芳纶纤维增强塑料管在油气管网中的应用

《芳纶纤维增强塑料管在油气管网中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、芳纶纤维增强塑料管在油气管网屮的应川季明慧（南京航天晨光股份冇限公司）季明慧：芳纶纤维增强塑料管在油气管网中的应用，油气储运，2004,23（12）57〜59,摘要：在一些发达国家，芳纶纤维増强塑料管已在油气管网工程中得到成功应用。从技术和经济两个方面描述了芳纶纤维増强塑料管的工程特点以及发展动态，旨在为我国油气输送管材的发展提供借鉴。主题词：芳纶纤维增强塑料管油气管网应用展累一、概述复合材料应用技术的发展，有效推动了高性能增强塑料管材的应用开发。玻璃纤维增强塑酯管已广泛应用于化工等行业以输送腐蚀性介质。小口径聚酯纤维和芳纶纤维增强塑料管在汽车制造、工程机械、医疗机械、食品机械等行业深

2、受欢迎。钢塑复合增强管己在市政建设等领域发挥重耍作用。多层钢骨架增强蜩料管（亦称海洋软管）以其优越的承载能力和较高的可靠性，己成功应用于海洋油气开发。上世纪末，作为油气输送管材的新成员，芳纶纤维增强塑料管己在一些发达国家应用推广，并引起国内外油气储运行业的普遍关注。増强塑料管根据其结构和材质的不同，可以适用于不同的使用场合。对于某一特定的增强塑料管，一般都耍根据具体的使用耍求专门设计。在产品的制造上大多釆用缠绕或编织工艺与塑料加工工艺相结合，将管材加工成多层复合结构。例如海洋软管，它是在挤出燃料内管上多层缠绕不同截而形状的钢带和钢条,每层金屈层根据其材质、截而形状和缠绕角的不同，分别承

3、受管道的内压、外压、纵向拉伸以及各种动载荷，各层间的聚酯材料也要根据其功能分工来选定，以达到管材优良的综合性能。与其它増强塑料管相比，芳纶纤维增强塑料管冇共独特的综合性能，它逼呈轻、强度高、抗腐蚀、耐疲劳、柔性好，可以满足更为广泛的使用耍求。这种管材一般为三层结构，内层为聚乙烯管，中间层为芳纶纤维増强层，外层为聚乙烯保护层。内层聚乙烯管具有足够的径向刚度和防渗透性，对增强层起到支撑作用并承受外压;中间层是管材的承力构件，它儿乎吸收由内压引起的全部应力;外层聚乙烯保护层用以抵挡管道的外部损伤，对管道起到保护作用。芳纶纤维是一种高性能的冇机高分子纤维。它强度高，韧性好，模量高，密度低，耐腐

4、蚀，热稳定性好，拉伸强度可以达到2800N/mm2,断裂延伸率为3.8%,耐冇机物，如乙醇、汽油以及各种油品，二氧化碳、甲烷等气体对芳纶纤维的强度几乎没有影响，除少数几种强酸和强碱外（如硫酸、氢氧化钠等），芳纶纤维有很好的耐化学药品性。它的比强度为钢丝的5倍以上，在空气中的分解温度高达400°C以匕二、芳纶增强塑料管的制造技术H前，全球已有多家公司生产制造芳纶增强塑料管，产品口径为50-250mm,最大工作压力为3.5-10.0MPa,最高工作温度为65'C,服务寿命为50年。各厂家产品的主要区别是制造工艺和接头形式有所不同。目前，管材结构形式主要冇粘接式和非粘接式两种。粘接式就是先将

5、芳纶纤维经塑料挤出加工成复合増强带，然后再把复合増强带缠绕于内、外管之间，层间相互熔接。非粘接式就是将芳纶纤维编织加工成增强带，再把增强带缠绕于内、外管之间，层间不相互熔接。接头也有机械扣压式接头和电熔套筒式接头两种。机械扣压式接头是通过一个金属内衬和金属套筒经机械挤压加工将管端树酯压缩变形，使管端树酯与金属内衬管和金属套筒间形成压力达到密封和同定，金属内衬可以通过螺纹或法兰与管系相连;电熔套筒式接头是将内管对接熔焊后，再用塑料增强套筒加焊丁-对接焊缝上，这种方式主要用于管对管的连接,当需耍法兰连接时，可以将増强套筒做成法兰座的形式。熔焊工艺与管对管形式类同。无论采取哪种接头形式，只有

6、在管道承受内压时才能吸收并传递管道的轴向给定负荷。管材的生产可以是在一条多工位生产线上连续生产，也可以按工艺阶段分步生产。口径为180mm以下的芳纶纤维増强鑽料管采用连续生产方式生产，可成卷供应。为了道路运输的便利，通常卷轴直径不得超过4m。对于较大直径的管道，按给定尺寸供应。三、应用特点目前，油气输送管网仍以钢管为主，但钢管的腐蚀问题相当严重，已成为油气储运行业重要的成本负担。在欧、美等一些国家，曲于塑料管材优越的耐腐蚀性，在0.4MPa以下的低压燃气分配管道上塑料管材已基本取代了钢管。我国在这一领域的使用率也已经达到了30%以上，并逐年快速增加。但压力在0.4〜1.6MPaZ间的塑

7、料管材市场份额不大，主要原因是普通塑料管材的承载能力不高。芳纶纤维增强塑料管解决了塑料管材的承载能力问题，一些石油天然气公司对此产生了极大的兴趣，2000年，阿曼石油发展公司将芳纶纤维增强塑料管应用于输油管道，管道的容许输送压力为6MPao在随后的两年间，荷兰、科威特、沙特阿拉伯等国的-些石油公司也开始在油气管网中应用芳纶纤维增強塑料管。在地处寒冷的俄罗斯，Gaspro石汕公司成功地将芳纶纤维增强塑料管应用于冻土地带的天然气管道和汕出的集输管道