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文档简介
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第一章项目概要
一■、项目名称
玻璃钢缠绕增强压力容器、玻璃钢管道及玻璃钢环保制品研发和生产项目
二、项目内容
(一)玻璃钢的含义
玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料。它是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带
毡、纱等)作为增强材料,以合成树脂作基体材料的一种复合材料。复合
材料的概念是指一种材料不能满足使用要求,需要由两种或两种以上的材料
复合在一起,组成另一种能满足人们要求的材料,即复合材料。由于其强度
相当于钢材,又含有玻璃组分,也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电
绝缘、隔热等性能,象玻璃那样,历史上形成了这个通俗易懂的名称“玻璃
钢”,这个名词是由原国家建筑材料工业部部长赖际发同志于1958年提出
的,由建材系统扩至全国。
玻璃钢的含义就是指玻璃纤维作增强材料、合成树脂作粘结剂的增强塑
料•,国外称玻璃纤维增强塑料。随着我国玻璃钢事业的发展,作为塑料基的
增强材料,已由玻璃纤维扩大到碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维和
碳化硅纤维等,无疑地,这些新型纤维制成的增强塑料•,是一些高性能的纤
维增强复合材料,考虑到历史的由来和发展,通常采用玻璃钢复合材料,这
一名称。
(二)玻璃钢产品特性
1.玻璃钢缠绕贮罐特性:
玻璃钢缠绕贮罐具有轻质、高强、耐腐蚀,容积大,占地小,安装方便,
维修费用低,主要用于石油、化工、食品酿造,医药等领域,传统的大型容
器一般采用钢板焊接制成,内部贴敷环氧玻璃钢防腐衬里或防腐材料,施工
困难,效果不好,易脱落,穿孔。而缠绕制作的大型玻璃钢容器为热固性树
脂为基体,玻璃纤维为增强材料,采用连续纤维缠绕技术,工艺先进,结构
合理,制品力学性能好。玻璃钢缠绕储罐主要特点有:
(1)大型玻璃钢容器整体成型:筒体整体缠绕,无结构层接缝,筒体轴
向力、环向力分配合理均匀,筒体整体性能好、强度高,无应力集中区,使
用寿命长。大型玻璃钢贮罐树脂含量均匀:在缠绕加工过程中,被加工设备
不停的旋转,各结构层无论树脂含量高低,均不会出现树脂滴淋不产生树脂
含量上低下高现象。
(2)耐腐蚀。树脂性能的不同赋予玻璃钢不同的耐腐蚀性能,使在不同
酸碱、盐、有机溶剂的气、液介质的腐蚀环境下长期使用。
(3)阻燃。优质的树脂及阻燃添加剂赋予产品优良的阻燃性能,一般阻
燃产品氧指数大于26,火焰扩散系数小于25,烟密度小于500。
(4)轻质高强。无碱玻璃纤维纱与树脂的完美结合,赋予产品独特的轻
质高强的特性,产品的比重是钢材的1/4,适用于腐蚀环境下各种承载结构。
(5)耐老化。产品由优质的基体树脂加抗老化添加剂,使产品具有持久
的抗老化性能,可保持长久的光泽及持续的高强度,使用寿命在20年以上。
(6)可设计性。除玻璃钢灵活的设计性能外,产品的颜色可以根据客户
的要求进行定制,外形尺寸也根据客户所需的设计不同的尺寸,加工不同的
产品。
(7)热导率低、线膨胀系数小。在有温差时所产生的热应力比金属低的
多。
(8)破损安全行好。纤维复合材料基体中有大量独立的纤维,每平方厘
米上的纤维少则儿千根,多则上万根。从力学观点上看,是典型的静不定体
系。当构件超载并有少量纤维断裂时,载荷会迅速重新分配在未破坏的纤维
上,这样,在短期内不致于使整个构件丧失承载能力。
(9)电性能。玻璃纤维及高性能树脂赋予产品优越的电性能,产品穿击
强度可达10kv/mm,金属工具抗击时无电火花;产品无磁性,可在抗电磁抗
爆环境中安全使用。
2.玻璃钢管道与传统的管道相比具有如下优势
(1)耐腐蚀性能好
纤维缠绕玻璃钢管道结构上分内衬层、结构层及外保护层三部分。其中,
内衬层树脂含量高,一般在70%以上,其内表面富树脂层树脂含量高达95%
左右。通过对内衬所用树脂的选择,可使玻璃钢管道在输送液体时具有不同
的耐腐蚀性能,从而满足不同的工作需要;对需外防腐的场合,只需对外保
护层树脂进行认真选择,便也可达到不同外防腐的使用目的。
根据不同的腐蚀环境,可选用不同的防腐树脂,主要包括:间苯型不饱
和聚酯树脂、乙烯基树脂、双酚A树脂、环氧树脂及吠喃树脂等,根据具体
情况分别选用:对酸性环境,选用双酚A树脂、吠喃树脂等;对碱性环境,
选用乙烯基树脂、环氧树脂或吠喃树脂等;对溶剂型使用环境,选用吠喃等
树脂;当酸、盐、溶剂等腐蚀不是十分严重时,则可选用价格较为低廉的间
苯型树脂。通过对内衬层不同树脂的选择,便可使玻璃钢管道广泛用于酸、
碱、盐、溶剂等工作环境中,表现出良好的耐腐蚀性能。
(2)水力学性能优良
缠绕玻璃钢管道内表面光滑,内壁绝对粗糙度仅为0.01加,远小于钢
管及铸铁管的内壁粗糙度见表1,属水力学光滑管。
对缠绕玻璃钢管道和新碳素钢管道进行计算比较:管内液体流量相同
时,缠绕玻璃钢管道输送介质时所引起的压头损失仅为同管径新碳素钢管的
0.856倍。
HLk—
另根据范宁公式:为g
对缠绕玻璃钢管道和铸铁管进行计算比较:当管内流体流速为1.0〜
2.Om/s时,管径DN300〜600mm的缠绕玻璃钢管道输送流体时引起的压头
损失约为同口径铸铁管的2/3-1/20
计算结果说明:纤维缠绕玻璃钢管道的水力学性能优于钢管或铸铁管。
(3)重量轻,安装、运输方便
玻璃钢管道比重约为L6左右,仅是钢管或铸铁管的1/4〜1/5,实际
应用表明,在承受同样内压的前提下,同口径、同长度的玻璃钢管道,其重
量约为钢管的30%左右。正因如此,玻璃钢管道在运输时可套装运输,节
省油耗及其它费用;安装时,对中小口径的玻璃钢管道一般不需用重型机械,
有的甚至可通过人工搬运,提高了安装速度。
(4)比强度高、力学性能合理
缠绕玻璃钢管道轴向拉伸强度为160〜320MPa,接近于钢管,比强度更
高,在结构设计时,管材自重可大幅度减轻,安装十分容易。对比情况见表
lo
表1玻璃钢管道与钢管强度及比强度
拉伸强度环比强度
材料比重
/MPa/MPa
高级合金钢81280160
A3钢7.8540050
铸铁7.424032
缠绕玻璃钢1.6160—320100~200
(5)导热系数低、热应力小
玻璃钢管道与钢管热性能数据对比见表2o
表2玻璃钢管道与钢管热性能参数对比
性能参数玻璃钢管道钢管
导热系数
0.2762.8
/W*(cm*℃)-1
热膨胀系数/k-11.12X10-51.23X10-5
轴向热应变之比1.671
轴向热应力之比111
表中,热应变及热应力之比均为假设玻璃钢管道与钢管管长相同、管道
两端介质温差相同情况下所推得的结果。从表中数据可以看出,玻璃钢管道
的导热系数低,仅为钢管的0.4%,因而具有较好的保温性能,输送介质
时可以降低热能损耗;另外,从表3还可以看出,当玻璃钢管道与钢管两端
有相同的热温差时,线胀系数略大于钢管的玻璃钢管道将产生较大的热应
变,但由于玻璃钢管道的轴向拉伸模量约H.2GPa,钢管的模量为210GPa,
所以,温差在玻璃钢管道上产生的热应力仅约为钢管的1/11。也就是说,
在实际使用中,钢管需增加膨胀接头以消除管线上的热应力集中,玻璃钢管
一般却可以不予考虑。玻璃钢管道的热线胀系数使得它具有良好的抗热耐寒
特性,可在地表、地下、架空、海底、沙漠、冰冻、潮湿等各种恶劣环境中
使用。
(6)接头少、连接方式多样灵活
缠绕玻璃钢管道单管长度6〜12m,甚至更长,在长距离管线安装时,
所需接头少,既能使流动水阻降低,也减少了施工费用,同时,管线因接头
多而发生渗漏的可能性也较钢管大为降低。另外,缠绕玻璃钢管道的接头方
式有多种,主要包括:承插胶接、平端对接、(活套)法兰连接、(带锁紧
装置)0形圈连接、螺纹连接等,可根据具体施工条件,灵活选择接头方式,
从而提高了工程的可靠性。
(7)电绝缘性能好
钢管、铸铁管均为电的良导体。玻璃钢管道却是绝缘体,击穿电压:12〜
16kV/mm,体积电阻率:〜10140.cm,表面电阻率:〜1011。,绝缘性能
优良,可安全地应用于输电、电信线路密集区和多雷区。
(8)不生锈
钢管、铸铁管在储存、使用过程中,会因化学、电化学的作用产生局部
电池反应,表面极易生锈,对输送介质往往会产生污染,因而,常需对其表
面进行特殊防锈、除锈处理;纤维缠绕玻璃钢管道由于是由非金属材料制成,
电极电位高,表面不会发生氧化锈蚀,无需处理,不会污染水质。
(9)防污抗蛀
玻璃钢管内壁洁净光滑,难以被海水或污水中的甲贝、菌类等微生物玷
污蛀附。而钢管、铸铁管或钢筋混凝土管内表面却很容易被甲贝、牡蛎等附
蛀寄生,且极难清除,增大粗糙率,使有效管径缩小,同时增大流动阻力,
减少过水断面积。
(10)可设计性强
根据具体使用情况,可对管道的具体性能及形状进行设计:①可对缠
绕时的缠绕角进行设计,以使管道具有不同的纵/环向强度分配;②可对
管道壁厚进行设计,以使管道可以承受不同的内外压;③可对材料进行设
计,以达到不同的耐腐蚀目的、阻燃目的、介电目的等;④可对接头方式
进行设计,适用不同的安装条件,以提高工程安装速度;⑤可对产品形状
进行设计,以满足具体的形状需要。
(三)玻璃钢产品分类
1.玻璃钢缠绕增强压力容器:包括玻璃钢化粪池、玻璃钢储罐(槽)、
玻璃钢污水处理罐、玻璃钢垃圾箱等。
2.玻璃钢管道:包括玻璃钢夹砂管、玻璃钢电缆保护(穿线)管、玻
璃钢给水管、玻璃钢污水管、玻璃钢污水处理罐、玻璃钢通风管、玻璃钢保
温管等。
3.玻璃钢沼气池:针对目前国内农村大力推广使用的环保节能型“农
用沼气池”产品,采用玻璃钢纤维增强热固性树脂(以下简称玻璃钢)复合
成型技术,设计、研制、生产一种轻质、高强、美观、经久耐用、气密性好、
产气率高、使用安全可靠、安装方便快捷的新型“玻璃钢农用沼气池”产品。
4.玻璃钢水箱:
5.玻璃钢冷却塔:
6.玻璃钢塔器:
玻璃钢尾气吸收塔玻璃钢脱硫塔
7.玻璃钢防腐保温工程:各种管道、罐、槽、反应釜、冷库及化工设
备保温(聚胺脂保温、岩棉保温、福乐斯保温工程)。防腐工程:承接化工
设备防腐、储运灌槽防腐、管道防腐、地坪(厂房自流坪)防腐、水泥地面
防腐、水泥池内外防腐、防腐衬里的现场施工工程。
第二章玻璃钢项目环境分析
一、玻璃钢应用潜力及市场领域分析
我国已成为世界上最大的玻璃纤维生产国,预计对玻璃纤维的需求将很
快超过美国,并正在成为全球玻璃纤维产业需求和应用的最大市场,这也正
是全球顶级玻纤企业越来越关注亚洲市场的主要原因。随着国家相关产业振
兴规划和加大基础设施投资力度,对于玻璃钢行业来讲,建筑业和交通运输
业是玻璃纤维用量最大的应用领域,同时,新能源和电力等行业对玻璃纤维
的需求也将持续增长。玻璃纤维增强热塑性复合材料愈来愈受到关注,FRTP
市场有望在近几年大幅增长。根据我国玻璃钢行业的发展情况,预计近年对
玻璃纤维的需求每年将有两位数的增长。
复合材料的发展,推动了材料工业的巨大革命。玻璃钢管(简称GRP管)
的诞生,标志着非金属管材在材料工业中的崛起,也预示着非金属管材在国
民经济建设中的应用领域和市场将不断扩大,并越来越广阔。
1.航空领域
据相关报道,2008年全球各地航空产业消耗的复合材料达到21万吨。
美国著名的增长咨询公司——弗若斯特沙利文在2009年发表了全球航空聚
合物基复合材料行业的研究报告,报告认为随着全球航空业的发展,聚合物
基复合材料市场将有望在2014年前仍保持两位数的增长。
2.能源电力
(1)风能
2009年全球风电能力达到159,213MW,2009年新增38,312MW。风电的
年增长率达到了自2001年以来最高的31.7%o到2009年年底全球风力发电
340万亿瓦小时/年,相当于世界第七大经济体意大利的全部电力需求,也
相当于全球电力消费的2%。
中国继续其在国际风电产业中的火车头角色,2009年新增13800MW能
力。为新增风机最大的市场,其连续第四年装机能力增加一倍,2010年我
国风能新增15000MWo
(2)烟气脱硫
火力发电量占全球发电量的一半以上,因此,煤炭在至少未来几十年内
仍将是主要的燃料。所有的火力电厂最终都要安装洗涤塔和脱硫系统,而玻
璃钢则是这一应用领域内性价比最高的材料FGD(烟气脱硫)未来投资主要
是在亚洲,而不是美国和欧洲,中国将成为FGD系统的最大市场,占到世界
总量的40%以上。
在我国,玻璃钢在脱硫系统的应用还处于上升阶段,已有少数玻璃钢企
业能够提供满足脱硫系统使用要求的玻璃钢制品,并且玻璃钢产品还仅限于
喷淋管、极少数烟塔合一脱硫设施的烟道和浆液管道。
在未来20年内,中国燃煤电厂的脱硫容量将增长一倍以上,如果玻璃
钢行业采取适当的措施,加强产品开发、设备制造和技术更新,加强市场宣
传和拓展,必将为玻璃钢产品在FGD市场的应用开拓出广阔的市场。2010
年我国烟塔一体脱硫系统用ECR玻璃纤维比2009年增长50%以上。
(3)输变电设施
由于玻璃钢具有重量轻、强度高、绝缘性好、耐疲劳、耐腐蚀、加工成
型方便、易维护等特点,在电力行业得到了广泛应用。
玻璃钢复合材料在电力行业的应用除传统输变电设备、设施外,玻璃钢
杆塔和复合电缆芯成为行业关注的热点之一。
近年来,随着输电走廊用地的日益紧张,复合材料用于输电杆塔的优势
日益突显。利用复合材料的优良性能,不仅可以克服传统的输电杆塔普遍存
在的质量重、易腐、锈蚀或开裂等缺陷,还可以增加杆塔绝缘间隙及绝缘爬
距,提高线路的绝缘水平,进一步压缩输电线路走廊宽度,降低输电线路建
设及运行维护成本。
随着国内玻璃钢复合材料成型工艺技术和产品性能的进步与提升,制造
成本的降低,玻璃钢杆塔的研究与应用条件已经具备,许多部门开展了应用
研究工作,并已进入线路试验阶段
3.交通运输
(1)轨道车辆
2010~2015年间,我国规划建设的城市快速轨道交通项目总长度达
1700公里,5000多亿元投资将聚集在这一领域。
玻璃钢在轨道交通上的应用发展从玻璃钢零部件到全玻璃钢的机头、箱
体等都展示了巨大的优势及其在轨道交通领域广泛的应用前景。国内除应用
现有技术和工艺,为轨道车辆研发生产、车体内装件和设备、设施外,应深
入研究具有自主知识产权的玻璃钢制造技术及其批量化产品,促进我国高速
轨道交通事业的发展。当前我国正处在轨道交通建设的繁荣时期,已经成为
世界上最大的城市轨道交通市场。对于玻璃钢而言,这是一个大有可为的应
用领域,行业应抓住这一契机,不断开发新产品,拓展玻璃钢复合材料在轨
道交通领域的应用。
(2)汽车
2009年我国汽车产销量达1300万辆。随着国家振兴汽车产业规划出台,
将加速提升玻璃钢制品在汽车上的应用总量。同时,国家节能减排政策和新
能源电力汽车的发展,以及汽车材料轻量化的发展趋势,也为玻璃钢制品在
汽车上的应用提供了更加广阔的市场发展空间。
4.建筑工程
玻璃钢制品在建筑领域的应用除传统产品,如冷却塔、风机、水箱、管
道、门窗、采光瓦、装饰装修等和建筑材料外,建筑补强和玻璃钢在桥梁上
的应用成为新的关注点。
5.石油化工
石油化工是玻璃钢的重要应用领域之一。除传统防腐工程外,玻璃钢高
压管道、贮罐、塔器等产品持续增长,玻璃钢在地下贮油罐(双壁罐)和海
洋石油工程中的应用成为关注热点。
6.水处理工程
水处理一般分为纯净水处理、循环水处理和原水废水处理。由于玻璃钢
所具有的比强度高、优良的耐腐蚀性能和无锈蚀等特点在水处理工程上得到
广泛的应用。随着国家环保节能减排政策和法律法规的出台,国家会加大在
这一领域的投资,玻璃钢/复合材料在水处理设施上的应用会有一个大的进
展。
7.环保和再生能源工程
环境保护和新农村建设是国家重点关注和支持的项目,也是玻璃钢行业
近年来关注的应用领域。
玻璃钢净化(槽)池和玻璃钢沼气池是受到行业关注的项目,具有广阔
的市场发展空间。例如在新农村建设中,玻璃钢沼气池因其材料耐腐蚀好、
可工厂化生产、安装方便、产气快、寿命长、使用安全等优异性能得到农户
的欢迎,受到农业部重视和大力推广。据农业部农村新能源办公室介绍,2010
年将安排实施500万个农村户用沼气池的计划。
8.游艇
全世界游艇拥有量约为1800余万艘。在美国注册和使用中的各种游艇
总数已达1200万艘。目前,世界各国大小各类游艇的年产量约为90万艘。
随着全球经济形势的好转,外资游艇企业向大陆迁移和我国高收入阶层的需
求,以及海南国际旅游岛和沿海发达地区的游艇设施规划建设,未来几年我
国游艇行业将有一个大的发展。
2010年,我国玻璃钢总产量为223万吨,其中玻璃钢管道为50多万吨。
随着我国基础建设的加大,及相关矿物资源的紧缺,预计2011年得玻璃钢
产量将会呈上升趋势。
二、湖北省玻璃钢制品行业现状
湖北省稍具规模的玻璃钢制品企业不超过十家,且大多以非标件生产、
手糊工艺为主,产品参次不齐,难以形成规模,目前还没有标准化、规模化
的生产性企业。我省基础项目建设中所采用的玻璃钢容器、玻璃钢管道多为
河北、山东和广东等地的厂家生产,但因其运输至我省的物流成本较高,约
占总成本的20%,导致我省玻璃钢制品的价格偏高,且后期技术服务难以保
障。
三、技术环境
武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室属于新材料领域,1987
年由国家计委批准、建于武汉理工大学,1990年3月通过国家验收对外开
放。主管部门为国家科技部,现任实验室学术委员会主任为中科院院士王占
国研究员,实验室主任为张清杰教授。实验室的主要研究方向是:(1)发展
新一代材料复合与加工新技术,特别是低维复合技术,包括纳米复合技术及
薄膜复合技术;(2)基于材料复合与加工新技术,发展新型结构与功能材料,
特别是国防建设配套关键新材料、信息功能材料、新能源材料和纳米生物医
用材料;(3)材料基础研究与材料设计,特别是多组分、多尺度材料的复合
原理与设计。这些关键新材料已在我国国防建设和高新技术领域获得了重要
应用。
我省已经具备玻璃钢制品的技术条件和研发能力,但生产能力严重不
足,特别有规模的玻璃钢企业少之又少,大多只是作坊式生产。因此,立足
湖北,建立自己的玻璃钢复合材料制品生产基地,形成规模大、管理先进的
玻璃钢制品生产企业已经具备技术、市场条件。
玻璃钢管是一种新型的复合材料管,它主要以玻璃纤维纱作为增强材料
和树脂作为基体制成,被广泛地应用于诸多领域。随着玻璃钢管的普及应用,
又出现了夹砂玻璃钢管(简称RPMP),这种管道不仅从性能上提高了管材刚
度,而且降低了管道的成本。
第四章玻璃钢产品市场分析
一、总体分析
玻璃钢已在航空航天、铁道铁路、装饰建筑、家居家具、广告展示、工
艺礼品、建材卫浴、游艇泊船、体育用材、环卫工程、黑色冶金业、有色冶
金业、电力行业、煤炭业、石油化工、化学工业、机电工业、纺织工业、汽
车及摩托车制造业、铁路业、船舶工业、建筑业、轻工业、食品工业、电子
工业、邮电业、文化、体育及娱乐业、农业、商业、医药卫生业,及军工及
民用应用等各个方面的应用领域业中广泛应用,并深受赞誉,成为材料行业
中新时代商家的需求宠儿。玻璃钢制品也不同于传统材料制品,在性能、用
途、寿命属性上大大优于传统制品。其易造型、可定制、色彩随意调配的特
点,深受商家和销售者的青睐,占有越来越大的市场比分,前景广阔!
涉及这些产业部门应用的主要玻璃钢产品类别,有:矿山通风设备、炼
焦及相关设备、稀土冶炼及铁合金冶炼相关设备、冷轧及电镀设备,输变电
设备、风力发电设备、火力发电用水管、冷却水设备、电力管理及维修工器
具,煤矿凤筒、隔爆水袋、防爆装置,石油开采相关部件及设备、石油化工
设备,化工设备、化工建筑用材、矿山通风设备,电动机部件、零配件、电
镀设备、风力发电机及部件,纺织印染设备、设施及部件,汽车制造用材及
部件、汽车维修用材、摩托车制造用材及部件,铁路机车车辆用材及相关设
施、铁路信号系统用材及相关部件,各种各类江河湖海船艇、大型钢船艇配
套零部件及附属设施,建筑设施及用材、卫生间、厨房、门窗、波形瓦、冷
却塔、建筑通风空调设施、建筑模板等,轻工日用化学及造纸业用的相关设
施、家用电器、酒类、制革、家具用材,食品贮罐用途,电子工业用设备、
生活消费品用材及电子设备配件,邮电电信器材配套设施,体育器械、游乐
器材及相关设施,农业喷灌设备、暖房温室、农机具配件、冷库、水产养殖,
商业柜台、商业包装箱、商用冷藏库,医药工业设施及医疗卫生用途等等。
二、我国水处理产业拉动玻璃钢产业
近日,国家统计局数据显示,“十一五”期间,我国在供水、污水处理、
中水回用和排水、水污染防治等方面的总投资超过1万亿元,“十二五”期
间,水处理产业的规模将更加庞大。中国不饱和聚酯树脂行业协会副秘书长
赵鸿汉认为,作为依附水处理产业强势发展的水工玻璃钢产品(如玻璃钢冷
却塔、自然通风冷却塔导流罩、大口径给排水玻璃钢管道、反渗透水处理用
玻璃钢压力容器等)也将乘势而上,创新扩张。
玻璃钢冷却塔在我国达40多年的发展历史,工业循环用水开始就出现
了玻璃钢冷却塔。如今全国已有上百家玻璃钢冷却塔厂,成为工业循环用水、
节约用水的重要支柱,出现了海鸥、联丰、良机等品牌。
中国不饱和聚酯树脂行业协会统计数字显示,目前,国内正在运行的数
万台玻璃钢冷却塔已面临“节电低碳”的要求,许多企业正在进行“塔机”
自身的技术进步,开发节能型冷却塔、降低冷却塔供水扬程、开展塔内布水
装置设计等。上海飞狂、江西雾冷等企业开发了喷射型冷却塔、水力驱动型
冷却塔取代风机减速箱和电机,达到节电的效果。在机力型冷却塔大型风叶
方面,上海化机、山东莱州、江苏海欧等优化叶型设计,采用玻璃钢材料抽
真空制作叶片,达到轻质、高强、耐腐蚀和节电的目的。
玻璃钢导流罩是用于自然通风冷却塔顶端出风口,其高度3〜5米,直
径10〜5米左右,属于大型异型结构件。采用玻璃钢材料制作导流罩,轻质
高强、安装方便、耐腐蚀、导流效果好,国内冷却塔出风口导流罩目前已是
清一色的玻璃钢。
据悉,目前我国废水、污水排放量以每年18亿吨的速度增加,统计数
字显示,2010年底,中国的污水排放已经超过640亿吨。随着水处理产业
对水工玻璃钢产品的巨大需求,国内玻璃钢管道装备企业产品不断升级,基
本满足了国内的需求。大口径玻璃钢夹砂管道在近10多年我国城市建设地
下水网贯通作出了极大贡献。直径在1米以上的给排水管,凸显玻璃钢夹砂
管在性价比方面的优越性,有逐步取代混凝土管、球墨铸铁管以及钢管的趋
势。
近年来,国内大型玻璃钢给排水管道已形成产业群,涌现了永昌、天联、
大有、金威、连众、新世、常建、泓龙、汉维等品牌企业。值得一提的是,
新疆永昌和中复连众两公司给排水管道已进入了海外市场,浙江新世公司今
年还曾经一举签下昆明机场改建地下给排水用玻璃钢管道工程3000万大
单。据了解,可耐特、连云港唯德等玻璃钢管道装备公司积极开展对加砂装
置的技术改进,其管道设备批量走向中东。此外,围绕各类水处理技术对玻
璃钢管道的选择,青岛郎通公司开发了2600〜4000m/m的连续缠绕制管设
备,青岛山塑开发了玻纤增强PP-R挤出输水管设备,武汉博派和武汉九维
公司开发了水处理压力容器高性能数控纤维缠绕机。重庆国际、河北金牛公
司开发了水溶性环氧表面处理的高强玻纤缠绕纱用于玻璃钢压力设备。
当前,工业用水量加大,废水、污水采用传统的水处理方法已不能适应
现代城市用水,工业用水和净水的要求采用国外反渗透膜分离技术是大势所
趋。这些经过深度处理后的净水,已经能达到净水标准。
反渗透水处理用玻璃钢压力容器,是随近几年国外膜法水处理技术引入
我国后出现的高性能水处理技术的关键设备。这个设备依据美国ASME标准,
是耐压、耐疲劳环氧基玻璃钢压力容器。目前,反渗透水处理装置在全国有
六大集结产区:江苏的苏南地区、河北衡水地区、广东东莞深圳地区、北京
地区、上海地区和哈尔滨地区。哈尔滨乐普实业发展中心的“乐普”压力容
器,性能优越,领先全国,国内典型水处理工程都有“乐普”的足迹,并出
口欧美、中东、印度、澳大利亚、俄罗斯等地区和国家。据统计,这4大类
塔机、管道玻璃钢产品总量接近百万吨,并以15%的速度逐年递增。
三、玻璃钢容器市场分析
(一)油田
油田是较早使用缠绕玻璃钢容器的一个领域,同时也是一个较大量使用
缠绕玻璃钢容器的领域。国内儿个大的油田,如:大庆油田、胜利油田、中
原汕田早在九十年代初期就较广泛地选用缠绕玻璃钢容器。近些年来,缠
绕玻璃钢容器除了在上述几个油田继续得以较广泛应用外,江汉、克拉玛
依等其他一些油田也越来越多的接受了缠绕玻璃钢容器。总体而言,缠绕
玻璃钢容器在油田的使用量呈逐年递增趋势,尤其是直径大于4m的缠绕玻
璃钢容器,近年在油田颇受欢迎,市场前景十分看好。从1996年至今,大
庆油田、胜利油田、江汉油田等单位每年都会采购直径在4nl以上的缠绕玻
璃钢容器,所用产品最大直径已达20m,最大容积近500m3。
(二)化工
化工行业对容器的耐腐蚀性能要求较高,其它容器在使用过程中往往会
因腐蚀等原因而发生质量事故。由于缠绕玻璃钢容器具有良好的耐腐蚀性
能,可适用于不同的耐腐蚀环境,所以在化工行业的应用范围较广,化工已
成为缠绕玻璃钢容器另一个重要的应用领域。国内众多化工企业,如:苏州
精细化工厂、云天化工集团等单位均不同程度选用过缠绕玻璃钢容器。
目前,化工行业选用的缠绕玻璃钢容器已突破了传统的储存功能,涉及
到设备方面,如:玻璃钢离子交换柱、玻璃钢饱和器等均已成功或试验性地
投入使用。
化工行业使用的玻璃钢容器规格大多直径小于4m容积小于100m3,但
近年来,直径达4m以上,容积超过lOOn?的玻璃钢容器也开始在该领域得
以应用,推广速度很快。苏州精细化工厂使用的Um直径的缠绕玻璃钢容器
可以说是我国相关行业目前在用的缠绕成型玻璃钢容器中直径最大的。
据统计,2000年化工领域约用3万吨玻璃钢,至2010年,用于化工防
腐领域的玻璃钢以每年百分之十几的速度递增,增长速度高于其他领域,所
以,具有优良耐腐蚀性能的玻璃钢容器,在化工领域得应用前景十分广阔。
(三)冶炼
早在80年代,贵溪冶炼厂等一些冶炼单位即已批量使用缠绕玻璃钢容
器,近年来,冶炼行业使用的缠绕玻璃钢容器在数量上也呈上升趋势,但相
对其它行业而言,冶炼行业更趋向于将玻璃钢容器制作成某种设备使用。如
金昌公司使用的DN1200mni机械釜,铜陵金隆工程使用的DN4880nlin、
DN5500mm.DN6705mm动力波系统,铜陵有色金属公司使用的DN5500mm填料
塔、椭圆形的空塔循环槽、间冷器冲洗槽、电雾凝液收集槽等均由缠绕玻璃
钢容器制作而成。缠绕玻璃钢容器用作设备关键要解决好磨损及压力两个方
面问题,这也是缠绕玻璃钢容器能否在冶炼行业更广泛应用的关键所在。
(四)酿造、发酵
由于行业的特殊性质,酿造领域选用的容器对其卫生性能要求较为严
格。传统上使用的多为不锈钢等无毒材料。近些年随着食品级树脂在我国成
功的批量生产,食品级缠绕玻璃钢容器已开发成功,并成为传统容器的一种
较为理想的替代品,投放市场以来受到用户的欢迎,如:南京酱油厂、镇江
醋厂等单位均大量使用了缠绕玻璃钢容器。酿造企业目前选用的大多是直径
在4m以下中小型缠绕玻璃钢容器,主要用于储存成品、半成品及辅料。另
外,也有一些用作设备,如:发酵罐、味精工业中的中和罐、离子交换柱等。
当用作设备时,一般有温度、压力及带搅拌器等要求。
(五)环保、建筑
由于缠绕玻璃钢容器具有轻质、高强度、耐酸碱的优势,目前在环保行
业的污水处理系统、建筑行业的管网系统中缠绕玻璃钢容器的使用量越来越
多。近年来,湖北各大高速线路收费站、服务区中污水处理系统上的污水处
理池大多采用的是玻璃钢材质的。相关人士就传统的铸铁污水处理池与缠绕
玻璃钢容器制作的污水处理池进行对比研究,玻璃钢污水处理池在安装、使
用寿命上具有明显的优势,如2006年同时安装的两批污水处理池,铸铁的
已因腐锈而报废,但玻璃钢材质的却良好如新。
随着建筑行业对工期的要求,以及传统的砖砌化粪池因渗漏引起的污染
问题越来越严重,用缠绕玻璃钢容器制作而成的玻璃钢化粪池因其无渗漏、
耐腐蚀耐酸抗碱、施工周期短安装方便,受到了广大用户的欢迎,如:金地
集团、保利地产、三江航天等房地产开发商。武汉市政府即将出台停止使用
的砖砌化粪池、推广玻璃钢化粪池的相关文件,这对我们来说是一个很大的
机遇。
(六)其他
缠绕玻璃钢容器在其它许多领域也有应用,但大多没有形成规模,市场
有待进一步开拓。
值得一提的是:目前,我国医药行业经济一派景气,它理应成为缠绕玻
璃钢容器的一个重要的应用市场,我们应抓住此机遇进一步加大对此市场的
开拓力度。在加拿大、美国等北美国家的造纸行业一直是缠绕玻璃钢容器的
一个大的应用市场,但在我国它却未被充分认识和利用,应尽力打开并占领
此部分市场。
四、玻璃钢管道
(一)我国玻璃钢管道行业分析
我国玻璃钢管道行业经历了由小到大、由手工制作到自动化生产的发展
过程。
我国的玻璃钢管道可追溯到40年前,当时出现了以手工糊制的小口径
玻璃钢管道。70年代后,九江长江化工厂(5727厂)采用由三辐式卷管机,
通过加热制作小口径玻璃钢管道,其所用的制作材料是由酚醛树脂预浸后的
玻璃纤维布。直至1987年,河北中意玻璃钢有限公司从意大利威德乐罗西
娜公司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。
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、奥地利四国涉及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,离心浇聚成
形设备2条。
值得注意的是:1993年从意大利Sarplast公司引进的第一条玻璃钢夹
砂管道缠绕设备,为提高我国玻璃钢管道在国内市场的竞争力起到了里程碑
的作用。因为,在这之前所生产的管道产品基本上是纯玻璃钢组成,不仅管
道价格据高不下,而且刚度低,基本维持在SN2500Pa的刚度等级。自从该
夹砂缠绕设备引进后,不但使玻璃钢管道成本得到较大幅度的下降,其管道
刚度也得到提高,一般保留在SN5000Pa的刚度等级上,使得安装施工质量
得到明显提局。
玻璃钢管道在标准化建设方面取得了多项重要成果。除已制定了大量有
关玻璃钢管道的原材料、试样的物理力学性能实验的国家标准外,还相继出
台了管道管件的有关行业标准。1995年,国家建材局颁布了玻璃钢压力管
道行业标准;1998年,国家建材局、国家建设部先后制定并颁布了玻璃钾
管道行业标准;2001年国家电力部颁布的玻璃钢电缆导管行业标准等。此
外,还制定了有关玻璃钢管道埋设标准。目前正在制定有关玻璃钢夹砂管道
的国家标准。这些标准的颁布和实施,极大地推动了我国玻璃钢管道行业的
发展。
在企业、科研院所与高校的广大科技人员的共同努力下,在科技创新、
建立我国自主知识产权方面也取得了骄人成绩。至目前为止,仅就有关玻璃
钢管道工艺、制造、设备、设计等专利已达到750余项。这些专利对促进我
国玻璃钢管道行业的科技进步起到了重要作用。例如玻璃钢管道的品种从地
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、无机
玻璃钢通风管道、管道牵拉管、玻璃钢高压管、电缆导管、玻璃钢化工管等
等。
不断进行管道缠绕设备的研制是我国玻璃钢管道行业科技创新中一个
非常突出的成就。事实上,早在70年代初武汉理工大学(原武汉工业大学)
开始研究缠绕设备,并于1976年连续缠绕管制造设备研锹感浪为。90〜91
年连云港连众集团委托武汉理工大学研制三轴玻璃纤维缠绕设备并获得成
功。在1993年引进了可以夹砂的玻璃钢管道缠绕设备后,启动了国内新一
轮缠绕设备研制的大发展。就夹砂工艺制造而言,从开始的一次夹砂量厚度
仅2mm以内,发展为上夹砂工艺,一次夹砂量厚度逐步从5mm增加到10余
mm;从单纯的上夹砂工艺发展为带张力带压辐泞夕上夹砂工艺,泌得夹砂层
致密性均匀性不断得到提高;现在又在发展高密度的下夹砂工艺,其夹砂厚
度可达到20mm以上。不仅进一步提高了质量,而且还较大幅度地降低了成
本,有力地增加了玻璃钢夹砂管道的市场竞争力。
显然,随着玻璃钢管道制造设备、科技、市场等方面的发展,玻璃钢管
道的质量也得到了不断发展。仅就使用玻璃纤维增强材料而言,早期的玻璃
钢管道有相当部分是采用中碱玻璃纤维纱;而目前,除少数企业外,绝大部
分已改为采用无碱玻璃纤维纱,尤其是在一些重大管道工程,已全部采用无
碱玻璃纤维纱。
另外。制约管道发展的长期性能测试,目前已开始受到企业的重视。新
疆永昌玻璃钢股份有限公司采用DN600共计64个试样,将在武汉理工大学
开展长达18个月的SB值实验,开创了我国玻璃钢管道行业长期性能检测之
先河。
玻璃钢管道发展的同时一,也促进或带动了原材料行业的发展。如出现了
越来越多的大规模高品质的树脂生产厂家,池窑生产的无碱玻璃纤维纱、以
及相关加工产品如表面毡、缝编毡、短切毡、单向布等。
玻璃钢管道是一个小行业,但也是一个正在蓬勃发展的行业。尤其是最
近几年,玻璃钢管道已成为玻璃钢行业中发展最快的领域之一,目前已发展
至280多家企业;即使在令年树脂大幅度涨价的不利情况下,预计今年玻璃
钢管道将进一步超过去年产量,并将成为玻璃钢行业比重较大的一个产业领
域。
(二)玻璃钢管的应用:
尚普咨询行业分析师牛晓卉认为,由于玻璃钢管具有许多其它管材无法
取代的优越性能,因此被广泛地应用于化工企业腐蚀介质输送、排污、油气
输送、农业灌溉、海水输送、电厂循环水,以及城市给水排水工程等许多领
域。
1.油田
(1)高压管道
油田所用的高压管道主要包括注水管和油井管等,管径较小,大多在
DN50〜200mm范围内,压力高,一般介于5〜30MPa之间,对玻璃钢而言,
条件较为苛刻,国产的玻纤制品性能上很难满足要求,生产此类管道所需玻
纤需从国外进口。目前,仅有中外合资哈尔滨史密斯玻璃钢制品有限公司在
国内生产此类管道,并自1994年起应用于油田,己先后为大庆油田、吉林
油田、胜利油田、长庆油田、辽河油田等提供了儿十公里的高压玻璃钢管道。
(2)中、低压玻璃钢管道
油田生产过程中使用的大量管道中,80%的管道是用来输送高含水汕、
油气混输及油田采出水。由于油田污水介质条件苛刻,如胜利油田采出的污
水,其矿化度可达5.7X104mg/L,含氯量可达3X104mg/L且还有溶解氧、
C02、硫化物等腐蚀性物质和硫酸盐还原菌,因而,对金属管道的腐蚀相当
严重。选用钢质管道最快在投产后3个月就开始穿孔,一年报废是常有的事。
所以,1983年胜利油田开始尝试使用具有良好耐腐蚀性能的玻璃钢管道作
为钢管替代品,80年代末、90年代初,纤维缠绕玻璃钢管道在我国大批量
生产,很快便受到了油田的普遍欢迎,国内几个大的油田,如胜利油田、辽
河油田、中原油田、大庆油田、克拉玛依油田、江汉油田等均大量采用了中
低压缠绕玻璃钢管道,青海的孕斯油田、江苏的江都油田、河北的华北汕田,
青海的格尔木汕田等也不同程度地使用了中低压缠绕玻璃钢管道。青海的孕
斯油田仅在1990年就使用了20km,胜利油田在1991~1992年期间,仅地
面应用工程中就使用了近30km,从而,在过去的几年里,油田成了玻璃钢
管道的一个非常重要的应用市场。油田目前使用的中低压玻璃钢管道已近千
公里,其选用的管径大多介于DN50〜700mm之间,输送的介质温度最高达
78℃左右,压力一般为0.1-1.6MPao
为了确保缠绕玻璃钢管道能更好地为油田服务,汕田系统会同玻璃钢厂
家及有关设计、科研院所,每两年举行一次“玻璃钢管道在油田应用技术推
广会”,中国石油天然气总公司从油田实际出发,参照美国石油工业协会的
玻璃钢管道标准APISpec15LR^SpecificationforLowPressure
FiberglassLinePipe"编制"低压玻璃纤维管线管”技术规范,以进一步
规范和推动缠绕玻璃钢管道在我国油田的应用。
2.化工
在我国,玻璃钢管道于60年代率先在化工领域应用,但当时的玻璃钢
管道主要以布带缠绕和手糊成型为主,防渗性能差,所以,在化工领域并未
被大量推广使用,1988年,哈尔滨玻璃钢研究所等单位为青海格尔木盐湖
成功地加工制作了DN800mm输送盐卤的玻璃钢管道,为玻璃钢管道在化工
领域的大范围应用起了开路先锋及示范作用。自进入90年代以来,玻璃钢
管道在化工领域应用面越来越广,虽然在少量场合玻璃钢管道使用时也曾出
现过问题,但总的状况良好。迄今,已得到了化工领域的普遍认可,国内众
多化工企业或工程均大量选用了玻璃钢管道,如:中国五环化工公司、岳阳
化工总厂、上海石化涤纶厂、锦化化工集团、苏州化工集团、湖北化工厂、
青岛山青化工有限公司、青海格尔木钾肥厂等单位及湖北黄麦岭磷肥工程、
大峪口矿肥工程、重庆钛白粉工程、铜陵金隆工程等大的工程。化工领域选
用玻璃钢管道呈上升趋势。根据预测,至2000年,化工领域约需用3t/a
玻璃钢,其中,很大一部分为管道,到2010年,用于化工防腐领域的玻璃
钢将以每年百分之十儿的速度递增,增长速度高于其它领域,应用前景十分
广阔。
目前,我国应用于化工领域的玻璃钢管道大多用作工艺管线及长距离输
送管线。化工领域使用的玻璃钢管管径一般较小,大多在DN800mm以下,压
力从常压至4.0MPa不等,温度:-40〜100℃。由于化工厂家众多,所以,
涉及的介质条件包括了酸、碱、盐、溶剂、酸碱交替等各个方面。
3.给排水
1985年,在深圳与香港之间铺设输水管线,其中香港一侧用的是从英
国购进的玻璃钢管,直径分别为DN2200mm>DN1700mm,总长50km,这是我
国在给排水领域首次使用玻璃钢管道,近几年来,由于食品级树脂在我国已
批量生产,且质量稳定,解决了玻璃钢管道用于供水时的卫生要求,再加上
玻璃钢加砂管道的出现,降低了管道制作成本,所以,玻璃钢管道用于给排
水领域呈上升趋势,市场竞争激烈。据报导:1994年,长9km的大庆西水
源至宏伟化工区所用DN800mm输水管线、1995年,长5km的自贡供水工程
及北京市政工程约70km的DN900mm、DN700mm、DN600mm管线、1996年,吉
林永吉长17kmDN300mm.DN400mm.DN600mm供水管线、尚志长1妹mDN500nlm、
吉林农安长5.1kmDN500mm的供水管线,盘锦乙烯公司长30km加工用水管
道,以及其它如杭州市区DN600mni主输水管线等均为玻璃钢制造。湖北崇阳
长约10kmDN700mm的饮用水输水管线采用的就是玻璃钢管道,湖北罗田长
约20kmDN800mm的污水管道正在安装施工中。
用于给水领域的玻璃钢管道大多为中、小口径,用于排水领域的大多为
大、中口径,给排水时压力一般均很低,所以,耐腐蚀性能好、重量轻、安
装方便、水力性能优异、但一般不能承受高压力的(加砂)玻璃钢管道尤其
适用于此领域。随着我国经济的发展,市政建设的发展,玻璃钢管道在此领
域的应用将会越来越多。
4.电站
玻璃钢管道应用于电站始于80年代中、末期,当时,西藏羊八井地热
电站选用了日本生产的玻璃钢管道用于循环地热水;海口发电厂选用了长
24m、DN1600mm的玻璃钢管道循环发电机冷却用水。之后,1990年、1992
年,西藏羊八井地热电站在二、三期扩建中再次选用了近500万元的玻璃钢
管道,管径从DN500至DN900mm不等,这些管道使用至今,状况良好。1996
年,秦山核电站在二期建设中,选用了DN1800mm.DN2800mm玻璃钢管道,
合同总价约1000万元;1997年,深圳西水电厂选用了近200万元DN100〜
1200mm计七种规格的玻璃钢管道,另外,湛江市发电厂、宝鸡第二电厂等单
位也选用了玻璃钢管道。
电站(厂)选用玻璃钢管道一般用作循环水管、化水管、补给水管、雨
水管及海水脱硫管,它的使用目前正处于方兴未艾阶段,但由于在我国现阶
段,电站(厂)建设数量有限,再加上玻璃钢管道的诸多优点尚未被电力行
业所认识和接受,所以,在玻璃钢管道的整个应用中,此部分市场尚未占据
很大份额,但有很大市场潜力可挖。
5.抽拔腐蚀性气体烟囱
玻璃钢管道由于是整体成型,所以,在用作烟囱抽拔腐蚀性气体时可承
受抽拨所产生的负压,不会产生分层;另外,玻璃钢管道重量轻,吊装方便,
且通过设计可抵抗不同的风压与震载,抗老化性能也十分优异,所以,玻璃
钢管道是一种较为理想的烟囱用管材。1991年,甘肃404钛白粉工程使用
的47m高、DN2800mm、DN3200mm烟囱;1994年,黄麦岭磷铁工程使用的100m
高DN2200mm烟囱;1995年,河北深州磷铁厂以及秦山核电站即将使用的
DN3000mm烟囱均为玻璃钢管道制成。玻璃钢管道用作烟囱、用于抽拔腐蚀
性气体是一个具有很大潜力的市场之一。
6.玻璃钢地下管道
玻璃钢地下管道是玻璃钢管道行业的主导产品,其制作主要由三种工艺
组成:定长缠绕工艺(filamentwindingprocess)>离心浇铸工艺
(centrifugalcastingprocess)、连续缠绕工艺(continuousadvancing
mand)0我国在这三种制造工艺中,定长缠绕工艺管的产量占居了绝大部分。
地下玻璃钢管道工程应用方面主要分为供水管道与排水管道。玻璃钢夹
砂管道作为供水管的优势在于:材料强度高承压能力高;内表光滑输水量大
且长期使用能耗低;刚度好抗变形能力强;食品级内壁输送水质优良;双
0〃型密封圈在安装过程中,可实施100%接口试压,安装可靠性高;使用寿
命长,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
的供水管正在逐步得到市场的认可。下面介绍部分长距离的或有特色的供水
工程的应用情况:
从1989年开始,中原油田、胜利油田、大庆油田、江汉油田和辽河油
田采用玻璃钢长输;管线和污水处理系统,有多家玻璃钢企业参与供管。其
中仅连众集团为这五大汕田提供了不同规格的玻璃钢管道200多公里,基本
取代了油田用钢管,使用效果良好,开创了油田防腐工程大量采用玻璃钢管
材的先例。河北中意玻璃钢公司生产的管道91年在胜利油田应用至今无虞,
受到甲方好评。
2000年田湾核电站江苏核电有限公司输水管道工程,管内径500mm;
设计压力等级LOMPa,管道瞬间真空压力0.1MPa:全长73.498km,由连
众集团生产。这是至今玻璃钢夹砂管道在我国核电行业中应用最长的管道工
程。
2001年新疆顶山供水工程,压力等级0.4〜1.6MPa,全长200km,绝
大部分为DN400,由新疆永昌复合材料股份有限公司生产。
2002年引额济乌一期一步工程沙漠项目部供水工程,压力等级0.6〜
1.4MPa,管刚度5000Pa,管径为DN3500〜DN400,全长416km。这是我国
至今为止最长的单项管道工程。由新疆永昌复合材料股份有限公司生产。
2002年至2004年,广东东莞松山湖科技产业园给水管道工程,管径由
DN200-DN1600,其主干管为双DN1200,按单线管长计算,其总长超过110
km,压力等级为0.6MPa这是我国在大口经玻璃钢夹砂供水管道中最长的单
向应用工程。
我国最大口径的供水管当属引额济乌一期一步工程小洼嘈倒虹吸工程
的DN3100,刚度SN7500,压力等级0.46MPa,全长13km,总工程量达1.433
万吨,前期工程由河北中意玻璃钢有限公司(主持)、新疆永昌股份有限公
司(协助)共同完成,后期工程由新疆永昌股份有限公司(主持)、河北中
意玻璃钢有限公司(协助)共同完成。
我国供水管道中的最高工程应用压力,据作者所知,已达到了2.5MPa。
该工程属2001年的克拉玛依DN600供水工程,目前运行良好。
优异的耐腐蚀性能是玻璃钢夹砂管道另一个显著优势,加之管材价格不
高,因此,在市政排污管道工程中具有较强的市场竞争力,已在城镇市政工
程中得到普遍应用。尤其是大口径玻璃钢夹砂排污管道,不仅使用性能优良,
而且在同流量对比的管材价格方面已有了优势,因而得到了管道设计部门和
业主的认同。
玻璃钢管道的年产量发展很快,市场占有率也逐步增多。笔者对新疆永
昌玻璃钢股份有限公司、连云港中复连众复合材料集团有限公司、昊华中意
玻璃钢有限公司、天津天联复合材料有限公司、辽宁水业玻璃钢管道有限公
司、河北大有玻璃钢有限公司等6家公司的玻璃钢管道生产情况进行了统
计。在这些企业中,集聚了儿家国内最大的或规模名列前茅的大型玻璃钢管
道企业,同时,也有中小型企业的代表;既有为我国玻璃钢管道行业作出过
开创性工作的企业,也有新兴发展起来的企业,在国内具有一定的代表性。
7.玻璃钢夹砂顶管
顶管施工作为一种非开挖地下管道施工方法,无需征地、不影响路面结
构,能很方便的穿越公路、铁路、房屋、河流等铺设地下管道,对交通及环
境影响小,开挖土方少,机械化程度高,可适应于特殊工况,被认为是一种
现代化的地下管道铺设方法。以往的顶管管材主要使用混凝土管和钢管,由
于玻璃钢管具有强度高、耐腐蚀、使用寿命长等优点,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,近年来也成为顶管工程使
用的一种重要管材,并在我国得到较快的发展。
玻璃钢夹砂顶管在国外主要有2大类:其一是聚醋混凝土顶管(即
PolymerConcretepipe,简程中,将原计划的每60To0m一个井位,合并
为平均200m一个井位,大大减少了施工费用。
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。最近在湛江、广州正在开展玻璃钢夹砂顶管较大工程的前
期工作。
玻璃钢顶管在顶管施工应用中具有许多独特的优点,主要反映在:
1)玻璃钢夹砂顶管外壁光滑,顶力小。
2)玻璃钢夹砂顶管重量轻,在软地基上顶管不会发生栽头现象;由于重
量轻可以无需重型吊车设备,既可节约施工费用,而且施工十分方便。
3)连接接头密封性能好。
4)玻璃钢夹砂顶管外表耐磨性能很好,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,肉银观察不
到明显磨粮。
正因为如此,玻璃钢夹砂顶管已得到越来越多的国内非开挖工程界及其
相关设计研究院的认可,玻璃钢顶管工程也越来越多地得到应用。
玻璃钢电缆保护管具有强度高、重量轻、不变形、内壁光滑、摩擦系数
小,穿缆容易、不损伤电缆、绝缘、防腐蚀等优点。特别是无电腐蚀、非磁
性、适用于单芯缆铺设,它与其专用管枕、中间接头等配套可组成多管多列
的电缆导管系统。采用承插式结构安装,连接简便可靠,施工方便,是一种
优质的电缆保护管。
8.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)在大庆油田采汕二厂安装了两条直径2(50mm)
工作压力为16MPa、检验压力为24MPa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中、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人二次采汕和三次采油阶段,钢管道
的腐蚀问题日益突出。根据胜利油田的调查研究,油田采出污水对钢管道的
平均腐蚀速度为每年1〜1.7mm。一条新建的有涂料内衬外加玻璃布涂沥青
的加强防腐管道,投产半年即开始穿孔。3km长的油气混输管道,平均一年
更新一次。未做内防腐的污水回注系统,在污水总矿化度20000mg/l以上的
重腐蚀作用下,注水干线的使用寿命是4-7年,单井注水管线使用寿命4〜
6年。另外,“八五”期间年消耗井下油管.1090km,年更换并下油管的数
量儿乎占全年新投人井下油管总量的1/3。单就腐蚀而言,每年给世界油田
与国民经济造成的损失达亿万美元。
正是基于这一背景,玻璃钢高压管道成为解决这一难题的有效的重要途
径。我国的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提供了大量产品,其中包括直径40mm到
150mm,压力等级从3.5到24MPa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。
国内外的实践经验证明,使用15年后的管道强度保留率为85%,使用
25年后强度保留率为75虬这两个值都超过了对化学工业用玻璃钢制品使用
一年后所要求的最小强度保留率。人们关心的玻璃钢管的使用寿命问题,已
由实际应用中的试验数据所证明。由于各油田的土质条件、输送介质以及防
腐处理情况不同,钢管的使用寿命也不尽相同,少则4〜5年,最多不超过
30年;而玻璃钢管道的寿命却至少高达35年以上。美国60年代安装的玻
璃钢管线至今已超过40年,目前仍正常运行就是一例。因此玻璃钢高压管
道在我国发展前景依然较乐观。
9.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,并
由内壁管和渗水外管壁形成双层的玻璃钾井壁管,是沙漠地带取水的优良产
品。例如在全长562km塔里木沙漠公路,纵贯塔克拉玛干沙漠南北,是世界
上穿越流动沙漠最长的等级公路,然而,塔里木沙漠公路防沙体已经超过了
设计年限,90%以上的阻沙栅栏的固沙草方格已经失去了阻沙固沙的功能,
公路面临着被积沙吞噬的危险。为此,投资2亿多开展沙漠公路防护林生态
工程。其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
由于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;在钻孔过程中玻璃钢管道的孔壁形成较多絮状纤维;轴向刚度和强
度有一定的要求;对缠绕外壁钢丝或预浸玻璃布带要求等。此外,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。由于井内水汽较大,在安装井壁管时,采用了与之相应的权摺昔固化体
系,并采取了必要的辅助措施如加温隔潮等,确保管接口之间不会脱节。
塔里木沙漠公路防护林生态工程中的114眼水源井全部使用玻璃钢井
壁管。管径为DN250mm,井深100〜160m不等。工程于2003年9月开工,
2004年3月底完工。在11月至来年2月气候下照常施工,成功率为100%。
在各地打井史上这尚数少见。从工程造价来说,玻璃钢井壁管直接造价低于
钢管15%;而且使用寿命将大于50年,长期经济效益十分可观。玻璃钢井
壁管推广应用于打井灌溉,具有较好的经济及社会效益。
10.玻璃钢牵拉管
玻璃钢牵拉管作为一种新型的多地下管道施工方法,与顶管方法相比,
牵拉管施工更适应于小口经管道。这是因为小口径管道的整体轴向抗弯惯性
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,一般应用钢管、高密度聚乙烯管等管材进行牵拉管施工。由于牵
拉管施工要求管线能具有一定曲率半径,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。
最近由广东开平华泉玻璃钢管道有限公司、武汉理工大学共同开发的玻
璃钢牵拉管,是一种由玻璃纤维增强热固性塑料、添加或不添加石英夹砂层
的、并具有较高轴向抗拉强度的玻璃钢管道。它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问题为:由于牵拉管的施工,要求玻璃钢牵拉
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。
今年7月,在重要的旅游胜地北海银滩采用玻璃绷牵拉耸建立污水收集
管线乡首段施工的J0A钢牵拉管的公称直径为DN400,采用钻龙孔通过1个
半小时的施工,40米长的管线一倒顶利通过。在后续工程中,每次拉进长
度为80〜90m。实际施工表明:玻璃钢牵拉管的牵拉阻力小,牵拉速度快;
玻璃钢牵拉管既保持了良好的
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