复合管线研究现状及发展动态

1、管线发展概述

复合软管运输是物流主要功能之一，我国运输主要有铁路运输、公路运输、水路运输、航空运输和管道运输五种方式。随着国民经济的发展，特别是“西气东输”等重大工程的完成和城市化的高速发展，作为水、油气资源和人们生产生活之间连结的纽带，管道运输以   、低成本、   、经济和污染小等特点呈现出，其发展速度已成为五大运输方式，特别是长输管道、城镇燃气管道等压力管道的需求量在大幅增长。

管道分为金属管道、非金属管道和复合管道三种。金属管道易受周围介质的化学、电化学腐蚀，从而导致管材失效以及次生灾害，造成巨大经济损失和社会影响。统计数据表明，原苏联因内、外腐蚀造成的金属管道事故占总事故33.9%；英国   气金属管道由于腐蚀造成的失效事故占总事故40%以上；美国墨西哥湾油气金属管线运营30年间腐蚀失效占总事故占63.4%。因此，金属管道腐蚀造成的直接或间接经济损失非常巨大。我国每年也有大量金属管道因腐蚀而报废，约占事故总数的30%~40%，特别是油田输油管道平均4-5年就因腐蚀而   换，其经济损失约占我国国民生产总值的4%。

金属管道腐蚀问题推动了非金属管道技术的发展，如聚乙烯管道、聚抓乙烯管道、交联聚烯烃管材和玻璃钢管道等。非金属管道具有重量轻、、水流阻力小、节约能源、安装简便和运输方便等优点，因此   广泛应用。目前，   在给排水、供热采暖、气体输送等方面普遍采用塑料管道。但是塑料管道存在耐热性差、刚性差、线膨胀系数较大、耐压差、差、抗蠕变性差和表面易刮伤破裂等缺陷，例如，匈牙利于1985年10月发生的PE管道系统脆性裂纹扩展事故，裂纹在几秒内沿管线自由扩展700余米；比利时PVC输入管线也曾发生过裂纹扩展40余米的事故。单一材料难以满足现代管道业的要求，为此人们将金属材料的和非金属材料的性特点结合起来制成复合管道，解决了管道现存问题。

2、复合管线发展动态

复合输油软管的优良特性使其深受世界各国重视，欧、美等   早在20世纪50年代就开始   复合管生产技术，并从生产工艺、使用性能和检验方法等方面进行了大量   ，目前已进入工业化生产阶段，广泛应用于石油、化工、市政建设等相关。上世纪50年代初，美国开始研制生产玻璃钢管道，在60-70年代利用连续纤维缠绕技术出各种高压管、污水管，于70年代研制出夹砂玻璃钢管(RPMP) 。

3、复合管线种类、结构和特点

根据基体不同，复合管道分为聚合物基复合管、金属基复合管和陶瓷基复合管等，其中聚合物基复合管是较   的一种。根据增强材料不同，复合管道分为非金属骨架增强复合管和金属骨架增强复合管两种类型。

非金属骨架增强复合管采用的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、    分子量聚乙烯纤维等。由于碳纤维和其它纤维价格昂贵，因此高达的非金属骨架增 强塑料复合管均采用玻璃纤维作为增强材料。玻璃纤维增强塑料复合管(GFRP)具 有重量轻、比强高、性能好、摩阻系数小、性和韧性好、抗化学和电腐蚀等优点，并且安装方便、综合费用适中，被广泛应用于给排水工程中。

玻璃钢管(GFRP)管壁结构从内到外依次为：内衬层、结构层和表面层(外保护层)。内衬层作用是   防渗漏；结构层以交叉缠绕的连续玻璃纤维粗纱为增强骨架、以邻苯型或间苯型不饱和聚酷树脂为粘结基体构成，为管道提供强度和刚度；外保护层起到、   、抗日晒等作用。 GFRP是我国较早引进的管道，输油软管在施工和运行过程中暴露出一些问题：例如抗冲击性能差、易破损、脆性大、施工条件高；不易修补、管线损坏后需整根   换。此外，玻璃纤维对人体皮肤也会造成   伤害。