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我国玻璃钢管道产业现状和技术进展

发布时间:2012-1-3 13:41:00
我国玻璃钢管道产业现状和技术进展
      1987年至1994年间,是我国引进玻璃钢缠绕设备的高峰期,共有21家企业先后从意大利、日本、美国、奥地利4国10家外资公司引进了32条玻璃钢管道与贮罐缠绕设备,其中,定长缠绕设备30条,离心浇铸成形设备2条。1987年,河北中意玻璃钢有限公司从意大利罗德芙娜公司(VetroresinaS.P.A)引进玻璃钢管道与贮罐缠绕设备,由此拉开了我国玻璃纤维缠绕管道工,业化发展的序幕。1993年,我国又从意大利Satplast公司引进了第一条玻璃钢夹砂管道缠绕设备,对提高我国玻璃钢管道在国内市场的竞争力起到了里程碑作用。
1.玻璃钢夹砂缠绕管
      夹砂缠绕设备的引进,使得成本下降;达到SN5000Pa管刚度等级,安装施工质量得到明显提高。夹砂工艺从开始的一次夹砂量厚度仅2mm以内,发展为上夹砂工艺,一次夹砂量厚度从5mm增加到10多mm,以后,又发展为带张力带压辐上夹砂工艺,夹砂层致密性均匀性得到提高。近年,发展了高密度的下夹砂工艺,夹砂厚度达到20mm以上。到目前为止,有关玻璃钢管道工艺、制造、设备、设计等专利已达到750余项。管道的品种从地上到地下(埋地)已发展到十余种:玻璃钢夹砂顶管、玻璃钢井壁管、管道牵拉管、玻璃钢高压管、地埋电缆管、玻璃钢化工管等,成为玻璃钢行业中发展最快的领域之一,全国已发展至280多家企业。1995年,原国家建材局、国家建设部先后制定并颁布了玻璃钢管道行业标准。
       2001年国家电力部颁布了玻璃钢电缆导管行业标准,还制定了有关玻璃钢管道埋设标准。目前正在实施的为玻璃钢夹砂管道的国家标准。
玻璃钢给排水管道是玻璃钢管道行业的主导产品,由3种工艺组成:定长缠绕工艺、离心浇铸工艺、连续缠绕工艺等,定长缠绕工艺管的产量占据了绝大部分。玻璃钢夹砂管道作为给排水管,其材料强度高、承压能力高、内表光滑输水量大、长期使用能耗低、刚度好抗变形能力强,食品级内壁输送水质优良。双“O”型密封圈在安装过程中,可实施100%接口试压,安装可靠性高,设计寿命在50年以上。这些优势使得玻璃钢夹砂管作为一种高性能的供水管得到市场的认可,尤其是大口径玻璃钢夹砂排污管道,在同流量对比的管材价格方面有优势。我国最大口径的供水管当属引额济乌一期工程小洼工程的DN3100,刚度SN7500Pa.压力等级0.46NPa,最高工程应用压力到了2.5NPa,其优异的耐腐蚀性能是玻璃钢夹砂管道另一个显著优势。
2.玻璃钢夹砂顶管
      顶管施工为一种非开挖地管道施工方法,不影响路面结构,能很方便地穿越公路、铁路、房屋、河流等铺设地下管道,开挖土方少,机械化程度高,还可造就于特殊工况,被认为是一种现代化的地下管道铺设方法。以往的顶管使用混凝土管和钢管,玻璃钢管在非开挖顶管施工中具有重量轻、施工方便、外壁光滑、顶进力小等优势,成为顶管工程使用的一种重要管材。广州顶管工程创造了3项全国记录,单坑最大顶进长度为236m,DN2500玻璃钢顶管日顶进最高速度达69m/day,单向工程的玻璃钢顶管材料用量全国第一。该工程在国内引起了较大反响,北京、上海、天津、深圳、湛江等地纷纷来人到现场参观。此后在浙江临海、石家庄、天津等地也陆续开展了玻璃钢顶管工程。
玻璃钢顶管在施工应用中具有许多独特的优点,主要反映在:1)外壁光滑,顶力小。2)重量轻,在软地基上顶管不会发生栽头现象,其重量轻,无需重型吊车设备。3)连续接头密封性能好。4)外表耐磨性能很好,在长达200多米沿粗砂、细砂等土质的摩擦下,到达接受井的玻璃钢管外壁仍保持良好状态,肉眼观察不到明显磨痕。
3.高压玻璃钢管
      我国的高压玻璃钢管道开始于1995年,由哈尔滨史密斯玻璃钢制品有限公司(即哈尔滨斯达公司)在大庆油田采油二厂安装了两条直径2?、(5Omm)工作压力为19 MPa、检验压力为24 MPa的高压注水玻璃钢管线。这是纤维缠绕的高压  玻璃钢管在中国油田的首次应用。该工程从第一次安装高压玻璃钢管线至今运行正常。
随着国内各油田的石油开采先后进入二次采油和三次采油阶段,钢管道的腐蚀问题日益突出。基于这一背景,玻璃钢高压管道成为解决这一难题的有效的重要途径,玻璃钢高压管道呈现出强劲的发展态势。仅哈尔滨斯达公司在我国油田高压玻璃钢管道应用方面就提供了大量产品,其中包括40mm到150mm,压力等级从3.5 MPa到24 MPa的各种规格的管道,上千件相应规格与压力等级的法兰、弯头、三通、异径接头等管件。最早安装的管线已经有了近10年的运行经验,经受了油田各种不同腐蚀条件的实际考验。国内高压玻璃钢管道制造企业已紧紧跟上,中复连众、大庆汉威、山东东管等产品,大量进入国内油田市场,并出口海外。
国内外的实践经验证明,使用15年后的管道强度保留率为850h,使用25年后强度保留率为750h。这两个值都超过了对化学工业用玻璃钢钢制品使用一年后所要求的最小强度保留率。美国60年代安装的玻璃钢管线至今已超过40年,目仍正常运行。
4.玻璃钢井壁管
      玻璃钢井壁管是一种从数十米乃至数百米的地下取水的装置。由钻孔的玻璃钢管作为内壁管,其外再缠绕钢丝或预浸玻璃布带作为渗水外管壁,由内壁管和渗水外管壁形成双层7的玻璃钢井壁管,是沙漠地带取水必备器材。例如在全长562km塔里木沙漠公路防沙体已经超过了设计年限,公路面临被积沙吞噬的危险。为此,投资2亿多元开展沙漠公j各防护林生态工程中用到了大量玻璃钢井壁管。
井壁管有许多技术问题与一般埋地的玻璃钢管道有所不同,如在处理大量的钻孔工艺过程中会使内衬与结构层剥离,甚至造成管内局部无内衬现象;在钻孔过程I中玻璃钢管道的孔壁形成较多絮状纤维。所以,有轴向刚度和强度的要求,缠绕外壁钢丝或预浸玻璃布带要求等。玻璃钢井壁管的安装与其他传统井壁管也有所不同,一般采用的是纵向承插胶接方式。井内水汽较大,采用的是纵向承插胶接方式。在安装壁管时,采取了必要的加温隔潮等,确保管接口之间不会脱节。从工程造价来说,玻璃钢井壁管直接造价低于钢管15%,使用寿命将大于50年,应用于打井灌溉,具有较好的经济及社会效益。
5.玻璃钢牵拉管
      牵拉管施工更适应于小口径管道,这是因为整体轴向抗弯惯性矩小,采用牵拉管方法可进行小口径长距离的管道施工,而小口径长距离顶管容易产生压缩失稳现象。
目前,一般采用钢管、高密度聚乙烯管等管材进行牵拉管施工。由于牵拉管施工要求管线具有一定曲率半径,但钢管刚性较大,在弯曲时不仅阻力大,而且容易产生弯曲失稳。高密度聚乙烯管的柔韧性较好,但其抗拉强度小,牵拉长度短,且在牵拉时容易在接口处损坏。玻璃钢牵拉管添加或不添力口石英夹砂层的都具有较高轴向抗拉强度,既具有类似钢材般的高强,又具有热塑性材料的柔韧性,很适宜用于牵拉管的施工,同时,由于玻璃钢牵拉管的管外壁光滑,牵拉时阻力小,施工速度快。玻璃钢牵拉管的关键技术为牵拉管施工时,要求牵拉管具有足够的轴向拉伸强度;此外施工要求管道在6°—90°的弯曲中,不仅要求保持足够的柔韧性,而且要求保持足够的弯曲强度。实际施工表明,玻璃钢牵拉管的牵拉阻力小,牵拉速度快,既保持了良好的柔韧性,又体现了高强度,一次性拉伸长度长,是一种具有良好发展前途的非开挖管材。
        我国玻璃钢管道行业目前面临着市场竞争和发展的巨大挑战和困难,行业内还存在着不正当竞争现象,实际工程中还存在着少部分质量事故,在产品长期性能实验方面我们刚刚起步,还有大量基础性的技术问题需要完善解决。当前,特别要指出的是,在一些地区,由于不正当的竞争,导致制造成本高于竞标报价;一些地区,盲目追求“低成本”,在树脂中渗入溶剂,使玻璃钢管的刚度、强度大大降低,出现断裂。在南方某些地区,玻璃钢给排水管被传为 “禁用产品”。因此,当前国家有关部门联合国内玻纤、玻璃钢检测中心,对玻璃钢给排水管进行检测认证,是行业的一件大好事。
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