用年限的关系 , 选取海 曾 威廉系数 c值作为参数, 对北方某市管径为 3 0 0 m lT l 管道的海 曾威廉 系数 C值进行测试 , 结果如 图 2所 示 。 图
12、 2 海 曾威廉 系数 C值的测试 结果( ON= 3 0 o ram) 1 3 管材的弱化 金属管材受到腐蚀, 使管材 内部结构发生了变 化 , 改变了管材原有的性能和强度 , 在外力的作用下, 管道运行易发生爆管事故。管材受腐蚀后, 受损处的 性能下降, 腐蚀状况会不断加剧, 最终导致管材的破 损 , 增加管网漏水量。 2 在役给水管道内涂覆的应用优势 改善供水水质, 不仅要改善水处理工艺和加大投 氯量 , 还要注意给水管道卫 生状况 , 防止管 网水质的 “ 二次污染” 。因此, 管道修复成为改善管网水质的主 要措施 。 2 1 改善管网水质 城市部分给水管道 已经服役多年 , 管道 内
13、形成很 厚的生 长环 , 卫 生条 件恶化。去 除生长环 可通过物 理 、 化学等多种手段 , 国内外已有很多先进技术, 但是 去除生长环会破坏管道内的致密铁 氧化层对管道 内 壁的保护作用 , 使金属管道 内壁完全暴露在水流冲 击下 , 管道 内的铁离子和微生物数量急剧增加 , 影响 管网中的水质和水的感官性状 , 同时, 也将加剧金属 管道的锈蚀 J 。给水管道的内涂覆技术可以降低水 的浊度和色度 , 减少氯投加量 , 如图 3所示 。 6 5 星 4 3 羁 2 l ( a ) 铁 离子的变化 2 3 4 5 6 取样点 ( c ) 浊度 的变化 0 r j 取样点 ( b ) 色度的变
14、化 ( d ) C O DM 的变化 图 3 水质 分析结果图 2 2 改善管道水力条件 内涂覆修复技术能保证管道原有 的输配水能力 ; 涂料膜减小了水流在管 内壁附近的摩擦阻力, 水头损 失降低 , 节省能耗。 以一条长1 0 0 0 m、 直径 4 0 0 m m的旧管道为例 , 由 于生长环的存在 , 实际管径为 3 6 6 mm, 去除生长环并 应用内涂覆技术后有效直径恢复到 3 8 7 mm 经济流速 按 1 3 4 m s 计算 , 可计算流量 、 水头损失 、 电费 , 如表 3 所示。根据表 3中的电费计算每年可以节省电费 9 3 4 6 元 。 表3 内涂覆前后水力条件比较
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