摘要：本文介紹了纏繞玻璃鋼管道的技術特點，並對其在我國石油、化工等領域的應用情況進行了分析。
關鍵詞：玻璃鋼管道
Abstract：InthispaperthetechnicalpropertiersofFW-FRPpipesaredescribedandtheapplicationsofFRPpipesinChinaaresummerized.
Keywords：FW-FRPpipespropertiesapplication
1前言
國際上，纖維纏繞技術始於本世紀40年代，1946年在美國申請專利。50年代初期，開始製作玻璃鋼管道，距今已有40餘年的曆史。目前，國際上玻璃鋼管道工業發展很快，年產量日趨增加，以美國為例，年玻璃鋼管道使用量10000km，且每年以5%～10％的速度遞增。
我國纖維纏繞工藝始於1958年，當時主要是為“兩彈一機”國guo防fang建jian設she服fu務wu的de。最zui早zao應ying用yong於yu民min用yong的de玻bo璃li鋼gang管guan道dao以yi手shou糊hu及ji布bu帶dai卷juan繞rao為wei主zhu，這zhe樣yang生sheng產chan的de管guan道dao防fang滲shen性xing能neng差cha，質zhi量liang不bu穩wen定ding，雖sui經jing多duo次ci試shi驗yan，也ye未wei能neng在zai大da範fan圍wei內nei推tui廣guang使shi用yong。80年代末，我國首次引進玻璃鋼管道纏繞設備，從此，我國玻璃鋼管道工業真正開始了大發展。截至1997年，玻璃鋼管道纖維纏繞生產線已有133條。其中43條為引進生產線〔1〕，guojishangyixiewenminggongsiyexiangjizaizhongguochenglihezihuoduzigongsi，guoneibufenchangjiashengchandeboligangguandaozhiliangyijingkeyiheguojishangdechanpinxiangpimei，chanpinyiduocichukou。boligangguandaogongyezaizhongguozhengchuyudadefazhanqi。
盡管如此，與我國巨大的管道市場相比．玻bo璃li鋼gang管guan道dao所suo占zhan份fen額e仍reng很hen低di，其qi原yuan因yin關guan鍵jian在zai於yu尚shang有you許xu多duo用yong戶hu對dui纏chan繞rao玻bo璃li鋼gang管guan道dao的de優you良liang性xing能neng還hai不bu十shi分fen了le解jie，對dui玻bo璃li鋼gang管guan道dao在zai我wo國guo的de應ying用yong現xian狀zhuang還hai缺que乏fa足zu夠gou的de熟shu悉xi，對dui選xuan用yong玻bo璃li鋼gang管guan道dao仍reng抱bao遲chi疑yi、觀guan望wang的de態tai度du。為wei此ci，本ben文wen對dui纏chan繞rao玻bo璃li鋼gang管guan道dao的de性xing能neng進jin行xing具ju體ti分fen析xi，對dui其qi在zai我wo國guo的de應ying用yong現xian狀zhuang進jin行xing總zong結jie，以yi期qi進jin一yi步bu推tui動dong我wo國guo玻bo璃li鋼gang管guan道dao工gong業ye向xiang前qian發fa展zhan。
2特點
2.1耐腐蝕性能好
纖維纏繞玻璃鋼管道結構上分內襯層、結構層及外保護層三部分。其中，內襯層樹脂含量高，一般在70％以上，其內表麵富樹脂層樹脂含量高達95％左右。通過對內襯所用樹脂的選擇，可使玻璃鋼管道在輸送液體時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，隻需對外保護層樹脂進行認真選擇，便也可達到不同外防腐的使用目的。
根據不同的腐蝕環境，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、環氧樹脂及呋喃樹脂等，根據具體情況分別選用：對酸性環境，選用雙酚A樹脂、呋喃樹脂等；對堿性環境，選用乙烯基樹脂、環氧樹脂或呋喃樹脂等；對溶劑型使用環境，選用呋喃等樹脂；當酸、鹽、溶劑等腐蝕不是十分嚴重時，則可選用價格較為低廉的間苯型樹脂〔2〕。通過對內襯層不同樹脂的選擇，便可使玻璃鋼管道廣泛用於酸、堿、鹽、溶劑等工作環境中，表現出良好的耐腐蝕性能。
2．2水力學性能優良
纏繞玻璃鋼管道內表麵光滑，內壁絕對粗糙度僅為0.01mm，遠小於鋼管及鑄鐵管的內壁粗糙度見表1〔3〕，屬水力學光滑管。
管道類型新鋼管半新鋼管舊鋼管鑄鐵管玻璃鋼管粗糙度/mm0.1～0.20.2～0.30.5～0.80.6～1.00.01
根據Hazen-Williams公式：
Hf=〔42．7Q/
對纏繞玻璃鋼管道和鑄鐵管進行計算比較：當管內流體流速為1．0～2．0m/s時，管徑DN300～600mm的纏繞玻璃鋼管道輸送流體時引起的壓頭損失約為同口徑鑄鐵管的2/3～1／2〔5〕。
計算結果說明：纖維纏繞玻璃鋼管道的水力學性能優於鋼管或鑄鐵管。
2.3重量輕，安裝、運輸方便
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，實際應用表明，在承受同樣內壓的前提下，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，玻璃鋼管道在運輸時可套裝運輸，節省油耗及其它費用；安裝時，對中小口徑的玻璃鋼管道一般不需用重型機械，有的甚至可通過人工搬運，提高了安裝速度。
2．4比強度高、力學性能合理
纏繞玻璃鋼管道軸向拉伸強度為160～320MPa，接近於鋼管，比強度更高，在結構設計時，管材自重可大幅度減輕，安裝十分輕易。對比情況見表2。
材料比重拉伸強度
/MPa
比強度
/MPa高級合金鋼81280160A3鋼7.8540050鑄鐵7.424032纏繞玻璃鋼1.6160～320100～200
2．5導熱係數低、熱應力小
玻璃鋼管道與鋼管熱性能數據對比見表3。
性能參數玻璃鋼管道鋼管導熱係數/W-10.2762.8熱膨脹係數/k-11.12×10-51.23×10-5軸向熱應變之比1.671軸向熱應力之比111
表中，熱應變及熱應力之比均為假設玻璃鋼管道與鋼管管長相同、管道兩端介質溫差相同情況下所推得的結果。從表中數據可以看出，玻璃鋼管道的導熱係數低，僅為鋼管的0．4％，因而具有較好的保溫性能，輸送介質時可以降低熱能損耗；另外，從表3haikeyikanchu，dangboligangguandaoyugangguanliangduanyouxiangtongderewenchashi，xianzhangxishulvedayugangguandeboligangguandaojiangchanshengjiaodadereyingbian，danyouyuboligangguandaodezhouxianglashenmoliangyue11.2GPa，鋼管的模量為210GPa，所以，溫差在玻璃鋼管道上產生的熱應力僅約為鋼管的1/11。也就是說，在實際使用中，鋼管需增加膨脹接頭以消除管線上的熱應力集中，玻璃鋼管一般卻可以不予考慮〔4〕。玻璃鋼管道的熱線脹係數使得它具有良好的抗熱耐寒特性，可在地表、地下、架空、海底、沙漠、冰凍、潮濕等各種惡劣環境中使用。
2．6接頭少、連接方式多樣靈活
纏繞玻璃鋼管道單管長度6～12m，甚(shen)至(zhi)更(geng)長(chang)，在(zai)長(chang)距(ju)離(li)管(guan)線(xian)安(an)裝(zhuang)時(shi)，所(suo)需(xu)接(jie)頭(tou)少(shao)，既(ji)能(neng)使(shi)流(liu)動(dong)水(shui)阻(zu)降(jiang)低(di)，也(ye)減(jian)少(shao)了(le)施(shi)工(gong)費(fei)用(yong)，同(tong)時(shi)，管(guan)線(xian)因(yin)接(jie)頭(tou)多(duo)而(er)發(fa)生(sheng)滲(shen)漏(lou)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)也(ye)較(jiao)鋼(gang)管(guan)大(da)為(wei)降(jiang)低(di)。另(ling)外(wai)，纏(chan)繞(rao)玻(bo)璃(li)鋼(gang)管(guan)道(dao)的(de)接(jie)頭(tou)方(fang)式(shi)有(you)多(duo)種(zhong)，主(zhu)要(yao)包(bao)括(kuo)：承插膠接、平端對接、法蘭連接、O形圈連接、螺紋連接等，可根據具體施工條件，靈活選擇接頭方式，從而提高了工程的可靠性。
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，表麵電阻率：～1011Ω，絕緣性能優良，可安全地應用於輸電、電信線路密集區和多雷區。
2．8不生鏽
鋼管、鑄鐵管在儲存、使用過程中，會因化學、電化學的作用產生局部電池反應，表麵極易生鏽，對輸送介質往往會產生汙染，因而，常需對其表麵進行非凡防鏽、除鏽處理；纖維纏繞玻璃鋼管道由於是由非金屬材料製成，電極電位高，表麵不會發生氧化鏽蝕，無需處理，不會汙染水質。
2．9防汙抗蛀
玻璃鋼管內壁潔淨光滑，難以被海水或汙水中的甲貝、菌類等微生物玷汙蛀附。而鋼管、鑄鐵管或鋼筋混凝土管內表麵卻很輕易被甲貝、牡蠣等附蛀寄生，且極難清除，增大粗糙率，使有效管徑縮小，同時增大流動阻力，減少過水斷麵積。
2．10可設計性強
根據具體使用情況，可對管道的具體性能及外形進行設計：①可對纏繞時的纏繞角進行設計，以使管道具有不同的縱／環向強度分配；②可對管道壁厚進行設計，以使管道可以承受不同的內外壓；③可對材料進行設計，以達到不同的耐腐蝕目的、阻燃目的、介電目的等；④可對接頭方式進行設計，適用不同的安裝條件，以提高工程安裝速度；⑤可對產品外形進行設計，以滿足具體的外形需要。
3應用
3．1油田
32～35
5雷文.纏繞夾砂玻璃鋼管道在給排水領域應用的優勢分析.第十二屆玻璃鋼/複合材料學術年會7何桂華等.玻纖增強塑料管在油田地麵工程中的應用.石油規劃設計，1995，18～19
8ReiforcedPlastic.1997，43
9傅國棟.淺談大口徑玻璃鋼管的發展前景.玻璃鋼/複合材料，1994，43～49
10趙久尚等.玻纖增強塑料管在油田汙水處理中的應用.石油規劃設計，1995，26～32
12翁祖祺等編.中國玻璃鋼工業大全.北京：國防工業出版社，1992
13蔣洪明.機製玻璃鋼管技術研究.中日耐腐蝕高分子材料國際交流會論文集，上海：1994.228～233
14玻璃鋼／複合材料參考，1998，14
15全麵腐蝕控製，1997，