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我國玻璃鋼管道產業現狀和技術進展
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| 發布時間：2011-9-7 19:08:45 來源：中國膠粘劑網 瀏覽次數：2963 |
1987年至1994年間，是我國引進玻璃鋼纏繞設備的高峰期，共有21家企業先后從意大利、日本、美國、奧地利4國10家外資公司引進了32條玻璃鋼管道與貯罐纏繞設備，其中，定長纏繞設備30條，離心澆鑄成形設備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)引進玻璃鋼管道與貯罐纏繞設備，由此拉開了我國玻璃纖維纏繞管道工，業化發展的序幕。1993年，我國又從意大利Satplast公司引進了第一條玻璃鋼夾砂管道纏繞設備，對提高我國玻璃鋼管道在國內市場的競爭力起到了里程碑作用。
1．玻璃鋼夾砂纏繞管
夾砂纏繞設備的引進，使得成本下降；達到SN5000Pa管剛度等級，安裝施工質量得到明顯提高。夾砂工藝從開始的一次夾砂量厚度僅2mm以內，發展為上夾砂工藝，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，發展了高密度的下夾砂工藝，夾砂厚度達到20mm以上。到目前為止，有關玻璃鋼管道工藝、制造、設備、設計等專利已達到750余項。管道的品種從地上到地下（埋地）已發展到十余種：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，成為玻璃鋼行業中發展最快的領域之一，全國已發展至280多家企業。1995年，原國家建材局、國家建設部先后制定并頒布了玻璃鋼管道行業標準。
2001年國家電力部頒布了玻璃鋼電纜導管行業標準，還制定了有關玻璃鋼管道埋設標準。目前正在實施的為玻璃鋼夾砂管道的國家標準。
玻璃鋼給排水管道是玻璃鋼管道行業的主導產品，由3種工藝組成：定長纏繞工藝、離心澆鑄工藝、連續纏繞工藝等，定長纏繞工藝管的產量占據了絕大部分。玻璃鋼夾砂管道作為給排水管，其材料強度高、承壓能力高、內表光滑輸水量大、長期使用能耗低、剛度好抗變形能力強，食品級內壁輸送水質優良。雙“O”型密封圈在安裝過程中，可實施100%接口試壓，安裝可靠性高，設計壽命在50年以上。這些優勢使得玻璃鋼夾砂管作為一種高性能的供水管得到市場的認可，尤其是大口徑玻璃鋼夾砂排污管道，在同流量對比的管材價格方面有優勢。我國最大口徑的供水管當屬引額濟烏一期工程小洼工程的DN3100，剛度SN7500Pa.壓力等級0.46NPa，最高工程應用壓力到了2.5NPa，其優異的耐腐蝕性能是玻璃鋼夾砂管道另一個顯著優勢。
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，不影響路面結構，能很方便地穿越公路、鐵路、房屋、河流等鋪設地下管道，開挖土方少，機械化程度高，還可造就于特殊工況，被認為是一種現代化的地下管道鋪設方法。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、頂進力小等優勢，成為頂管工程使用的一種重要管材。廣州頂管工程創造了3項全國記錄，單坑最大頂進長度為236m，DN2500玻璃鋼頂管日頂進最高速度達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場參觀。此后在浙江臨海、石家莊、天津等地也陸續開展了玻璃鋼頂管工程。
玻璃鋼頂管在施工應用中具有許多獨特的優點，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發生栽頭現象，其重量輕，無需重型吊車設備。3）連續接頭密封性能好。4）外表耐磨性能很好，在長達200多米沿粗砂、細砂等土質的摩擦下，到達接受井的玻璃鋼管外壁仍保持良好狀態，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用。該工程從第一次安裝高壓玻璃鋼管線至今運行正常。
隨著國內各油田的石油開采先后進入二次采油和三次采油階段，鋼管道的腐蝕問題日益突出。基于這一背景，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出強勁的發展態勢。僅哈爾濱斯達公司在我國油田高壓玻璃鋼管道應用方面就提供了大量產品，其中包括40mm到150mm，壓力等級從3.5 MPa到24 MPa的各種規格的管道，上千件相應規格與壓力等級的法蘭、彎頭、三通、異徑接頭等管件。最早安裝的管線已經有了近10年的運行經驗，經受了油田各種不同腐蝕條件的實際考驗。國內高壓玻璃鋼管道制造企業已緊緊跟上，中復連眾、大慶漢威、山東東管等產品，大量進入國內油田市場，并出口海外。
國內外的實踐經驗證明，使用15年后的管道強度保留率為850h，使用25年后強度保留率為750h。這兩個值都超過了對化學工業用玻璃鋼鋼制品使用一年后所要求的最小強度保留率。美國60年代安裝的玻璃鋼管線至今已超過40年，目前仍正常運行。
4．玻璃鋼井壁管
玻璃鋼井壁管是一種從數十米乃至數百米的地下取水的裝置。由鉆孔的玻璃鋼管作為內壁管，其外再纏繞鋼絲或預浸玻璃布帶作為滲水外管壁，由內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超過了設計年限，公路面臨被積沙吞噬的危險。為此，投資2億多元開展沙漠公j各防護林生態工程中用到了大量玻璃鋼井壁管。
井壁管有許多技術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使內襯與結構層剝離，甚至造成管內局部無內襯現象；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，有軸向剛度和強度的要求，纏繞外壁鋼絲或預浸玻璃布帶要求等。玻璃鋼井壁管的安裝與其他傳統井壁管也有所不同，一般采用的是縱向承插膠接方式。井內水汽較大，采用的是縱向承插膠接方式。在安裝壁管時，采取了必要的加溫隔潮等，確保管接口之間不會脫節。從工程造價來說，玻璃鋼井壁管直接造價低于鋼管15%，使用壽命將大于50年，應用于打井灌溉，具有較好的經濟及社會效益。
5．玻璃鋼牽拉管
牽拉管施工更適應于小口徑管道，這是因為整體軸向抗彎慣性矩小，采用牽拉管方法可進行小口徑長距離的管道施工，而小口徑長距離頂管容易產生壓縮失穩現象。
目前，一般采用鋼管、高密度聚乙烯管等管材進行牽拉管施工。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，在彎曲時不僅阻力大，而且容易產生彎曲失穩。高密度聚乙烯管的柔韌性較好，但其抗拉強度小，牽拉長度短，且在牽拉時容易在接口處損壞。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度，既具有類似鋼材般的高強，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，由于玻璃鋼牽拉管的管外壁光滑，牽拉時阻力小，施工速度快。玻璃鋼牽拉管的關鍵技術為牽拉管施工時，要求牽拉管具有足夠的軸向拉伸強度；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度。實際施工表明，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，又體現了高強度，一次性拉伸長度長，是一種具有良好發展前途的非開挖管材。
我國玻璃鋼管道行業目前面臨著市場競爭和發展的巨大挑戰和困難，行業內還存在著不正當競爭現象，實際工程中還存在著少部分質量事故，在產品長期性能實驗方面我們剛剛起步，還有大量基礎性的技術問題需要完善解決。當前，特別要指出的是，在一些地區，由于不正當的競爭，導致制造成本高于競標報價；一些地區，盲目追求“低成本”，在樹脂中滲入溶劑，使玻璃鋼管的剛度、強度大大降低，出現斷裂。在南方某些地區，玻璃鋼給排水管被傳為 “禁用產品”。因此，當前國家有關部門聯合國內玻纖、玻璃鋼檢測中心，對玻璃鋼給排水管進行檢測認證，是行業的一件大好事。
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