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浅谈PCP的一些基本知识目录一、概述二、PCP基本知识三、PCP在小浪底引黄工程中的应用四、国内生产PCP的厂家一、概述从山西省小浪底引黄工程的规模上看，工程主要是为了满足农业灌溉、工业和城镇生活用水以及生态补水等方面的需要。
在输水管道的选择上，设计时考虑了钢管、球墨铸铁管、pccp、pcp、玻璃钢管等，经比较最终选用了输水阻力小、耐腐蚀的PCCP和PCP两种输水管道。
PCCP是“Prestressed Concrete Cylinder Pipe”的缩写，即“预应力钢筒混凝土管”，他是一种大口径、高工压、长寿命的输水管道，在国外得到广泛的应用，在国内部分工程上也得到了应用。
PCP是“prestressed concrete Pipe”的缩写，即“预应力混凝土管”，自上世纪60年代初期我国试制成功预应力混凝土管以来，它作为主要的非金属管道材料在城市给排水工程、长距离输水工程、农业灌溉及各种水利工程中都得到了广泛应用，为我国的社会主义建设做出了巨大贡献。
在这次技术学习交流活动中，我就试着给大家讲述一下PCP的定义、分类、制作方法、质量影响因素、常用参数以及性能特点，让大家对这种管道有一个大概的认识。
二、PCP基本知识1、定义预应力混凝土管是指在混凝土管壁内建立有双向预应力（纵向和环向）的预制混凝土管。
（图示如下）PCP结构示意图二、PCP基本知识2、分类（1）按管子的成型工艺可分为一阶段管和三阶段管一阶段管是指采用振动挤压工艺生产的预应力混凝土管，包括传统的一阶段管和一阶段逊他布管，管子的外保护层为混凝土，管子的结构形式为整体式。
三阶段管是指采用管芯缠丝工艺生产的预应力混凝土管，包括传统的三阶段管和三阶段罗克拉管，管子的外保护层为水泥砂浆，管子的结构形式为复合式。
（2）按管子的密封形式可分为滚动密封胶圈柔性接头和滑动密封胶圈柔性接头。
滚动密封胶圈柔性接头是指管道安装就位时，位于管子接头内的原型橡胶密封圈以滚动方式进入安装位置的一种管子接头形式，橡胶密封圈的最终安装位置在管子插口工作面考接止胶台附近。
大管径给（中）水管道管材比选在市政给水管道领域，可供选择的管材种类很多，既有钢管（SP）、球墨铸铁管（DIP）、预应力混凝土（PCP）管、预应力钢筒混凝土（PCCP）管等传统管材，也有聚氯乙烯（PVC）管、聚乙烯（PE）管等塑料管材。
在国内，市政管道以球墨铸铁管（DIP）为主，但是随着塑料管材生产、应用技术的成熟，塑料管以其经济性、优越的技术性能、安全性等诸多优点已逐渐应用广泛，尤其是DN400以下的管道，PE管的性价比更高。
管材选择的综合评价应进行技术经济分析，并从以下四个方面评定：（1）管材性能可靠，能承受规划要求的内压和外荷载；（2）管材来源有保证，管件配套方便。
（3）施工机具及安装容易。
（4）使用年限长，维修工作量少。
目前常用的市政给水管道管材主要有钢管、球墨铸铁管、预应力钢筒混凝土管和PE管。
1.钢管优点：强度高，韧性好，耐震动，管材及管件易加工。
钢管特别适用于地形复杂地段，密封性好。
缺点：易生锈，内外防腐要求严格，必要时需做阴极保护，使用年限短；施工过程中，组合焊接工作量大，造价偏高。
2. 球墨铸铁管优点：在中低压管网，球墨铸铁管具有运行安全可靠，破损率低，施工维修方便、快捷。
抗压能力强，抗腐蚀性好，使用年限长，管件规格齐全，柔性橡胶圈接口，便于安装及维修维护。
对地基适应能力强，密封性较好。
缺点：质脆，不耐震动。
3.预应力钢筒混凝土管优点：承受内外压较高、接头密封性较好、防腐性能好、使用年限长、安装方便。
缺点：管道重量大，施工需大型机械吊装，增加施工费用，造价高。
无标准管件，遇管道弯头、三通等需要用钢制件连接。
4.PE给水管优点：使用年限长，韧性好，管道内壁光滑，不易结垢，水利条件好。
重量轻，易于运输安装。
缺点：采用电热熔焊接，施工速度较慢。
大口径管道造价高。
综上比较，建议采用球墨铸铁管。
PE管与球墨铸铁管用于输水管道的技术经济比较吴永刚2014年3月一、前言在市政给水管道领域，可供选择的管材种类很多，既有钢管（SP）、球墨铸铁管（DIP）、预应力混凝土（PCP）管、预应力钢筒混凝土（PCCP）管等传统管材，也有聚氯乙烯（PVC）管、聚乙烯（PE）管等塑料管材。
在国内，市政管道以球墨铸铁管（DIP）为主，但是随着塑料管材生产、应用技术的成熟，塑料管以其经济性、优越的技术性能、安全性等诸多优点已逐渐成为市政管道的主角。
聚乙烯（PE）管作为性价比最高的塑料管材，其应用遥遥领先。
二、PE管与球墨铸铁管的性能比较与传统管材-球墨铸铁管相比，聚乙烯（PE）管有以下独特优点：●重量轻、搬运方便。
球墨铸铁管密度为7.2，PE管密度约0.95，球墨铸铁管是PE管的7.58倍。
1.0MPa的dn315管材每米重量18.148公斤，而DN300mm 的铸铁管每米52.8公斤，管材按6m/根计算，PE管材每根重108.88公斤，两三个工人即可完成搬运；DN300铸铁管每根重量316.8公斤，必须依靠机械进行管材的吊装、运输，二次搬运很不方便。
在地形复杂地区，塑料管道重量轻的优点更加明显，可极大降低管道的施工强度，减少施工费用。
经验证明，相同口径PE管施工费用与铸铁管相比可降低40—50%。
● PE管安装简便、管道接口强度高于管体，安全性好。
PE管可采用热熔对接焊接、热熔承插焊接、电熔焊接等连接方式，只要按照正常的焊接参数进行操作，可确保接口100%合格，一次试压成功，明显降低管道二次施工费用。
球墨铸铁管采用橡胶圈连接，管道接口容易拔开。
三通、弯头、变径等受力部位必须严格按照设计要求设置混凝土支墩，以防止管道接口拔开漏水。
日后管道接口也会产生因水锤、不均匀沉陷或地壳活动造成渗漏的运行维护费用。
●内壁光滑，水力性能好、运行能耗小。
PE管材的糙率n值0.008~0.009，球墨铸铁管的糙率为0.013。
当管道输水流量、水头损失一致时，塑料管内径可比金属管内径小13%，即可采用较小管径的PE管材代替较大管径的球墨铸铁管；当管内径、水头损失一致时，塑料管过水流量可比金属管大44%；当管内径、输水流量一致时，塑料管水头损失可比金属管小52%，可考虑选择较小扬程的水泵降低投资或减少电费等管道日常运行费用。
PE给水管与球墨铸铁管性能对比PE给水管与球墨铸铁管性能对比目前我国经济高速发展，各种产品比较丰富，人民生活水平不断提高。
但是，人类最基本的日常生活用水问题还时不时困扰我们，尤其是影响室内外给水水质重要因素之一的管材问题。
同我国建筑给水应用领域的发展一样，我国给水管材也经历了品种单一、卫生标准低、缓慢发展的过去与品种多样、卫生标准提高快、更新发展迅速的现在。
沿用了近三十多年的不镀锌钢管(黑铁管)，包括曾经被视作提高建筑标准档次象征之一的镀锌钢管，现在已经被多数省份部分(冷镀锌钢管)淘汰；为节省钢材，五十年代推广使用的钢筋混凝土管，但自重大，质地硬而脆，怕碰撞，接口易渗漏，管沟沟底平整坚实要求高，配件缺乏给日后维修增加难度，现在用量正逐渐减少。
目前，市场上给水管材主要存在金属管材和非金属管材两种，其中具有代表性的是球墨铸铁管和聚乙烯（PE）给水管，在国家大力倡导以塑代钢的政策下，PE给水管与球墨铸铁管相比，以更优异的成本价格、使用性能及使用寿命越来越多的应用在给水领域。
通过大量的实践和研究对比，PE给水管材在工业、民用、市政、城乡等众多领域的给水工程中综合性能优异于球墨铸铁管，PE给水管材是以优质聚乙烯树脂为原材料，添加必要的抗氧剂、紫外线吸收剂等助剂，经挤出加工而成的一种新型产品。
PE给水管与球墨铸铁管相比具有很多优点，工程综合造价低，PE给水管综合造价可比球墨铸铁管降低1/3。
具体表现为：（一）重量轻，运输方便，性价比优越：PE给水管材密度0.935g/㎝3左右，远低于球墨铸铁管等金属管，施工中不需要吊装车等工具，比如,PE给水管材315规格的管材米重仅为9.29kg，而球墨铸铁管300规格的管材米重为50.8 kg；球墨铸铁管单纯管材的造价已经达到7500元/吨，而且随着其市场紧缺，价格还将上涨，其整个工程最终的综合造价比PE给水管要高许多。
（二）耐腐蚀：PE给水管道化学稳定性好，具有良好的耐腐蚀性，不需进行防腐处理，不会和水中的其他元素发生化学反应，保证饮用水的安全输送。
钦州燃煤电厂工程预应力钢筒混凝土管和预应力钢筋混凝土管的比较广西电力工业勘察设计研究院2004年8月南宁1.简介1.1 预应力钢筋混凝土管（PCP管）按生产工艺分成两种，一种因加工工艺分为三步，通常称为三阶段预应力混凝土管（SYG）；另一种方法是一次成型，通常称为一阶段管（YYG）。
预应力钢筋混凝土管采用滚动胶圈密封，止水效果较好。
预应力钢筋混凝土管因加工工艺简单、造价低、较适合我国的经济状况而应用普遍。
但管材制作过程中存在弊病，如三阶段管喷浆质量不稳定，易脱落和起鼓；一阶段管在施加预应力时不易控制(特别在插口端部)，且因体积重量大造成运输安装都不方便，使其应用受到了限制。
一阶段预应力钢筋混凝土管口径一般在DN2000以下，三阶段预应力钢筋混凝土管可达DN3000。
预应力钢筋混凝土管工压在0.4～1.2MPa之间。
1.2 预应力钢筒混凝土管（PCCP管）这是一种钢筒与混凝土制作的复合管，管芯为混凝土及在其外壁或中部埋入厚1.5 mm钢筒，在管芯上缠绕环向预应力钢丝，采用机械张拉缠绕高强钢丝，并在其外部喷水泥砂浆保护层。
该管的特点是由于钢套筒的作用，抗渗能力非常好。
管子的接口采用钢制承插口，尺寸较准确，并设橡胶止水圈(单胶圈或双胶圈)，因而止水效果好，安装方便。
预应力钢筒混凝土管的管径一般为DN600～3600，工作压力为0.4～2.0MPa，其中DN1200以下一般为内衬式，DN1400以上通常为埋置式。
PCCP管材的行业标准已颁发，设计规范与工程建设标准已在编制，其应用前景广阔。
2.比较预应力钢筋混凝土管（PCP管）和预应力钢筒混凝土管（PCCP管）两种混凝土管道均应用广泛，各有优缺点。
这两种混凝土管道主要的性能和价格见表1。
表1 PCCP管和PCP管的性能与价格3.结论选管应从工程的规模、重要性、对管口径及工压的要求、工程地质、地形、外荷载状况、工程的工期要求、资金的控制等方面进行综合分析比较后确定。
PCCP管的优缺点浅析本文文章主要是从我对各种管材的对比方面浅显阐述，如有错误之处请指正。
水是地球生物赖以存在的物质基础，水资源是维系地球生态环境可持续发展的首要条件，全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡。
而在我国表现的更加突出，为了解决长距离大需求的供水问题PCCP管道成为了在运输水资源的重要材料之一，由于运输水量较大而大口径管材更是现在水利工程的必需品。
世界范围内输水管市场的管道主要有水泥钢筋材质、钢管材质、工程塑料材质、铸铁材质、预应力钢筒混凝土材质等应用。
水泥钢筋材质管道防渗效果不够，一般加工结构尺寸较小，承压能力较低，超大工程市场应用较少。
钢管材质管道耐腐蚀性能较差，寿命一般在10年左右，超期服役会出现漏水甚至爆管现象。
工程塑料材质管道应用，其低温冷脆和高温蠕变表现差，承压能力弱。
PVC 管道材料在水流长期冲击磨蚀下有析出，材料中添加剂和管道连接粘合剂的化学成分复杂，对人体潜在危害影响严重。
水利工程和城市供水等基本建设应用成本较高。
铸铁管道材质以球墨铸铁为主，生产厂家受整体铸造装備技术规模限制，管道以小尺寸为主，生产中的生产成本高（随着口径的增大原材料也不断增多），缺陷产品修补成本高，大规模工业应用还不成熟。
预应力钢筒混凝土管道技术不断推陈出新，越来越广泛地应用于传统供水领域，尤其是中、大口径长距离压力输水工程更是将PCCP作为首选管材。
科技的进步和性价比的用户选择，使得的输水市场的PCCP管份额越来越大。
PCCP管的高经济性主要体现在：一是工程造价较低。
PCCP具有高承压性，其对基础和回填土的要求比柔性管低得多降低了铺设成本；PCCP可制作各类配件和异形管，节约了工程投资；PCCP可通过在现场焊接部分接头以抵抗推力，降低了工程造价。
二是包含运行维护费用在内的综合成本较低。
美国混凝土压力管协会1991～1995在北美地区（包括加拿大）对不同管材的管道运行和维护费用进行了调查，调查结果表明PCCP的运行和维护费用约为球墨铸铁管的1/3，钢管的1/5，同时PCCP的寿命还高于其他管道的2倍。
球墨铸铁管与PCCP的比较新兴铸管股份有限公司2011年11月一、管材合理选材的级配1、按照建设部水协编纂的城市供水行业2010年技术进步发展规划和2020年远景发展目标对使用管材的推荐原则（后附规划原件）；a.200mm以下采用PE-X和PP-R管材（高层楼房高压供水管采用球管)。
b.DN300-1400mm宜采用防腐性能良好的球墨铸铁管和焊接管c,DN1600mm以上宜采预应力钢筒混凝土管（PCCP)特殊地段采用离心球墨铸铁管d.在有防震要求地区地段管材应采用柔性接口以及延伸好、强度高、抗腐蚀能力强自锚式管材2.离心球墨铸铁管国外从二十世纪六十年代问世以来就得到迅速地发展，目前世界的球管年产量约900万吨，各地区球墨铸铁管的年产量分布是；欧洲195万吨，北美250万吨，南美25万吨，中东20万吨，澳洲15万吨，亚洲415万吨。
它的使用量已占世界输水和燃气铸铁压力管道的80%以上，日本和法国等工业发达国家已达95%-98%。
各国（或地区）球管管道占供水管道的使用重量比例（%）二、球铁管与PCCP管的比较1、PCCP管生产工艺预应力钢筒混凝土管（PCCP）：制造时首先按要求卷制钢套筒（约1.5mm），在钢套筒内部制作混凝土砂浆防腐层，在钢套筒外部制作外砂浆强度层（厚度由设计而定）；砂浆通过蒸汽养生达到强度后，用一根直径DN6-DN7的钢筋以70%预应力强度间隔约25mm缠绕在外层砂浆上；钢筋缠绕完毕后在外层制作外砂浆保护层；继续养生使得混凝土达到强度后外层再做环氧煤沥青漆防腐层。
钢筋预应力混凝土管生产过程复杂，其中包括内套钢管、混凝土、预应力钢筋、防护砂浆层等，各部分需紧密结合完好才能保证管道质量。
钢筋、钢板与混凝土界面粘接因没有特殊处理，粘接效果无保障；同事达到强度所需的预应力钢筋为一根钢筋，其表面如果有一点唇线缺陷，在长期应力条件下，会出现崩断现象，将会造成整根管道爆管；管道安装连接所需的承口为钢板卷制加工成型后与筒体焊接，上涂防腐漆，难于保证安装密封精度；由于用混凝土作为防渗材料，不可避免的会出现介质渗漏的现象，同时钢板与混凝土作为防渗材料，不可避免的会出现介质渗漏的现象，同时钢板和钢筋与混凝土的界面粘结没有很好的特殊处理方法，在长期承受外压的情况下容易产生分层，同时因为所需要设备较多，厂区占地面积较大，现场建厂投入较大，生产效率比较低。
离心球墨铸铁管离心球墨铸铁管（下称球铁管）具有铁的本质，钢的性能，高强度、高延伸、耐腐蚀，是城市供水和低压供气的首选管材。
球铁管是供水管网中使用量最多的一种管材，球铁管自20世纪40年代发明至今近60年历史。
国外从二十世纪六十年代以来就得到迅速的发展，目前世界的球铁管产量约800万t,其中欧洲160万吨，北美250万吨，南美25万吨，中东20万吨，澳洲10万吨，亚洲330万吨。
一、国内外生产概况：国外生产概况：国外工业发达国家从六十年代开始逐渐淘汰了普通灰口铸铁管，普遍采用了球铁管，法国莫松桥公司、日本久保田公司为世界上规模较大，技术先进的球铁管生产厂家。
目前国外球铁管铸造技术主要是采用的水冷金属型离心铸管技术；对大口径管用热膜法或树脂砂衬离心铸造技术。
国内生产概况：据不完全统计，原有铸铁管生产厂家达200多家，绝大多数厂家是用连续铸造工艺。
1983年，邢台钢铁厂首先引进了热模离心铸管工艺。
1998年，新兴铸管集团公司利用自主技术开发的特大型热模离心球墨铸铁管生产技术，生产出了长8000mm，直径为2000mm的球墨铸铁管，应用于太原引黄工程。
近10多年来，我国铸铁管厂家进行了技术改造，铸造方法由连续铸造转向离心铸造，连续铸造工艺已基本被淘汰。
尤其是进入90年代，我国离心球墨铸铁管进入高速发展阶段，目前我国已经明令淘汰灰铸铁管，给离心球墨铸铁管带来良好的发展机遇，至2007年国内生产厂家约30余家，110多台离心机，口径DN80〜2200mm，产能约300万吨。
2006年离心球墨铸铁管和球铁管件的出口量已达43.48万t，使我国球铁管铸造技术，已赶上及达到国际先进水平。
二、优良的性能球铁管具有铁的本质，钢的性能，高强度、高延伸、耐腐蚀，是当今世界安全可靠用于输水供气的最佳选择。
国内有关部门对1988年至1990年间30个主要城市供水管材发生的爆管、断管、泄漏等事故进行了统计，统计结果表明：平均事故率球铁管0.14次/Km，灰铸铁管0.55次/Km，钢管0.5次/Km。
球墨铸铁管球墨铸铁管的优点：在中低压管网，球墨铸铁管具有运行安全可靠，破损率低，施工维修方便、快捷，防腐性能优异等。
球墨铸铁管的缺点：球墨铸铁管的连接受人为因素如操作水平、责任心等影响较大，施工方面不如PE管便捷。
PE管PE管的优点：PE管具有良好的耐腐蚀性其抗无机物性能比金属管强得多，在埋地敷设时不需要防腐，施工方便。
小口径PE管在性能价格比上优于钢管和球墨铸铁管。
PE 管得缺点：苯、汽油、四氯化碳等有机溶剂对聚乙烯有一定得影响。
有机溶剂如果渗入聚乙烯内，会出现溶胀现象，其物理性能就下降，其耐压性、耐温度变化性能较差。
山东T型接口给水球墨铸铁管K9级球墨铸铁管(Ductile Cast Iron Pipes ) 化学成分球墨铸铁管的主要成分有碳、硅、锰、硫、磷和镁等。
执行标准GB/T13295-2008产品标准GB/T 13295-2003 水及燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件GB/T 17457-1998 球墨铸铁管水泥砂浆离心法衬层一般要求GB/T 17458-1998 球墨铸铁管水泥砂浆离心法衬层新拌砂浆的成分检验GB/T 17459-1998 球墨铸铁管沥青涂层GB/T 17456 球墨铸铁管外表喷锌GB/T 17219-1998 生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准执行国家GB/T13295-91 标准ISO2531-K9 级品名规格材质重量/根（KG）单价备注离心球墨铸铁管DN100球墨铸铁9552006米DN150球墨铸铁14441006米DN200球墨铸铁19440006米DN250球墨铸铁25506米DN300球墨铸铁32339506米DN350球墨铸铁40306米DN400球墨铸铁48239506米DN450球墨铸铁57740506米DN500球墨铸铁66940506米DN600球墨铸铁88241506米DN700球墨铸铁112341506米DN800球墨铸铁139442506米DN900球墨铸铁1690电议6米DN1000球墨铸铁2017电议6米DN1200球墨铸铁2758电议6米球墨铸铁管的主要成分有碳、硅、锰、硫、磷和镁等。
钢骨架塑料复合管〔SPE〕供水管与球管在水力学方面、防腐蚀性能方面的技术经济比较离心球墨铸铁管〔球管〕由于具有优良的力学性能〔强度高、韧性好〕，抗震性尚好，安装较方便和费用低，有一定的耐腐蚀性能，生产成本低，所以近十几年来在我国的应用得到迅速发展，成为城市供水管网的主要管材之一，目前它被认为是Dn300～1400mm管径范围的首选管材。
但它在与钢骨架聚乙烯塑料复合管〔SPE管〕竞争中显露出：①内衬材料存在缺陷，外表光滑度不够好；②耐磨蚀性能〔包括铸管内外防腐问题〕不及SPE塑料管。
以下就这两方面进行技术经济比较。
一、水力学方面的技术经济比较：管道输水的阻力大小直接关系到水泵的动力消耗和水泵的选择，它影响设备投资及运转费用。
因此，管道的沿程阻力损失是评价及选择管道的主要因素之一。
流体沿管道流动引起的沿程阻力损失H可用下式表示：Ｈ＝ΛLV2/2Dg式中：Ｌ、Ｄ分别为管长和管径，Ｖ为流体流速，g为重力加速度，Λ为沿程阻力系数。
在Ｌ、Ｄ、Ｖ都相同的情况下，Ｈ的大小取决于阻力系数，而阻力系数的大小则与管道内壁的粗糙度有关。
SPE管内壁光滑，粗糙系数为～0.009，而球管内防腐采用内衬水泥砂浆，内壁比较粗糙，其粗糙系数为～0.013。
经过计算可得到两种管道的沿程阻力系数，详见附表１。
由两种管道的沿程阻力系数比较可知：在管长、管径、流速相同的情况下，SPE管的沿程阻力损失约为球管的3/5，降低了40%。
由于球管沿程阻力损失大，不仅输水的能耗大，而且要求的水泵扬程也大，导致设备投资增大。
设备投资方面的问题姑且不管，现单就输水能耗做一个简单的比较：水泵输水所耗功率P用Bemou.UT方程计算，假定输送水量为Q＝1200m3/h，管道长度假定为38.5Km，水泵每年连续运行8760小时，工业电费为1.5元／Kw·h,则管道的耗能费用两种管材差异很大，SPE管比较管要节省～45%，详见附表2。
采用SPE管与球管在建设投资方面,再做如下估算进行比较。
