尹海軍

摘 要：從目前國(guó)內(nèi)石油儲(chǔ)量和發(fā)展遠(yuǎn)景看，海洋石油的開采將成為石油產(chǎn)量最重要的增長(zhǎng)極，但海洋石油開釆高投入的弊端日益顯現(xiàn)。如何降低海洋石油開采的成本，是海洋工程界面臨的一個(gè)迫切問題。鋼骨架塑料復(fù)合管（以下簡(jiǎn)稱鋼塑管）是近幾年新興的管材之一，具有工程造價(jià)低、安裝簡(jiǎn)單、使用范圍廣等特點(diǎn)。它兼具塑料管和鋼管的優(yōu)點(diǎn)，為海洋石油平臺(tái)新建和更換管道開辟了一條新途徑，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前鋼塑管已經(jīng)在渤中南油田、錦州油田等油田項(xiàng)目中使用。本文著重介紹鋼塑管在海洋石油平臺(tái)中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：鋼骨架塑料復(fù)合管；海洋石油平臺(tái)；應(yīng)用

1 鋼骨架塑料復(fù)合管簡(jiǎn)介

防腐一直是傳統(tǒng)的管道工業(yè)面臨的一大難題，業(yè)界也在孜孜不倦的研究新材料，生產(chǎn)新管材，整個(gè)20世紀(jì)，不銹鋼管、銅鎳管、玻璃鋼管和襯塑管道等管材層出不窮，這些管材具備良好的防腐能力，但是，無一例外的，擺脫不了成本偏高的缺點(diǎn)。當(dāng)前，化學(xué)建材已發(fā)展成為我國(guó)第四大類建筑材料，以塑代鋼，大力推廣新型化學(xué)建材管道已成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要。普通塑料管道逐漸有了較大發(fā)展，其重量輕、耐腐蝕、流阻小，安裝方便，但是強(qiáng)度不足是其致命傷，另外，剛性、抗沖擊性，且線膨脹系數(shù)較大，抗蠕變性能也較差，不能滿足石油化工行業(yè)的特殊需要。

鋼骨架塑料復(fù)合管（見圖1）在兼顧各種管材的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，克服了造價(jià)高、工藝復(fù)雜等各種缺點(diǎn)。它是以孔網(wǎng)型鋼骨架為框體，內(nèi)外雙層高密度聚乙烯塑料復(fù)合，一次擠塑成型的新型綠色管道。鋼骨架塑料復(fù)合管既具有金屬管的堅(jiān)硬、剛直不易變形、耐熱、耐壓、抗靜電等優(yōu)點(diǎn)，又具有塑料管的質(zhì)輕、耐腐蝕、不生銹、不易產(chǎn)生垢漬、管壁光滑、保溫性能好、衛(wèi)生無毒、施工簡(jiǎn)易、維修方便、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。目前可知，國(guó)內(nèi)部分廠家已嘗試采用其他類型塑料，對(duì)該種管道性能進(jìn)一步提升，更加增大了該材料的適用范圍和空間。

2 鋼骨架塑料復(fù)合管性能研究

為了更直觀的表達(dá)，我們?nèi)『献鲝S商“華創(chuàng)天元”公司提供的數(shù)據(jù)與其他材料的實(shí)驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)來說明鋼骨架塑料復(fù)合管的性能參數(shù)。

2.1 長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度

美國(guó)芝加哥BROUTMAN實(shí)驗(yàn)室依據(jù)ASTMD2837、D1598和D1599標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼骨架塑料復(fù)合管進(jìn)行的長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果表明，在23℃/60℃/80℃下，鋼骨架塑料復(fù)合管的抗蠕變能力和破壞強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同尺寸的純塑料管。

2.2 抗快速開裂和抗環(huán)境應(yīng)力開裂性能

在鋼骨架塑料復(fù)合管產(chǎn)品中，由于環(huán)形鋼絲網(wǎng)的存在，復(fù)合管徑向承載能力大大提高，從而改善了復(fù)合管塑料管壁部分的抗快開裂、環(huán)境應(yīng)力開裂性能。委托比利時(shí)BECETEL管材管件研究中心依照ISO13477（S4實(shí)驗(yàn)）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)DN150鋼骨架塑料復(fù)合管進(jìn)行的抗快速開裂性測(cè)試結(jié)果表明，鋼骨架塑料復(fù)合管具有優(yōu)異的抗快速開裂性能。

2.3 耐沖擊性和尺寸穩(wěn)定性

鋼的彈性模量通常是高密度聚乙烯彈性模量的200倍左右，由于鋼骨架的加強(qiáng)作用，鋼骨架塑料復(fù)合管的剛性、耐沖擊性及尺寸穩(wěn)定性優(yōu)于任何一種塑料管材。同時(shí)網(wǎng)狀鋼骨架本身的結(jié)構(gòu)特征，又使復(fù)合管在軸向保留了適度的柔性，因此，該管材具有剛?cè)岵?jì)的特點(diǎn)。由于該管材具有的以上優(yōu)點(diǎn)，不僅運(yùn)輸和安裝方便，而且能夠有效承受土層沉降或滑移、地表車輛等造成的縱向載荷，運(yùn)行可靠性良好。

2.4 耐腐蝕性能和耐磨損性能

鋼骨架塑料復(fù)合管選取用的進(jìn)口高密度聚乙烯，是一種結(jié)晶性非極性材料，化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，耐多種化學(xué)介質(zhì)的侵蝕，無電化學(xué)腐蝕。

2.5 內(nèi)壁光滑，輸送阻力小

鋼骨架塑料復(fù)合管采用內(nèi)定型工藝，其內(nèi)表面比鋼管內(nèi)壁更光滑，絕對(duì)粗糙度為0.01mm，而鋼管內(nèi)表面的絕對(duì)粗糙度為0.2mm，同等條件下的輸送量比鋼管高約30%。同時(shí)管材內(nèi)壁光滑耐磨，輸送阻力小，不結(jié)垢、不結(jié)蠟，長(zhǎng)期運(yùn)行節(jié)能效果明顯。

3 鋼骨架塑料復(fù)合管與其他海洋石油工業(yè)常用管材的性能比較

通過表4中各項(xiàng)指標(biāo)的比較，我們可以看出，鋼骨架塑料復(fù)合管在各項(xiàng)性能指標(biāo)上都顯示出了很大的優(yōu)勢(shì)，尤其在低壓狀態(tài)下，綜合性能明顯優(yōu)于其它幾種常用管材：在材料強(qiáng)度、保溫性能等方面明顯優(yōu)于玻璃鋼管線；在耐腐蝕性、重量（施工難度）等方面明顯優(yōu)于普通碳鋼管線；在保溫性能、成本等方面明顯優(yōu)于不銹鋼/銅鎳管線，是實(shí)現(xiàn)安全和低成本運(yùn)營(yíng)的優(yōu)質(zhì)管材。隨著技術(shù)研究的不斷深入，各種復(fù)合材料的引入，鋼骨架塑料復(fù)合管的性能仍然具有相當(dāng)大的發(fā)展空間，是一種發(fā)展?jié)摿κ志薮蟮墓艿啦牧稀?/p>

4 鋼骨架塑料復(fù)合管應(yīng)用現(xiàn)狀和前景展望

鋼骨架塑料復(fù)合管以其優(yōu)異的性能和低廉的成本，已在陸地工程建設(shè)中應(yīng)用越來越廣泛，目前已形成如下三個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)系列用于指導(dǎo)工程應(yīng)用：

4.1 中華人民共和國(guó)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

工業(yè)用鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管、管件HG/T3690～3691

4.2 中華人民共和國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

燃?xì)庥娩摴羌芫垡蚁┧芰蠌?fù)合管、管件CJ/T125～126

4.3 中華人民共和國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

給水用鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管、管件CJ/T123～124

截至目前，該種管道已成功的應(yīng)用于以下系統(tǒng)：各類無機(jī)化工及有機(jī)化工制造業(yè)、石油化工、化肥、農(nóng)藥、制藥、化學(xué)、礦山、橡膠塑料等行業(yè)輸送腐蝕性氣體、液體的工藝管道及排污管道；紡織、印染、造紙業(yè)的腐蝕性介質(zhì)管道；油、氣田的含油污水、氣田污水、油氣混合物、油井集輸管道及二次、三次采油集輸工藝管道；西氣東輸管道；市政工程的城市建筑給排水、飲用水、消防管道（僅限于地埋管）、熱網(wǎng)回水、天然氣、燃?xì)廨斔凸艿溃晦r(nóng)業(yè)用深井管、濾水管、排水管、灌溉給水管道；造船業(yè)的船上給排水管道、污水管道、壓艙水管、通風(fēng)管道；海洋輸送業(yè)的海水淡化工廠、海邊電廠、海港城市的海水輸送、海底管線及光纜（電纜）護(hù)套管道等；高速公路埋地排水管道、光電纜輸導(dǎo)管道、鐵路沿線輸水管道以及其它要求強(qiáng)度較高、耐腐蝕管道。

鋼骨架塑料復(fù)合管在海洋石油領(lǐng)域的應(yīng)用從2002年才剛剛開始，在渤中34-1等平臺(tái)的污水系統(tǒng)中使用的此類管線，表現(xiàn)出了良好的性能。由于其良好的表面光滑度，使其很少由于污物的淤積造成管線的堵塞，比原來的碳鋼管線表現(xiàn)要優(yōu)越很多。

參考文獻(xiàn)

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[2]王偉，張明月鋼骨架塑料復(fù)合管推廣應(yīng)用與前景展望大慶油田有限責(zé)任公司第六釆油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所