关键点
对我们的身体有什么脉和动脉,是水和废水管的基础设施。想象一天没有水的一天。从我们的家里带来饮用饮品,有效地摆放住宅和工业废水,这些管道执行任务典型,以提供无忧无虑的生计。
在过去的100年里,全球用水量增加了6倍。随着人口的不断增长、经济的发展和消费模式的转变,全球用水量正以每年1%的速度稳定增长(来源:AQUASTAT,n.d。)
过度紧张的全球水资源基础设施。
为了便于理解,全球人口在20年内增长了两倍th世纪和耗水量升起,既需要总金额和人均。城乡鸿沟崛起对水平的不对称压力和水基础设施相似。越来越大的人口和抽象已经超出了生态系统的同化能力。
所有问题中最紧迫的是气候变化。气候条件的变化预计会增加洪水和极端降雨等灾难性事件的发生。最糟糕的是全球老化的水利基础设施。例如,美国大部分的供水和废水处理系统都是在一个多世纪前建成的。当管道达到预期寿命时,就需要更换或修理。
选定国家的管道网络长度
国家 | 总管道网络 | 注释 |
美国 | 95亿英尺(下水道、饮用水) | 污水管道网络平均使用年限为50年 |
加拿大 | 10亿英尺(下水道,饮用水) | --- |
德国 | 39亿英尺(下水道,饮用水) | 下水道管道的平均网络时代为40年 |
法国 | 43亿英尺(下水道,饮用水) | --- |
英国 | 21亿英尺(下水道、饮用水) | --- |
日本 | 35亿英尺(下水道,饮用水) | --- |
中国 | 14亿英尺(下水道) | --- |
资本支出上升,但还不够。
据美国水务协会称,升级现有的供水系统,满足不断增长的人口对饮用水基础设施的需求,至少需要1万亿美元。随着美国水利基础设施的持续老化,实际支出与资金需求之间的差距正在扩大。
根据美国土木工程师协会的数据,2019年,水利基础设施的总资本支出比需求少810亿美元。按照目前的投资不足水平,这一缺口很可能会扩大,到2039年将增至1360亿美元。
在全球范围内,仍有大量人得不到基本的饮用水供应和卫生设施。随着全球对水利基础设施投资的不断增加,有必要更换或修复几十年前安装的管道。
什么是管道?
制造水和废水管道最常见的材料是金属(铸铁、球墨铸铁、钢和铜)、粘土和混凝土管道(陶土、钢筋混凝土和石棉水泥)以及塑料(pvc、高密度聚乙烯和玻璃纤维)。
水管最常见的管道直径范围为6至16英寸。分支机线为房屋,办公室和建筑物提供服务,从0.5到6英寸变化。携带废水和雨水的下水道具有超过水线的直径。
长期以来,金属和混凝土一直主导着水和废水的应用。随着基础设施的老化,全球各地的政府和市政当局面临着一项巨大的任务,即用合适的材料取代管道基础设施,使其寿命可能超过100年。
纤维增强塑料(FRP)管道:水和废水应用的理想选择
选择正确类型的管材和尺寸是至关重要的,并且取决于几个因素,包括但不限于通过管道的流体的施用,水压,工作温度和性质。
虽然从长远以来,FRP管道已经有用,但它们已经找到了更广泛的接受,而不是很久以前的接受,并且已经成为水/废水应用中的钢,混凝土和塑料等传统管道最有利的替代品之一。
玻璃钢管材主要采用纤维缠绕工艺生产。长丝缠绕工艺采用浸渍聚酯树脂的连续玻璃长丝粗纱,在旋转的芯轴上以指定的缠绕角度螺旋缠绕。粗纱被连续绕成双向层,直到达到所需的壁厚。
虽然玻璃钢管大多使用玻璃纤维增强聚酯树脂制造,但根据应用要求,也有一小部分使用乙烯基酯和环氧树脂。
水/废水是一种价格敏感的应用,并以有竞争力的价格要求产品。聚酯树脂在热固性树脂中具有最低的成本,包括乙烯基酯和环氧树脂,并提供优异的化学和耐腐蚀性和适度的机械,物理和热性能。
什么使FRP管适用于水和废水应用?福利清单很长,其中一些是下面都指出的。
- 耐蚀性:FRP是一种惰性材料,可提供优异的耐腐蚀性,高耐化学性和高风化抗性。
- 轻的:玻璃钢管材重量极轻,强度重量比极好。它们的重量是混凝土的1/10,钢的1/5和铸铁管的1/8。
- 更长的使用寿命:与钢铁,铁和混凝土管相比,FRP管道提供更长的使用寿命和耐用性,使用寿命周期更低。
- 低热导电性:FRP管具有出色的隔热性能,不需要绝缘。除水/废水以外,FRP管也广泛应用于化学和工业,石油和天然气和海洋和海上应用。
- 安装方便:玻璃钢管材比钢筋和混凝土管材轻,安装速度快,安装和维护成本低。
玻璃钢管道在水/废水处理中的应用前景
当我们与钢铁和混凝土相比时,玻璃钢管在水和废水应用中的渗透是微不足道的。在2020年,大约。玻璃钢管道在水和废水处理方面的销售价值为13亿美元。(来源:Stratview研究)。
由于COVID-19大流行,由于工业和商业用水需求显著下降,2020年销售额大幅下降,降幅达27%。然而,在接下来的五年里,销量将会反弹,并经历4.1%的增长。
渗透率更高的主要堵塞是对材料的好处缺乏认识,这导致适应新替代品的愿意。
此外,FRP从其他塑料材料如PVC和HDPE等竞争激烈,不适用于高压和温度应用。
然而,随着安装玻璃钢管的应用和项目的不断增加,人们对玻璃钢管的好处的认识将稳步提高,玻璃钢管将在未来几十年扭转局面。尤其是在污水处理和雨水处理方面,这也是玻璃钢管道的主要应用,提供了即时和巨大的潜在市场。