2020-04-28 14:17:12
我國玻璃鋼管道產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和技術(shù)進(jìn)展:
1987年至1994年間,是我國引進(jìn)玻璃鋼纏繞設(shè)備的高峰期,共有21家企業(yè)先后從意大利、日本、美國、奧地利4國10家外資公司引進(jìn)了32條玻璃鋼管道與貯罐纏繞設(shè)備,其中,定長纏繞設(shè)備30條,離心澆鑄成形設(shè)備2條。1987年,河北中意玻璃鋼有限公司從意大利羅德芙娜公司(VetroresinaS.P.A)引進(jìn)玻璃鋼管道與貯罐纏繞設(shè)備,由此拉開了我國玻璃纖維纏繞管道工,業(yè)化發(fā)展的序幕。1993年,我國又從意大利Satplast公司引進(jìn)了第一條玻璃鋼夾砂管道纏繞設(shè)備,對(duì)提高我國玻璃鋼管道在國內(nèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力起到了里程碑作用。
1.玻璃鋼夾砂纏繞管
夾砂纏繞設(shè)備的引進(jìn),使得成本下降;達(dá)到SN5000Pa管剛度等級(jí),安裝施工質(zhì)量得到明顯提高。夾砂工藝從開始的一次夾砂量厚度僅2mm以內(nèi),發(fā)展為上夾砂工藝,一次夾砂量厚度從5mm增加到10多mm,以后,又發(fā)展為帶張力帶壓輻上夾砂工藝,夾砂層致密性均勻性得到提高。近年,發(fā)展了高密度的下夾砂工藝,夾砂厚度達(dá)到20mm以上。到目前為止,有關(guān)玻璃鋼管道工藝、制造、設(shè)備、設(shè)計(jì)等專利已達(dá)到750余項(xiàng)。管道的品種從地上到地下(埋地)已發(fā)展到十余種:玻璃鋼夾砂頂管、玻璃鋼井壁管、管道牽拉管、玻璃鋼高壓管、地埋電纜管、玻璃鋼化工管等,成為玻璃鋼行業(yè)中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一,全國已發(fā)展至280多家企業(yè)。1995年,原國家建材局、國家建設(shè)部先后制定并頒布了玻璃鋼管道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
2001年國家電力部頒布了玻璃鋼電纜導(dǎo)管行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),還制定了有關(guān)玻璃鋼管道埋設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。目前正在實(shí)施的為玻璃鋼夾砂管道的國家標(biāo)準(zhǔn)。
玻璃鋼給排水管道是玻璃鋼管道行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品,由3種工藝組成:定長纏繞工藝、離心澆鑄工藝、連續(xù)纏繞工藝等,定長纏繞工藝管的產(chǎn)量占據(jù)了絕大部分。玻璃鋼夾砂管道作為給排水管,其材料強(qiáng)度高、承壓能力高、內(nèi)表光滑輸水量大、長期使用能耗低、剛度好抗變形能力強(qiáng),食品級(jí)內(nèi)壁輸送水質(zhì)優(yōu)良。雙“O”型密封圈在安裝過程中,可實(shí)施100%接口試壓,安裝可靠性高,設(shè)計(jì)壽命在50年以上。這些優(yōu)勢(shì)使得玻璃鋼夾砂管作為一種高性能的供水管得到市場(chǎng)的認(rèn)可,尤其是大口徑玻璃鋼夾砂排污管道,在同流量對(duì)比的管材價(jià)格方面有優(yōu)勢(shì)。我國最大口徑的供水管當(dāng)屬引額濟(jì)烏一期工程小洼工程的DN3100,剛度SN7500Pa.壓力等級(jí)0.46NPa,最高工程應(yīng)用壓力到了2.5NPa,其優(yōu)異的耐腐蝕性能是玻璃鋼夾砂管道另一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)。
2.玻璃鋼夾砂頂管
頂管施工為一種非開挖地管道施工方法,不影響路面結(jié)構(gòu),能很方便地穿越公路、鐵路、房屋、河流等鋪設(shè)地下管道,開挖土方少,機(jī)械化程度高,還可造就于特殊工況,被認(rèn)為是一種現(xiàn)代化的地下管道鋪設(shè)方法。以往的頂管使用混凝土管和鋼管,玻璃鋼管在非開挖頂管施工中具有重量輕、施工方便、外壁光滑、頂進(jìn)力小等優(yōu)勢(shì),成為頂管工程使用的一種重要管材。廣州頂管工程創(chuàng)造了3項(xiàng)全國記錄,單坑最大頂進(jìn)長度為236m,DN2500玻璃鋼頂管日頂進(jìn)最高速度達(dá)69m/day,單向工程的玻璃鋼頂管材料用量全國第一。該工程在國內(nèi)引起了較大反響,北京、上海、天津、深圳、湛江等地紛紛來人到現(xiàn)場(chǎng)參觀。此后在浙江臨海、石家莊、天津等地也陸續(xù)開展了玻璃鋼頂管工程。
玻璃鋼頂管在施工應(yīng)用中具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),主要反映在:1)外壁光滑,頂力小。2)重量輕,在軟地基上頂管不會(huì)發(fā)生栽頭現(xiàn)象,其重量輕,無需重型吊車設(shè)備。3)連續(xù)接頭密封性能好。4)外表耐磨性能很好,在長達(dá)200多米沿粗砂、細(xì)砂等土質(zhì)的摩擦下,到達(dá)接受井的玻璃鋼管外壁仍保持良好狀態(tài),肉眼觀察不到明顯磨痕。
3.高壓玻璃鋼管
我國的高壓玻璃鋼管道開始于1995年,由哈爾濱史密斯玻璃鋼制品有限公司(即哈爾濱斯達(dá)公司)在大慶油田采油二廠安裝了兩條直徑2?、(5Omm)工作壓力為19 MPa、檢驗(yàn)壓力為24 MPa的高壓注水玻璃鋼管線。這是纖維纏繞的高壓 玻璃鋼管在中國油田的首次應(yīng)用。該工程從第一次安裝高壓玻璃鋼管線至今運(yùn)行正常。
隨著國內(nèi)各油田的石油開采先后進(jìn)入二次采油和三次采油階段,鋼管道的腐蝕問題日益突出?;谶@一背景,玻璃鋼高壓管道成為解決這一難題的有效的重要途徑,玻璃鋼高壓管道呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展態(tài)勢(shì)。僅哈爾濱斯達(dá)公司在我國油田高壓玻璃鋼管道應(yīng)用方面就提供了大量產(chǎn)品,其中包括40mm到150mm,壓力等級(jí)從3.5 MPa到24 MPa的各種規(guī)格的管道,上千件相應(yīng)規(guī)格與壓力等級(jí)的法蘭、彎頭、三通、異徑接頭等管件。最早安裝的管線已經(jīng)有了近10年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),經(jīng)受了油田各種不同腐蝕條件的實(shí)際考驗(yàn)。國內(nèi)高壓玻璃鋼管道制造企業(yè)已緊緊跟上,中復(fù)連眾、大慶漢威、山東東管等產(chǎn)品,大量進(jìn)入國內(nèi)油田市場(chǎng),并出口海外。
國內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明,使用15年后的管道強(qiáng)度保留率為850h,使用25年后強(qiáng)度保留率為750h。這兩個(gè)值都超過了對(duì)化學(xué)工業(yè)用玻璃鋼鋼制品使用一年后所要求的最小強(qiáng)度保留率。美國60年代安裝的玻璃鋼管線至今已超過40年,目仍正常運(yùn)行。
4.玻璃鋼井壁管
玻璃鋼井壁管是一種從數(shù)十米乃至數(shù)百米的地下取水的裝置。由鉆孔的玻璃鋼管作為內(nèi)壁管,其外再纏繞鋼絲或預(yù)浸玻璃布帶作為滲水外管壁,由內(nèi)壁管和滲水外管壁形成雙層7的玻璃鋼井壁管,是沙漠地帶取水必備器材。例如在全長562km塔里木沙漠公路防沙體已經(jīng)超過了設(shè)計(jì)年限,公路面臨被積沙吞噬的危險(xiǎn)。為此,投資2億多元開展沙漠公j各防護(hù)林生態(tài)工程中用到了大量玻璃鋼井壁管。
井壁管有許多技術(shù)問題與一般埋地的玻璃鋼管道有所不同,如在處理大量的鉆孔工藝過程中會(huì)使內(nèi)襯與結(jié)構(gòu)層剝離,甚至造成管內(nèi)局部無內(nèi)襯現(xiàn)象;在鉆孔過程I中玻璃鋼管道的孔壁形成較多絮狀纖維。所以,有軸向剛度和強(qiáng)度的要求,纏繞外壁鋼絲或預(yù)浸玻璃布帶要求等。玻璃鋼井壁管的安裝與其他傳統(tǒng)井壁管也有所不同,一般采用的是縱向承插膠接方式。井內(nèi)水汽較大,采用的是縱向承插膠接方式。在安裝壁管時(shí),采取了必要的加溫隔潮等,確保管接口之間不會(huì)脫節(jié)。從工程造價(jià)來說,玻璃鋼井壁管直接造價(jià)低于鋼管15%,使用壽命將大于50年,應(yīng)用于打井灌溉,具有較好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。
5.玻璃鋼牽拉管
牽拉管施工更適應(yīng)于小口徑管道,這是因?yàn)檎w軸向抗彎慣性矩小,采用牽拉管方法可進(jìn)行小口徑長距離的管道施工,而小口徑長距離頂管容易產(chǎn)生壓縮失穩(wěn)現(xiàn)象。
目前,一般采用鋼管、高密度聚乙烯管等管材進(jìn)行牽拉管施工。由于牽拉管施工要求管線具有一定曲率半徑,但鋼管剛性較大,在彎曲時(shí)不僅阻力大,而且容易產(chǎn)生彎曲失穩(wěn)。高密度聚乙烯管的柔韌性較好,但其抗拉強(qiáng)度小,牽拉長度短,且在牽拉時(shí)容易在接口處損壞。玻璃鋼牽拉管添加或不添力口石英夾砂層的都具有較高軸向抗拉強(qiáng)度,既具有類似鋼材般的高強(qiáng),又具有熱塑性材料的柔韌性,很適宜用于牽拉管的施工,同時(shí),由于玻璃鋼牽拉管的管外壁光滑,牽拉時(shí)阻力小,施工速度快。玻璃鋼牽拉管的關(guān)鍵技術(shù)為牽拉管施工時(shí),要求牽拉管具有足夠的軸向拉伸強(qiáng)度;此外施工要求管道在6°—90°的彎曲中,不僅要求保持足夠的柔韌性,而且要求保持足夠的彎曲強(qiáng)度。實(shí)際施工表明,玻璃鋼牽拉管的牽拉阻力小,牽拉速度快,既保持了良好的柔韌性,又體現(xiàn)了高強(qiáng)度,一次性拉伸長度長,是一種具有良好發(fā)展前途的非開挖管材。
我國玻璃鋼管道行業(yè)目前面臨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展的巨大挑戰(zhàn)和困難,行業(yè)內(nèi)還存在著不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象,實(shí)際工程中還存在著少部分質(zhì)量事故,在產(chǎn)品長期性能實(shí)驗(yàn)方面我們剛剛起步,還有大量基礎(chǔ)性的技術(shù)問題需要完善解決。當(dāng)前,特別要指出的是,在一些地區(qū),由于不正當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng),導(dǎo)致制造成本高于競(jìng)標(biāo)報(bào)價(jià);一些地區(qū),盲目追求“低成本”,在樹脂中滲入溶劑,使玻璃鋼管的剛度、強(qiáng)度大大降低,出現(xiàn)斷裂。在南方某些地區(qū),玻璃鋼給排水管被傳為 “禁用產(chǎn)品”。因此,當(dāng)前國家有關(guān)部門聯(lián)合國內(nèi)玻纖、玻璃鋼檢測(cè)中心,對(duì)玻璃鋼給排水管進(jìn)行檢測(cè)認(rèn)證,是行業(yè)的一件大好事。