玻璃鋼管道的技術(shù)特點(diǎn)及在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀分析摘要：本文介紹了纏繞玻璃鋼管道的技術(shù)特點(diǎn)，并對其在我國石油、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用情況進(jìn)展了分析。關(guān)鍵詞：玻璃鋼管道TECHNICALPROPERTIESANDAPPLICATIONSTATUSOFFW-FRPPIPESINCHINAAbstract：InthispaperthetechnicalpropertiersofFW-FRPpipesaredescribedandtheapplicationsofFRPpipesinChinaaresummerized.Keywords:FW-FRPpipespropertiesapplication1前言國際上，纖維纏繞技術(shù)始于本世紀(jì)40年代，1946年在美國專利。50年代初期，開始制作玻璃鋼管道，距今已有40余年的。目前，國際上玻璃鋼管道開展我國纖維纏繞工藝始于1958年，當(dāng)時(shí)主要是為“兩彈一機(jī)〞國防建立效勞的。最早應(yīng)用于民用的玻璃鋼管道以手糊及布帶卷繞為主，這樣消費(fèi)的管道防滲性能差，質(zhì)量不穩(wěn)定，雖經(jīng)屢次試驗(yàn)，也未能在大范圍內(nèi)推廣使用。80年代末，我國首次引進(jìn)玻璃鋼管道纏繞設(shè)備，從此，我國玻璃鋼管道工業(yè)真正開始了大開展。截至1997年，玻璃鋼管道纖維纏繞消費(fèi)線已有133條。其中43條為引進(jìn)消費(fèi)線〔1〕，國際上一些著名公司也相繼在中國成立合資或獨(dú)資公司，國內(nèi)局部廠家消費(fèi)的玻璃鋼管道質(zhì)量已經(jīng)可以和國際上的產(chǎn)品相媲美，產(chǎn)品已屢次出口。玻璃鋼管道工業(yè)在中國正處于大的開展期。盡管如此，與我國宏大的管道相比．玻璃鋼管道所占份額仍很低，其原因關(guān)鍵在于尚有許多用戶對纏繞玻璃鋼管道的優(yōu)良性能還不非常理解，對玻璃鋼管道在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀還缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，對選用玻璃鋼管道仍抱遲疑、觀望的態(tài)度。為此，本文對纏繞玻璃鋼管道的性能進(jìn)展詳細(xì)分析，對其在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)展，以期進(jìn)一步推動(dòng)我國玻璃鋼管道工業(yè)向前開展。2特點(diǎn)2.1耐腐蝕性能好纖維纏繞玻璃鋼管道構(gòu)造上分內(nèi)襯層、構(gòu)造層及外保護(hù)層三局部。其中，內(nèi)襯層樹脂含量高，一般在70％以上，其內(nèi)外表富樹脂層樹脂含量高達(dá)95％左右。通過對內(nèi)襯所用樹脂的選擇，可使玻璃鋼管道在輸送液體時(shí)具有不同的耐腐蝕性能，從而滿足不同的工作需要；對需外防腐的場合，只需對外保護(hù)層樹脂進(jìn)展認(rèn)真選擇，便也可到達(dá)不同外防腐的使用目的。根據(jù)不同的腐蝕，可選用不同的防腐樹脂，主要包括：間苯型不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂、雙酚A樹脂、環(huán)氧樹脂及呋喃樹脂等，根據(jù)詳細(xì)情況分別選用：對酸性環(huán)境，選用雙酚A樹脂、呋喃樹脂等；對堿性環(huán)境，選用乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂或呋喃樹脂等；對溶劑型使用環(huán)境，選用呋喃等樹脂；當(dāng)酸、鹽、溶劑等腐蝕不是非常嚴(yán)重時(shí)，那么可選用價(jià)格較為低廉的間苯型樹脂〔2〕。通過對內(nèi)襯層不同樹脂的選擇，便可使玻璃鋼管道廣泛用于酸、堿、鹽、溶劑等工作環(huán)境中，表現(xiàn)出良好的耐腐蝕性能。2．2水力學(xué)性能優(yōu)良纏繞玻璃鋼管道內(nèi)外表光滑，內(nèi)壁絕對粗糙度僅為0.01mm，遠(yuǎn)小于鋼管及鑄鐵管的內(nèi)壁粗糙度見表1〔3〕，屬水力學(xué)光滑管。表1不同管材內(nèi)壁絕對粗糙度根據(jù)Hazen-Williams公式：對纏繞玻璃鋼管道和新碳素鋼管道進(jìn)展計(jì)算比較：管內(nèi)液體流量一樣時(shí)，纏繞玻璃鋼管道輸送介質(zhì)時(shí)所引起的壓頭損失僅為同管徑新碳素鋼管的0.856倍〔4〕。另根據(jù)范寧公式〔2〕對纏繞玻璃鋼管道和鑄鐵管鑄鐵管計(jì)算結(jié)果說明：纖維纏繞玻璃鋼管道的水力學(xué)性能優(yōu)于鋼管或鑄鐵管。2.3重量輕，安裝、方便玻璃鋼管道比重約為1.6左右，僅是鋼管或鑄鐵管的1/4～1/5，實(shí)際應(yīng)用說明，在承受同樣內(nèi)壓的前提下，同口徑、同長度的玻璃鋼管道，其重量約為鋼管的30％左右。正因如此，玻璃鋼管道在運(yùn)輸時(shí)可套裝運(yùn)輸，節(jié)省油耗及其它費(fèi)用；安裝時(shí)，對中小口徑的玻璃鋼管道一般不需用重型，有的甚至可通過人工搬運(yùn)，進(jìn)步了安裝速度。2．4比強(qiáng)度高、力學(xué)性能合理表2玻璃鋼管道與鋼管強(qiáng)度及比強(qiáng)度2．5導(dǎo)熱系數(shù)低、熱應(yīng)力小玻璃鋼管道與鋼管熱性能數(shù)據(jù)比照見表3。表3玻璃鋼管道與鋼管熱性能參數(shù)比照2．6接頭少、連接方式多樣靈敏纏繞玻璃鋼管道單管長度6～12m，甚至更長，在長間隔管線安裝時(shí)，所需接頭少，既能使流動(dòng)水阻降低，也減少了施工費(fèi)用，同時(shí)，管線因接頭多而發(fā)生滲漏的可能性也較鋼管大為降低。另外，纏繞玻璃鋼管道的接頭方式有多種，主要包括：承插膠接、平端對接、〔活套〕法蘭連接、〔帶鎖緊裝置〕O形圈連接、螺紋連接等，可根據(jù)詳細(xì)施工條件，靈敏選擇接頭方式，從而進(jìn)步了工程的可靠性。2.7電絕緣性能好鋼管、鑄鐵管均為電的良導(dǎo)體。玻璃鋼管道卻是絕緣體，擊穿電壓：12～16kV/mm，體積電阻率：～1014Ω．cm，外表電阻率：～1011Ω，絕緣性能優(yōu)良，可平安地應(yīng)用于輸電、電信線路密集區(qū)和多雷區(qū)。2．8不生銹鋼管、鑄鐵管在儲(chǔ)存、使用過程中，會(huì)因化學(xué)、電化學(xué)的作用產(chǎn)生局部電池反響，外表極易生銹，對輸送介質(zhì)往往會(huì)產(chǎn)生污染，因此，常需對其外表進(jìn)展特殊防銹、除銹處理；纖維纏繞玻璃鋼管道由于是由非金屬制成，電極電位高，外表不會(huì)發(fā)生氧化銹蝕，無需處理，不會(huì)污染水質(zhì)。2．9防污抗蛀玻璃鋼管內(nèi)壁干凈光滑，難以被海水或污水中的甲貝、菌類等微生物玷污蛀附。而鋼管、鑄鐵管或鋼筋混凝土管內(nèi)外表卻很容易被甲貝、牡蠣等附蛀寄生，且極難去除，增大粗糙率，使有效管徑縮小，同時(shí)增大流動(dòng)阻力，減少過水?dāng)嗝娣e。2．10可設(shè)計(jì)性強(qiáng)根據(jù)詳細(xì)使用情況，可對管道的詳細(xì)性能及形狀進(jìn)展設(shè)計(jì)：①可對纏繞時(shí)的纏繞角進(jìn)展設(shè)計(jì)，以使管道具有不同的縱／環(huán)向強(qiáng)度分配；②可對管道壁厚進(jìn)展設(shè)計(jì)，以使管道可以承受不同的內(nèi)外壓；③可對進(jìn)展設(shè)計(jì)，以到達(dá)不同的耐腐蝕目的、阻燃目的、介電目的等；④可對接頭方式進(jìn)展設(shè)計(jì)，適用不同的安裝條件，以進(jìn)步工程安裝速度；⑤可對產(chǎn)品形狀進(jìn)展設(shè)計(jì)，以滿足詳細(xì)的形狀需要。3應(yīng)用3．1油田(1)高壓管道油田所用的高壓管道主要包括注水管和油井管等，管徑較小，大多在DN50～200mm范圍內(nèi)，壓力高，一般介于5～30MPa之間，對玻璃鋼而言，條件較為苛刻，國產(chǎn)的玻纖制品性能上很難滿足要求，消費(fèi)此類管道所需玻纖需從國外進(jìn)口。目前，僅有中外合資哈爾濱史密斯玻璃鋼制品在國內(nèi)消費(fèi)此類管道，并自1994年起應(yīng)用于油田，己先后為大慶油田、吉林油田、成功油田、長慶油田、遼河油田等提供了幾十公里的高壓玻璃鋼管道。(2)中、低壓玻璃鋼管道為了確保纏繞玻璃鋼管道能更好地為油田效勞，油田系統(tǒng)會(huì)同玻璃鋼廠家及有關(guān)設(shè)計(jì)、科研院所，每兩年舉行一次“玻璃鋼管道在油田應(yīng)用技術(shù)推廣會(huì)〞，中國石油天然氣總公司從油田實(shí)際出發(fā)，參照美國石油協(xié)會(huì)的玻璃鋼管道標(biāo)準(zhǔn)APISpec15LR“SpecificationforLowPressureFiberglassLinePipe〞編制“低壓玻璃纖維管線管〞技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)和推動(dòng)纏繞玻璃鋼管道在我國油田的應(yīng)用。3．2化工目前，我國應(yīng)用于化工領(lǐng)域的玻璃鋼管道大多用作工藝管線及長間隔輸送管線?；ゎI(lǐng)域使用的玻璃鋼管管徑一般較小，大多在DN800mm以下，壓力從常壓至4.0MPa不等，溫度：-40～l00℃。由于化工廠家眾多，所以，涉及的介質(zhì)條件包括了酸、堿、鹽、溶劑、酸堿交替等各個(gè)方面。3．3給排水用于給水領(lǐng)域的玻璃鋼管道大多為中、小口徑，用于排水領(lǐng)域的大多為大、中口徑，給排水時(shí)壓力一般均很低，所以，耐腐蝕性能好、重量輕、安裝方便、水力性能優(yōu)異、但一般不能承受高壓力的〔加砂〕玻璃鋼管道尤其適用于此領(lǐng)域。隨著我國的開展，市政建立的開展，玻璃鋼管道在此領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)越來越多。3．4電站電站〔廠〕選用玻璃鋼管道一般用作循環(huán)水管、化水管、補(bǔ)給水管、雨水管及海水脫硫管，它的使用目前正處于方興未艾階段，但由于在我國現(xiàn)階段，電站(廠〕建立數(shù)量有限，再加上玻璃鋼管道的諸多優(yōu)點(diǎn)尚未被行業(yè)所認(rèn)識(shí)和承受，所以，在玻璃鋼管道的整個(gè)應(yīng)用中，此局部市場尚未占據(jù)很大份額，但有很大市場潛力可挖。3．5抽拔腐蝕性氣體煙囪3.6其它玻璃鋼管道在我國除用于上述五大應(yīng)用領(lǐng)域外，在造紙、制革、食品、通風(fēng)等領(lǐng)域也有不同程度的使用，使用的范圍正變得越來越廣。但所有這些領(lǐng)域選用玻璃鋼管道的數(shù)量尚非常有限，因此，玻璃鋼管道在這些領(lǐng)域的應(yīng)用仍有待進(jìn)一步開拓。參考文獻(xiàn)1陳搏.開展中的我國玻璃鋼.玻璃鋼/復(fù)合,1997，〔6〕：15～193上海師范學(xué)院等編.化工根底〔上〕．北京：高等出版社，19875雷文.纏繞夾砂玻璃鋼管道在給排水領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢分析.第十二屆玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)年會(huì)論文6蘇煥榮.玻纖增強(qiáng)塑料管在油田應(yīng)用的性.石油規(guī)劃設(shè)計(jì),1995,(5)：11～127何桂華等.玻纖增強(qiáng)塑料管在油田地面工程中的應(yīng)用.石油規(guī)劃設(shè)計(jì),1995，〔5〕：18～198ReiforcedPlastic.1997,〔8〕：439傅國棟.淺談大口徑玻璃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