1 前言
我国纤维缠绕工艺始于1958年，最早应用于民用的玻璃钢管道以手糊及布带卷绕为主，这样生产的管道防渗性能差，质量不稳定，虽经多次试验，也未能在大范围内推广使用。80年代末，我国首次引进玻璃钢管道缠绕设备，从此，我国玻璃钢管道工业真正开始了大发展。截至1997年，玻璃钢管道纤维缠绕生产线已有133条。其中43条为引进生产线，国际上一些著名公司也相继在中国成立合资或独资公司，国内部分厂家生产的玻璃钢管道质量已经可以和国际上的产品相媲美，产品已多次出口。玻璃钢管道工业在中国正处于大的发展期。
尽管如此，与我国巨大的管道市场相比．玻璃钢管道所占份额仍很低，其原因关键在于尚有许多用户对缠绕玻璃钢管道的优良性能还不十分了解，对玻璃钢管道在我国的应用现状还缺乏足够的认识，对选用玻璃钢管道仍抱迟疑、观望的态度。为此，本文对缠绕玻璃钢管道的性能进行详细分析，对其在我国的应用现状进行总结，以期进一步推动我国玻璃钢管道工业向前发展。
2 特点
2.1 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、环氧树脂及呋喃树脂等，根据具体情况分别选用：对酸性环境，选用双酚A树脂、呋喃树脂等；对碱性环境，选用乙烯基树脂、环氧树脂或呋喃树脂等；对溶剂型使用环境，选用呋喃等树脂；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。
2.2 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0.01mm，远小于钢管及铸铁管，属水力学光滑管。
根据Hazen-Williams公式：Hf=〔42．7Q/（C×D2.63〕1.852
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。
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1．0～2．0m/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2/3～1／2。
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。
2.3 重量轻，安装、运输方便
玻璃钢管道比重约为1.6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。
2.4 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。
2.5 导热系数低、热应力小
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，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11.2GPa，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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
2.6 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）O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。
2.7 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：～1014Ω．cm，表面电阻率：～1011Ω，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。
2.8 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。
2.9 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。
2.10 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。
3 应用
3.1 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。(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油、油气混输及油田采出水。由于油田污水介质条件苛刻，因而，对金属管道的腐蚀相当严重。
3.2 化工
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～l00℃。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。
3.3 给排水
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。
3.4 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。
3.5 其它
玻璃钢管道在我国有不同程度的使用，使用的范围正变得越来越广。但所有这些领域选用玻璃钢管道的数量尚十分有限，因而，玻璃钢管道在这些领域的应用仍有待进一步开拓。
论文作者:陈军,刘名鑫,张彩凤
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/10
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