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荷載與受力分析埋入地下的電纜套管主要是承受外部荷載的壓力,沒有內壓。通常外部荷載是由電力排管上部土壤,堆積物或汽車的重量組成。土壤荷載是隨深度的增加而增加的;汽車荷載屬于集中的局部荷載,是通過土層的擴散傳遞規律對套管施加壓力,并伴隨由汽車引起的動荷載作用。
為了起見,上海地區電力排管的荷載條件按城市一級道路要求考慮的,即每根電纜套管所承受的外部荷載就等于汽車與土壤的荷載之和。塑料柔性管道的“環壓理論”是目前國內外同行廣泛接受和應用的管道結構分析理論,即在外荷載作用下,管材橫斷面變形率Δy/D(%)≥2%,且管壁不發生裂紋。
電力電纜套管變形率指標可達2.5%,也屬于柔性管道。根據這個理論,埋地式套管的計算,應將管道與其周圍的土壤視為一個完整的結構體系。這個體系在外荷載的作用下,管道截面由正圓逐漸變成橢圓的同時對兩側土壤擠壓,產生變形約束(回彈抗力)。
這個回彈抗力呈二次拋物線分布(M.GSpangle),;將使套管周圍的土壓力分布趨于均勻環壓狀態,有助于降低環向應力,減小套管的變形,提高管材承受垂直外荷載的能力。在外荷載的作用下,套管截面內;曙產生環向彎曲拉應力,當這個拉應力超過套管自身的彎曲強度時,管壁因沿縱向出現斷裂而破壞,喪失承載能力。
因此作為受壓套管,彎曲強度是一項必不可少的物理力學性能指標,不能沒有,否則就很難確定套管的內在質量是否滿足工程的要求。但是在現行 標準《埋地式高壓電力電纜用氯化聚氯乙稀(PVC-C)套管》GB/T2479-2004的規定中,還是沒有給出這項關鍵指標,感到難以理解。
由此可以看出,套管的受力除了與其所承受的外荷載和自身的材料性能有關,還與套管周圍回填土的性質和密實程度有關。因此,直埋排管在施工時對回填土工藝提出了特殊的要求,不僅回填土材料要按規定選擇,還要逐層夯實達到規定的密實度,通常是80%一95%才能保證回填土對于套管有足夠的支撐──分擔受力。
施工單位很難保證直埋排管回填土的施工質量,影響了電纜線路的和使用壽命,這也正是為什么上海地區要選擇現澆混凝土排管的重要原因之一。3.試驗溫度與環片熱壓縮力電纜排管通流試驗資料表明,當電纜線芯持續載流的 工作溫度達到90℃時,套管內壁長期的溫度一般在70℃左右;當電纜線芯偶而出現過載的溫度105℃(電纜生產廠要求,為了延長電纜的使用壽命,對于電纜過載偶然出現次數和持續時間應控制在小范圍)。疏松的回填工對埋地式套管受力是非常不利的。但是在大多數情況下試驗過載的持續時間約5h時,套管內壁的短期溫度 不會超過90℃。
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進入21世紀,我國的經濟飛速發展,與此同時,我國塑料管道也發展很快,質量也在不斷提高。其中以聚乙烯為主要原料制成的PE給水管,由于其具有強度高,耐高溫,抗腐蝕,無害等特點,被廣泛應用于建筑給水,建筑排水,埋地排水管,建筑采暖,輸氣管,電工與電訊保護套管,工業用管,農業用管等。
PE給水管具有很多優良的特性,其中為出眾的就要數它的柔韌性。PE給水管的柔韌性有著巨大的技術經濟價值,PE給水管的柔韌性是一個重要的性質,它極大的提高了該材料對于管線工程的價值。良好的柔韌性性使PE給水管可以盤卷,以較長的長度進行供應,避免了大量的接頭和管件。
新采購PE63三層復合管材擠出生產線2條,PE110三層復合管材擠出生產線1條,PE250三層復合管材擠出生產線1條,PE315三層復合管材擠出生產線1條,現在四條生產線已經抵達總廠。有限公司,一條生產線抵達甘肅卓越,設備完成安裝,調試正在進行中。
截止目前。公司共有30多條生產線,其中新購進的快速生產線生產速度可以達到普通生線的的2-3倍,在縮短生產周期的同時,大大節約了生產成本,真誠期待新老客戶來廠視察加工定做各類型管材,同時歡迎業內廠家來廠加工定做,公司堅持“先做人后做事,再做業務的原則”以“質量 ,信譽 ,服務 ”為理念,全力打造長江以北全國 HDPE管材生產廠家。
聚合物管的施工可以從工井兩端相向進行,解決了石棉水泥管只能一個方向施工額弊病,進一步減少了工期。管子的材料,對人體無任何不良作用。這種材料帶有柔韌十生,在道路情況變化時可以靈活地改變方向,同時其較輕的自重,當其他管線穿越進也可以采取可行的,有效的保護措施。
2管材的研制2.1對管材的要求國外同類管材的設計要求中為總要的是通過扁平試驗和維卡軟化溫度試驗。扁平試驗在徑向給管子加壓,要求管子在壓扁至原直徑1/2時不發生破裂。維卡軟化溫度試驗在特殊的試驗儀中進行,將試樣放于液體介質中,在等速升溫條件下測定標準壓針在49.5N力的作用下,壓入從管材上切取的試樣內1mm時的溫度值叫做維卡軟化溫度。
力口晟公司電力管的維卡軟化溫度試驗定為大于93℃。總體來講,扁平試驗測試材料的柔韌性和耐沖擊性,而維卡軟化溫度試驗測試材料的硬度,這是一對十分難以處理的矛盾。對于各種配方來講,只能存在一段配方區間,在這個區間中的配方可以調和這一對矛盾,達到兩都的共同要求,這就是這項工作的難點所在。
對管子其他的要求有耐腐蝕十生,耐熱性(在高溫下管子不變形)等。管材的外形尺寸復合電力管內徑150,175,200mm的三個標準,表面光滑,呈橘紅色,接頭采用橡膠圈密封,壁厚8.5mm及9.5mm。2.2材質分析紅外線光譜分析和發散光譜發散光譜分析是目前世界上的材料成分分析手段之一。
它通過溶解,沉淀,再溶解,再沉淀進行紅外分析,確定主體材料;通過溶解,沉淀,除去沉淀物,色譜分離,紅外光譜分析的方法確定添加劑成分;將樣品灼燒,將殘渣進行發射光譜分析確定金屬元素; 經灼燒,稱量其重量變化進行填料數量分析。
研究發現國外同類管材以聚氯乙稀和氯化聚氯乙稀為主,尚有其他成分的添加劑。根據國內化工原料市場的調研確認,原料CPVC在國內的供應可以實現。山東濰坊旭業,亞東,江蘇東臺天騰均大量投產。2.3配方管材以PVC樹脂為主體,加入含氯量一定的CPVC共混,在以聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯的基料的配方上,對兩者的成分比例作了多次調整。
添加劑的選取對管子的重量,機械強度,耐熱以及經濟性都有關系。例女口硬脂酸起到內潤滑的作用,石蠟起外潤滑作用分別在分子間以及分子和設備間起潤滑作用。在配方中曾經考慮使用氯化聚乙烯,使用后發現管子韌性上去了,但硬度不夠,如何添力口份數是一個問題。
選有機錫作為穩定劑,環保有問題,污染環境,使用后韌性不夠,所以終環保型復合鈣鋅穩定劑代替,并且申請了9號,2004年2月20日通過初審合格。在研制過程中,研制小組前后共對配方作了17次調整,修改,終使產品成型,解決了耐熱性和耐沖擊性這一矛盾,通過了有天機構的理化性能測試。
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