玻璃钢管线技术规范书.docx
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玻璃钢管线技术规范书
卷册检索号
30-F601E5CY3-S01
青岛发电厂
一期2×300MW海水脱硫工程
玻璃钢管技术规范书
国家电力公司华东电力设计院
工程设计甲级090001-sj工程勘察综合类甲级090001-kj
2004年6月上海
目次
1．概述
2．相关定义
3．供方职责
4．规范和标准
5．供货范围
6．设计和制造
7．结构和加工工艺
8．包装、运输和贮存
9．检验和试验
10．检修
11．质量保证/文件
12．售后服务
13．其它
青岛发电厂
一期2×300MW海水脱硫工程
玻璃钢管技术规范书
批准：
审核：
校对：
编写：
1．概述
”条1.1本技术规范书适用于青岛发电厂一期2×300MW海水脱硫工程（2台1025t/h锅炉各一套脱硫系统）。
它包括对工程中使用的玻璃纤维增强塑料管道系统、其它玻璃钢结构和玻璃钢材料制造的相关附件的最低技术要求。
1.2本技术规范书所提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文。
供方应提供符合本技术规范书和现行工业标准的优质产品。
1.3如果供方没有以书面方式对本技术规范书的条文提出异议，则意味着供方提供的设备完全符合本技术规范书的要求。
1.4本技术规范书所使用的标准，如遇与供方所执行的标准发生矛盾时，按较高的标准执行。
如果本技术规范书与现行使用的有关国家标准以及部颁标准有明显抵触的条文，供方应及时书面通知需方进行解决。
1.5技术规范书经供方、需方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等效力。
＊1.6供方须提供所供管道在国内300MW发电机组海水脱硫系统中或者类似使用环境中运行时间不少于3年的供货业绩和良好运行记录。
应说明制造厂的设计与管道生产水平（主要设计人员数量、资历，主要生产与测试设备数量、规格、出厂日期，质量保证体系认证）
1.7本技术规范书规定由玻璃纤维增强乙烯基酯或同类聚酯或其它许可材料，如玻璃纤维增强热硬化塑料材料制造的产品的购买、设计、检查和包装。
其它聚酯材料也可选用，如双苯酚或乙烯基酯。
1.8本技术规范书对下列项做出要求：
-原材料
-设计
-资格试验（适用条件）
-构造和工艺
-包装、运输和贮存
-检查和试验
-质量保证/文件
-维护、检修
1.9厂区位置与气象条件
厂区位置：
青岛市四方区青岛发电厂内；场地海拔高程：
3.67m（85国家高程）。
气象条件：
多年平均气温12.2℃;极端最高气温37.4℃;极端最低气温-17.5℃;多年平均相对湿度74%;最小相对湿度4%;最大相对湿度98%;多年平均气压1015.9hpa;最小水气压0.3hpa;最大水气压37.5hpa;多年平均降雨量671.5mm;年最大降雨量1227.6mm;年最小降雨量380.1mm;24小时最大降雨量197.6mm;平均风速5.4m/s;最大风速32m/s;50年一遇距地面0～10m高度的风压0.60kN/m2。
介质条件：
海水平均含沙量为0.03~0.07kg/m3，最大为1.6kg/m3；海水自然温度变幅2～29.8℃。
1.10有关设计依据
1.10.1吸收塔入口烟道工作温度105℃;吸收塔入口烟道工作压力+3000Pa;吸收塔出口烟道工作温度45℃;吸收塔出口烟道工作压力+1900Pa
1.10.2海水管道:
风荷载：
0～10m960Pa;风荷载：
10～30m1760Pa;地震：
地面水平方向按0.1g;外部荷载：
土壤负重加上部动荷载20KN/m2（局部40KN/m2）。
海水温升：
约5～15℃（凝汽器排水温升随发电和供热负荷及水量变化）。
1.10.2曝气管道:
风荷载：
同海水管道；地震：
地面水平方向按0.1g;温度：
100℃;压力：
25Kpa
2．相关定义
需方:
青岛发电厂;供方:
玻璃钢产品供应商;FGD:
烟气脱硫;ANSI:
美国国家标准化组织;AWWA:
美国水组织协会;ASTM:
美国材料实验协会;C-玻璃:
抗化学玻璃;EN:
欧洲标准;ECR-玻璃:
抗电化学腐蚀玻璃;GPR:
玻璃纤维增强塑料;GRE:
玻璃纤维增强环氧树脂;GRUP:
玻璃纤维增强不饱和聚酯;GRVE:
玻璃纤维增强乙烯基酯;PTFE:
聚四氟乙烯;ISO:
国际标准化组织;MSS:
制造商标准化协会;层合板:
树脂块或者是用玻纤增强（或其它合适纤维）模制;胶衣层:
层合板表面的薄树脂层，它们不用织物、纤维增强;铺层:
是一种在固化前向一模具里铺放或生产层合板的工艺;固化:
一种使产品最终聚合的化学反应。
3．供方职责
供方应对海水管道、曝气风道和预埋件的详细设计、制造、供应和性能负责，且保证设备满足本规范书以及其它文件的要求。
如设备，组件或结构材料有可供选择的建议，供方应明确指出建议中偏离本技术规范书或参数表的详细部分。
任何供选择的建议和技术数据应经过需方以书面形式确认。
供方有责任保证整个交货过程符合相关法规、标准和技术规范书。
即使需方规定了管道的质量和制造要求，但这不应影响供方应作的保证和对性能负全责。
如果需方接受供方对技术规范书的修改，也同样不影响供方应负的责任。
4．规范和标准
4.1法规
应遵照当地和政府权威机关的条例法规。
4.2设计和制造标准条例
在整个脱硫系统设计过程中，应用的所有标准应在投标文件中明确给出，应用的具体条款应着重指出。
供方应明确指出没有具体条例或标准可依据的工作，并且提供足够的资料，帮助需方评估可以采用实用的标准，保证工作开展。
ANSIB16:
钢管道法兰和法兰配件;
ANSI/AWWAC207:
水厂用钢管道法兰，4"—144";
ASTMD2310:
机械制造增强热固性树脂管道标准等级;
ANSI/AWWAC950:
玻璃纤维压力管道标准;
ASTMD2563:
玻璃增强塑料板可视缺陷分类标准;
ASTMD2240:
橡胶硬度试验方法;
ASTMD4024:
增强热固性树脂法兰;
ASTMD3567:
增强树脂管道和附件尺寸;
ASTMD2996:
纤维缠绕“玻璃纤维”（玻璃纤维增强热固性树脂）管道标准规范;
ASTMD3517:
玻璃纤维压力管标准规范;
ASTMD4161:
带弹性人造橡胶密封圈“玻璃纤维”管道接头标准规范;
BS6464：
1984:
增强塑料、管道、配件和接头（英国标准）;
BS7159：
1989:
玻璃增强塑料（GRP）管道系统设计和施工（英国标准规范）;
ASTMD638-91:
塑料拉伸性能标准试验方法;
KRVA984/82-02:
玻璃纤维增强热固性树脂管设计和安装指导，带衬层或不带衬层;
CECS129：
2001:
玻璃钢管道工程施工及验收规范
5．供货范围
投标报价数量尺寸见下表和附图。
供方根据附图示直管段长度、接头数量进行分项详细报价。
实际供货数量将以最终配管图为准。
管径和壁厚
长度m
重量
敷设方式
地面负荷
备注
·升压泵房进水管
?
1400/12
670
管顶覆土4.0m
吸收塔供水管配件
?
1400/12
·吸收塔供水管
?
1000/12
100
管顶覆土1.0m
吸收塔供水管配件
?
1000/12
·吸收塔排水管
?
1200/12
1000
管顶覆土1.5m
吸收塔排水管配件
?
1200/12
·曝气池出水分配管
?
1200/12
120
管顶水深1.0m
曝气池出水分配管配件
?
1200/12
·曝气风道
曝气风道配件
供货范围应包括海水脱硫喷淋供排水管道及其附件、曝气池出水分配管、曝气风道。
管道/风道和预埋件设计（压力分析、详细图纸/配管图）
支架位置和支架结构确认
管道、风道、预埋件、排水短管和通风短管、仪表连接短管
所有法兰连接的螺栓、螺母、垫圈和垫片
所有必须的支架
试验、现场服务
可运行2年的备件
安装/检修用特殊工具
现场接头、安装工具箱和安装材料
热膨胀接头和固定点布置应与管道/风道整体供货
管道安装与现场水压试验（单独报价，人员住宿自理）。
6．设计和制造
6.1运行条件
海水管道布置在电厂厂区室外，埋地敷设（部分沟内敷设和架空露天敷设）。
风管布置在海水曝气池上暴露在大气中。
＊管道和沟道应按连续运行30年设计。
＊管道的工作压力为0.6MPa，最大负压为0.05MPa。
6.2设计要求
6.2.1概述
规则、法规、标准和其它设计文件见第4部分。
6.2.1.1管道材料的性能应满足
＊最小环向弯曲极限强度不小于350MPa
＊最小环向拉伸极限强度不小于250MPa
＊最小轴向弯曲极限强度不小于120MPa
环向弯曲模量不小于25000MPa
刚性加劲环环向弯曲模量不小于30000MPa
环向拉伸模量不小于22000MPa
轴向弯曲及拉伸模量不小于11000MPa
泊松比（环向、轴向）：
VHL＝0.5
热膨胀系数：
轴向与环向均为23×10－6 1/℃
6.2.1.2玻璃钢管件（弯头）材料性能应满足：
最小环向弯曲极限强度不小于160MPa
最小环向及轴向拉伸极限强度不小于160MPa
环向弯曲模量不小于13000MPa
环向及轴向拉伸模量不小于13000MPa
6.2.1.3橡胶接头及橡胶密封圈的性能应满足：
橡胶接头ShoreA硬度：
55±5°
橡胶密封圈ShoreA硬度：
60±5°
拉伸强度：
大于或等于16MPa
永久变形：
小于20%
老化系数：
大于0.8（70℃，144h）
6.2.2海水管道/沟道
压力计算和支架设计应根据选用的设计规范。
支架或锚定装置的最大间距应保证足够的刚度。
支架间的挠度应为最大跨度的1/360。
海水管道支架应能支撑全充满水的管道。
当管道/沟道充满水和没有水且暴露在阳光下两种情况下，均应进行挠性/压力计算。
在热膨胀或基础沉降或震动时，伸缩节应防止结构或设备变形或破坏。
供方应提供接头的详图，以及带接头位置和类型的总装配图。
供方应提供有关管道、支架的计算数据。
6.2.3详细设计-设计标准/荷载/计算
详细设计-概述
本节包含了设计的基本需要资料，这样玻璃钢管使用者可对该材料的优点有更好的理解。
但是，提供的资料不应作为设计手册。
为了更精确的设计，制造商应提供所采用品牌产品的应力特性。
根据制造方式、缠绕角度、树脂类型和玻纤含量、允许应力水平有所不同。
为得到安全允许设计应力，应考虑玻璃钢材料在压力条件下的特性。
脆裂强度不能作为允许应力很好的设计依据，因为在脆裂压力到达前，非弹性变形已产生。
通常，最大弹性壁应力（UEWS）作为参考,也就是最大弹性壁应力时变形是可恢复的。
另外可辨别的重要一点是当加压时是否漏水。
漏水是因为材料非弹性变形引起的。
当压力超过最大弹性壁应力（UEWS）时，开始漏水。
脆裂压力和漏水压力通常通过短时间破坏试验得出。
正确的设计压力应低于这些压力值，并经验证后得到。
详细设计
详细设计包括所有必须的静态计算和详图，包括支架、膨胀节、排水短管、通气短管和仪器连接短管。
在壁厚计算中，内衬材料和外表面层不应考虑在内。
管道应满足土壤荷载和20Kpa外部活荷载（局部40Kpa）的要求。
管道和管道系统应用1.5倍设计压力的试验压力进行静水压试验。
允许应变/应力和设计界限
对管道系统（管道和配件），设计应力和应变应根据选择的设计规范。
选择的设计原则应作说明，应变基础上的应力计算结果应满足不产生微裂纹的要求。
管道接口
应给出最小管道接口尺寸。
6.2.4原材料
概述
玻璃钢产品内部材料结构和特性应符合选择的设计规则和本技术规范书。
所有原材料都应是新的没被用过的，且没有污染和缺陷。
用来生产复合产品的材料,如树脂、玻璃纤维增强材料、颜料和其它材料，应满足本技术规范书的要求。
所有原材料应由GRP制造商书面形式确定，并具原材料供应商的鉴证。
使用前，玻璃钢制造商应进行检测。
原材料控制标准、法规/标准和数值/误差见下列值：
可接受标准
推荐测试标准/或等同标准
玻璃纤维
单重控制
+/-20%
ISO3374
含水量
最大0.1%
ISO3344
有机物含量
7%+/-1.5（表面毡）
1.4%-6%（短切毡）
0.4%-1.6%（玻纤布）
ISO1887
树脂
密度（250C）
1.04+/-0.02
（ASTMD792）
粘度（250C）
450+/-70cps
（ASTMD2393）
凝胶时间（250C）
10+/-6分钟
（ASTMD2471）
极限值
150+/-10oC
（ASTMD2471）
单体含量
45+/-2%
（DIN16945
酸值
10+/-3mgKOH/克树脂
（ASTMD1639）
玻璃化温度
110+/-5oC
（ASTMD3418）
加德纳色度
2-3之间
（ASTMD1588）
体积收缩率
6-8%
（ASMTD2566）
短裂延伸率
最小2%
（ASTMD638）
频率
每批
供方应提供所有原材料的性能与产品合格证明。
树脂
（1）概述
证明材料包括提供数据表、安全数据、历史数据和合适的结果。
（2）聚酯树脂
所用材料应为正规厂家的产品，性能要求稳定、可靠，并提供业绩资料。
产品应由乙烯基酯树脂构成，制造商应注明树脂类型和所选择的固化体系。
供方按以下两种要求设计管道，并分别报价供需方选择；
Ⅰ管壁分内衬、中间结构层与外表保护层。
内衬采用耐腐蚀高强度的乙烯基酯树脂，中间结构层采用间苯树脂，外表保护层亦采用耐腐蚀高强度的乙烯基酯树脂，对于曝露在空气中的管道应添加耐紫外线幅射抗老化的成份。
Ⅱ管道壁内衬与中间结构层合并，采用一种耐腐蚀高强度的乙烯基酯树脂，外表保护层亦采用耐腐蚀高强度的乙烯基酯树脂，对于曝露在空气中的管道应添加耐紫外线幅射抗老化的成份。
供方应明确树脂类型和固化剂/催化剂的牌号。
带粘合剂和固化剂、薄片连接树脂的工具包应标有商标名称、供应商和保质期（或生产日期和保存期限）。
这同样适用于备件工具箱。
（3）玻璃纤维增强材料、填料和颜料
用增强结构的玻璃纤维增强材料将是满足国际接受标准的抗化学腐蚀玻璃或抗电化学腐蚀玻璃，同时要涂有与所挑选树脂匹配的浸润剂。
所有使用的玻璃纤维应衬一层合适硅烷类表面活化剂以保证足够的粘附性。
如果没有另外同意，下列技术规范适用：
表面毡
用匹配树脂系统的粘接抗电化学腐蚀或抗化学腐蚀型玻纤,30-80g/m2。
对于会浸蚀玻纤表面毡的化学环境用聚合物表面毡来替代。
短切毡
由树脂粉末粘合剂粘接在一起ECR型短切纤维。
纤维长度：
10-50mm
300-600g/m2，最大重量误差+10%
最大含水量0.2%
纤维布
ECR玻纤，有机物含量最大2%重量比。
含水量最大0.2%重量比,600-800g/m2,（2400纤维纱），最大重量误差+10%。
连续纤维
ECR型玻璃。
有机物质和湿度的要求与纤维布相同。
颜料的要求，只有没有影响成分性能时才能被接受。
如果树脂中使用填充物，填料的类型、数量和目的的完整资料应提交给需方以得到正式批准。
填充物或颜料如果降低层压板或结合的性能，则不能使用。
加进树脂/硬化剂混合物的触变剂应<2%（重量比）。
内含添加剂或配方的树脂，与标准树脂相比，影响耐腐蚀性能或产生有毒气体，则不能使用。
供方应提供所有原材料的成分、性能与出厂合格证明。
固化机理
为了使化学反应的发生，生成最后聚合产品，硬化剂、催化剂和加速剂可根据制造厂家的建议适当添加在树脂中。
供方应提供生产制造记录。
制造铺层：
概述
没有业主的书面同意，制造厂家不能采用分包商形式。
如无特殊要求，所有暴露在液体中的产品，应有一层均匀富树脂衬里构成：
——表面毡，它们可能是化学玻璃（例如耐化学腐蚀玻璃）或聚合纤维，如聚丙烯晴聚酯纤维。
——用于制造产品的同种树脂。
铺层应包括下列层，从加工侧算起：
内表面层
由上述的表面毡加强树脂组成，玻纤含量大约为5-15%（重量比）。
防渗层
应有一层450gr/m2粉末粘合ECR型玻纤毡，玻纤含量20-30%（重量比）。
结构层
应有ECR型玻纤短切毡，织物，玻纤布，纤维缠绕构成或化合物。
最大玻纤含量75%（重量比）。
外表面层
应包括一层C-玻纤表面毡增强含蜡树脂构成，玻纤含量5-15%。
在数据表中要求阻燃的产品，外部结构和表面层应由阻燃性树脂构成。
防燃漆或涂层可以用来代替此结构。
阻燃剂或颜料的应用应取得需方书面同意。
最终产品的一些要求
玻纤含量（重量比）：
富树脂层：
5-15%最小
纤维缠绕管道：
>60%
纤维缠绕附件：
>60%
最大玻纤含量：
75%
胶接剂
胶接管道连接用的粘接剂为环氧型。
应放工具包里，里面至少有环氧树脂、硬化剂（按各自建议的比例分开）、混合杆、接头清洁器、沙纸和刷子以及使用说明书。
胶接剂工具包上应印有包装日期和要求贮存条件和终止使用的日期。
胶接剂工具包在40oC时使用寿命应不小于6个月（自装船日期起）或12个月（自生产日期起）。
供方应提供粘接剂、硬化剂等材料的成分、性能、生产日期与出厂合格证明。
橡胶密封环
承插连接的密封环应为橡胶类型，使产品能够抵抗输送液体以及服务温度和压力下的浸蚀材料。
制造商应注明橡胶类型,提供在满足要求的使用条件和30年设计寿命的证据。
O形环应有55+/-5o肖氏硬度，按ASTMD2240标准。
橡胶密封材料由供方指定。
材料应能适应服务条件，包括输送液体。
供方应提供密封环的材料成分、性能和出厂合格证明。
垫圈
法兰橡胶垫圈材料应有60+/-5ShoreA硬度，按ASTMD2240标准测量。
垫圈材料有大范围的蠕变，例如，应不采用聚四氟乙烯。
垫圈材料应能适应服务条件，包括输送液体。
应提交参数表或图纸标明垫圈材料类型和各种直径的尺寸，以得到批准。
供方应提供垫圈的有关数据表。
固定杆（锁紧带）
锁紧带材料应证明对所用环境和所装的介质是合适的。
制造商要注明材料类型,并提供对所用的条件合适的证据。
用来抗轴向力的橡胶密封环承插接头的固定杆应由柔性的热塑性材料制作，能适应特殊的工作条件，如温度、周围环境、压力、紫外线辐射等。
制造商应注明热塑性材料类型、材料，并提供所用条件合适的证据。
供方应提供材料性能与出厂合格证明。
螺栓
供方应对螺栓设计,拧紧步骤和最大/最小扭矩提出建议。
安装扭转力矩应提供，适应螺栓连接各种直径和类型。
螺栓和螺母材料应为304不锈钢。
供方应提供螺栓、螺母、材料的化学成分，机械性能与出厂合格证明。
活法兰环
活法兰环应由钢或玻璃钢制作。
供应商应提交推荐的方案以及相关技术规范书、图纸和尺寸以得到批准。
供方应提供活法兰的材料性能、机械强度与出厂合格证明。
7．结构和加工工艺
7.1概述
制造应根据已建立的有效程序开展，按照需方审批制造程序,详细规定材料控制、敷层方式、固化处理和对设备进行必要的处理。
罐和设备可用手工敷层、机械铺层和螺旋纤维缠绕。
喷射成型只可用在认为不重要的部分。
毡、织物和玻纤布应重叠至少50mm，在制造中交替进行。
7.2设计准则
玻璃钢管系统设计应按最恶劣的温度、压力和负荷条件。
两种或以上条件发生时，根据适用设计压力、设计温度和荷载应单独考虑。
受压应力设计的最不利条件与挠性分析最不利条件是不同的。
供方应提供管道的有关设计、计算数据。
7.3工场条件
在GRP设备制造中，为了确保要达到产品的要求的力学和化学性能，严格控制环境条件是很重要的，因此厂内制造容器和管道是最好的，这种情况环境变化是最小的（温度空气运动）。
产品制造要在能达到生产满意的环境条件控制下进行，如温度控制、湿度、空气运动和光线。
工作场地适合清楚的分成如下区域：
增强材料准备、树脂混合、生产、修整和后处理。
当铺层操作在15℃以下，要用特殊的固化程序，但在任何情况下不能用加大固化剂的比例，如过氧化物、环烷酸盐和苯胺，超出树脂供应商的推荐。
当条件温度低于10℃或者达到露点（冷凝产生）所有铺层将是不连续的，除非有特殊的措施用来确保树脂能正常的凝胶和固化。
一定要预防苯乙烯散失（不饱和聚酯树脂），树脂流胶和低放热现象，特别是在铺层小于6mm厚的地方，除了能确保在环境温度下能满意的固化以外，要有一个高温后固化。
7.4制造程序
7.4.1概述
在制造设备各个阶段要有材料和制造工艺的有机结合和合适的监控。
7.4.2铺层
树脂的要求数量，催化剂或硬化剂和其它成份，例如加速剂和允许的填料，要精确的测量和彻底的混合，层合板每一层混合树脂和增强材料的用量和层数以及每一层类型应记录下来，这个记录要能提供交需方，或当局检查（如果有）。
良好滚压是必须的，过大的滚压压力要避免，过大的压力会干扰增强材料的分布和弄断纤维毡。
在层与层之间，壳体与附件之间要有合适制造程序来确保好的粘接，或者是去掉表面层树脂暴露出纤维。
在铺层用于化学阻碍层时，增强材料相邻片之间搭接不小于25mm，在其它所有的铺层中，铺层相邻片，包括毛边增强材料，搭接不小于50mm，只要是能实现的、铺层的所有接头在整个厚度上都是交替的，决不与相邻层一致，当粗纱短切喷射应用，单丝的长度不小于32mm。
当定向增强使用时，要小心确保高强纤维在高强度的正确方向有足够排列。
任何溢出，滴落或溅出（可能是飞失）树脂，要被适当的去掉，层合板允许的缺陷如9.1中根据ASTMD2563分类可接受的外观缺陷。
在制造商和需方代表同意的情况下，在规定范围以外缺陷可以修补，修补方法要征得制造商和需方同意。
所有表面应有平滑等向线，有产生高局部载荷的不规则应及时修补。
供方应提供修补方法与说明。
7.5制造细节
如果法规没有描述或制造商没有完整的描写，制造详细步骤应根据选择的法规或BS7159:
1989、第10节。
供方应提供制造细节说明。
7.6固化
所有项目根据树脂供货商的安装指导书进行固化。
如有可能，应在制造厂的工场进行固化。
如果有场地大小的限制或其它原因，固化步骤应根据设计要求和使用的树脂系统决定。
管和短管不能出现任何不完全固化，如外观发粘，丙酮淬取或低硬度。
苯乙烯的残余量要小于2%。
固化度根据ASTMD3418通过差热扫描或差热分析确定玻璃化温度来评估，玻璃化温度不小于75℃。
供方应提供固化材料的品种、性能、固化记录与产品出厂合格证明。
7.7误差
如果所选的法规没有要求，误差的要求根据选择的法规或BS6464：
1984，19。
供方应提供产品的误差数据记录。
8.包装、运输和贮存
8.1包装
根据合同中认可的要求。
8.2临时贮存
根据供货商要求和现场实际情况。
8.3运输
根据合同中认可的要求。
9．检验和试验
9.1概述
所有检验和试验项目将根据需方批准的检验及测试计划来执行。
需方在制造过程中派驻厂代表，进行监造和出厂前检验，出厂前须经需方代表签字确认。
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