[实用新型]一种带有牺牲阳极的大口径给、排水管

说明书

技术领域

本实用新型涉及水管的结构设计和应用技术领域，特别提供了一种带有牺牲阳极的大口径给、排水管。

背景技术

随着我国经济的持续快速发展，城市规模迅速扩大，越来越多的城市出现供水、排水困难。建设大规模输水工程已经刻不容缓，采用管道铺设输水管线是必须的选择方案。目前，可供选择的管线有钢筒、混凝土管、钢筋混凝土管、预应力混凝土管。其中，管壁内不配置钢构的混凝土管的最大公称内径只有600mm，只适合小供排量场合应用，大规模输水工程必须选择其他几种管道。选择管道时考虑的主要因素有：安全可靠程度、建设及维护成本两个方面。

钢筒自重轻、刚度大，但成本高、易受环境腐蚀，后期维护费用高。为降低工程造价，建设者当前更多的是选用钢和混凝土复合的管道。除了造价低外，两种材料相互弥补了彼此的弱点，发挥各自的长处，从而使钢/混凝土复合管具有很高的承载能力，一般都高于组成管道的钢和混凝土单独承载力之和。另外，由于混凝土自身的碱性可以使得钢表面发生钝化，大大提高了混凝土中钢的耐腐蚀性。

但是，目前已有制作和应用标准的钢构混凝土管又存在着不足，制约着应用。目前钢构混凝土管中的钢材大都采用高强度钢，目的是提高承载能力以及降低自重。如《管用钢筋混凝土管标准》中规定的螺纹钢筋应满足《JC/T540》，规定所用螺纹钢最低屈服强度为550MPa。而预应力混凝土管(PCCP)中的冷拔钢丝的屈服强度一般在1550MPa以上，按照国际钢铁协会用材料力学性能——强度来分类，这类钢构属于高强钢(270——700MPa)和超高强钢(>700MPa)。实践表明，这类钢对应力腐蚀开裂敏感。应力腐蚀开裂是材料在应力和腐蚀环境共同作用下引起的开裂，这是应力与腐蚀联合作用的结果。如果只有一个方面，应力或者介质作用，开裂破坏不会发生，但当二者联合作用时，却能很快发生开裂。因此，发生应力腐蚀开裂时，应力可能是很低的，介质的腐蚀性可能也是很弱的，也正由于如此，应力腐蚀开裂经常受到忽视，导致意外事故不断发生。普通碳钢通常在特定的工业环境中发生应力腐蚀开裂，而高强钢则在自然环境中、如雨水、海水中即可发生应力腐蚀开裂。另外，由于近代工业的发展，材料工作环境越来越苛刻，应力腐蚀问题也日益突出。

以目前标准制作的、采用高强钢结构的混凝土管在其混凝土逐步失效的情况下，风险会不断增加。而现阶段对大规模输运工程、如输水管线的耐久性要求也较以往有很大提高，从20-30年提高至50-100年，因此，亟需发展耐久性更好的管材以满足要求。

另外，对于大口径、埋地较深、长距离的管管线，阴极保护面临需要迫切解决的难题：

对于管管线的结构，阴极保护工作者首先会想到利用工作井作为牺牲阳极的馈电点。但是输水管线为目前单次顶进距离较长，最长的两个工作井之间的距离近可达数公里。由于阴极保护采用牺牲阳极，而牺牲阳极的保护距离较强制电流小，用工作井作为馈电仅能满足工作井附较短管线的阴极保护，也就是说，管线中间必须增加馈电点。但是管线埋地如此之深，又不允许进行开挖施工，如何实现管线馈电成为首要技术难题。

在已公开的钢质管阴极保护中，采用从地表钻孔遥控焊接的方法将导电电缆焊接在钢管表面。在焊接过程中焊接产生的电火花有能力穿透钢管表面的涂层，从而使得电缆前方焊点与钢管外壁焊接在一起。而对于外表由较厚的混凝土包裹的管，电火花不能透过这层混凝土而融化钢管外壁金属来焊接馈电电缆。如果从地表钻孔遥控焊接电缆，则只能选择管道的承接口。但承接口处的钢长度太短，难以准确地从地表实施。另外，采用管的目的是为了不破坏地表及地下的基础设施，从地表进行施工进行阴极保护自然会受到很多限制，因此无法从地表进行阴极保护施工。

人们迫切希望获得一种技术效果优良的带有牺牲阳极的大口径给、排水管及其制备方法。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种技术效果优良的带有牺牲阳极的大口径给、排水管。

本实用新型所述带有牺牲阳极的大口径给、排水管构成如下：内层钢筒1、外层混凝土层2、增强结构3、外层钢筒4、混凝土填充结构5和牺牲阳极6；所述增强结构3缠绕并焊接固定在内层钢筒1外侧；外层钢筒4套在增强结构3外侧并与增强结构3焊接固定连接；所述混凝土填充结构5位于在内层钢筒1、增强结构3和外层钢筒4之间的空隙中；所述外层混凝土层2位于外层钢筒4外侧，所述牺牲阳极6位于外层混凝土层2内，所述牺牲阳极6的外表面与外层混凝土层2的外表面处于同一曲面。