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PCCP是一种混凝土和钢的复合管道。PCCP的承插钢环焊接在钢筒的两端，承插橡胶圈密封止水，混凝土管芯和高强度预应力钢丝螺旋缠绕是其主要结构部件。PCCP有两种结构型式：衬钢筒管（LCP）和埋置钢筒管（ECP）。衬钢筒管（LCP）的混凝土管芯是在钢筒里面，高强度钢丝缠绕在钢筒上，如下图所示。 埋置钢筒管（ECP）的钢筒埋置在混凝土管芯里，高强度钢丝缠绕在混凝土管芯上，水泥砂浆涂敷在预应力钢丝外面，提供一个碱性环境，防止外部腐蚀，如下图所示。 衬钢筒管（LCP）于1942年开始用于大口径输水管道，埋置钢筒管（ECP）第一次使用安装是在1953年，衬钢筒管（LCP）口径范围在DN400—1500，埋置钢筒管（ECP）的口径范围是DN800—6500。AWWA有关PCCP的生产标准C301开始于1952年，于1992年编制出设计标准C304。 PCCP产品的结构设计要求起初还是相当保守，安全系数较高。随着生产经验的积累，材料科学的进步，逐渐开始考虑节省成本，修改PCCP的结构设计。在1960年代末和1070年代初期开始提高钢丝的抗拉强度和使用量，减小了钢丝的直径，以期达到设计高效和经济生产的目的。从这个时期开始PCCP经历了过早失效事故率增高，意识到设计和生产标准需要改进。修订版的PCCP设计和生产标准主要修改内容包括PCCP管的最大管径，混凝土的强度和质量，钢筒厚度，预应力钢丝标准和水泥砂浆涂层的厚度等。 所有管材的失效都由因果关系决定的，并不会随机发生。PCCP过早结构失效的原因都显示其外荷载小于设计结构能力，或者其结构能力随着时间的推移改变了，PCCP灾难性爆管事件时有报道。 文献提到的PCCP失效原因有多种：
随着时间的推移，这些问题会导致一些电化学作用，使得钢丝和钢筒失效和管道结构疲劳。氢脆是PCCP四级钢丝失效的主要原因，强度较高的钢丝相应地降低了延伸率和抗疲劳强度，当PCCP断丝后也相应地减小这根管的强度。 钢筒腐蚀导致的PCCP失效并不常见，事故调查显示小于10%的PCCP失效是由于钢筒腐蚀造成的。发生PCCP结构失效，钢筒腐蚀时通常工作压力远低于设计值，而是地下水位发生变动。 PCCP灾难性爆管通常是由于管道失去了结构的整体性，随着断丝数量的增加，失去了对混凝土管芯的压缩，一旦管芯压力减小，其结构失效就会发生。下图显示断丝导致PCCP失效的过程。 根据这些原因，有许多评估和检测断丝的方法或各种励磁技术来判定混凝土管芯的压缩，测量励磁的反馈和对比是否满足规定和标定的要求。基于原设计，材料信息和参数，瞬时压力和工作状态以及安装后的任何设计变更，断丝数量被用于评价管道结构能力。为了避免管道失效，必须将有效的断丝数据和最新的管道结构模型相结合，让PCCP业主做出何时维修或更换的决定。 ● ● ● 福安管道技术 | 新型管道的引领者
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