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钢塑复合管、大口径涂敷钢管
双击自动滚屏 发布者:管理员 发布时间:2010/5/14 阅读:1473次 【字体:

钢塑复合管以热浸镀锌钢管作基体,经粉末熔融喷涂技术在内壁(需要时外壁亦可)涂敷塑料而成,性能优异。与镀锌管相比,具有抗腐蚀、不生锈、不积垢、光滑流畅、清洁无毒,使用寿命长等优点。据测试,钢塑复合管的使用寿命为镀锌管的三倍以上。与塑料管相比,具有机械强度高,耐压、耐热性好等优点。由于基体是钢管,所以不存在脆化、老化问题。可广泛应用于自来水、煤气、化工产品等流体输送及取暖工程,是镀锌管的升级换代产品。由于其安装使用方法与传统的镀锌管基本相同,管件形式也完全相同,而且能代替铝塑复合管在大口径自来水输送上发挥作用,深受用户欢迎,已成为管道市场最具竞争力的新产品之一。
涂敷钢管是在大口径螺旋焊管和高频焊管基础上涂敷塑料而成,最大管口直径达1200mm,可根据不同的需要涂敷聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、环氧树脂(EPOXY)等各种不同性能的塑料涂层,附着力好,抗腐蚀性强,可耐强酸、强碱及其它化学腐蚀,无毒、不锈蚀、耐磨、耐冲击、耐渗透性强,管道表面光滑,不粘附任何物质,能降低输送时的阻力,提高流量及输送效率,减少输送压力损失。涂层中无溶剂,无可渗出物质,因而不会污染所输送的介质,从而保证流体的纯洁度和卫生性,在-40℃到+80℃范围,可冷热循环交替使用,不老化、不龟裂,因而可以在寒冷地带等苛刻的环境下使用。大口径涂敷钢管广泛应用于自来水、天然气、石油、化工、医药、通讯、电力、海洋等工程领域。

我国管材及制管工业的发展趋势

我国管材及制管工业正处于快速发展的大好时期,是朝阳工业。在当前的大好形势下,我们必须以市场为导向,既看到近期的需求,更要看到远期,避免盲目性,把资金、技术力量用在 ' 刀刃上 ' ,决不能一哄而上。
我国的管道工业在近十年必定处于快速发展的时期,这是由以下三个因素决定的:
1 、我国国民经济将会继续保持快速发展的势头,这是国内、外绝大多数经济专家所预测的;
2 、在经济快速发展的进程中,就像所有的发达国家一样,我国必定会经历一场能源结构的改变,即以煤为主逐步转向以石油、天然气为主,而后者均是由管道运输的;
3 、成品油运输方式的转变。我国早期成品油几乎全部用火车运输,除军用的 ' 格拉 ' 管线外,成品油管线几乎为零。从安全考虑及经济效益的趋动,相信未来十年管道输送将全部代替火车运送成品油。经济发达国家在七十年代已逐步取消火车运送成品油,在这些国家的油管道中,就长度而言,成品油管道远远超过原油管道。
在管道的建设投资中,钢管大致可占到 30-40 %左右,由此看出在管材和制管行业的投资有可能获得较高的效益。但由另一方面看,由于人们愈来愈深的对 HSE 的关切,所以对管材和制管的质量要求愈来愈高,亦即对管道用钢管的可靠性要求越来越高。再者由于在一定范围的提高输送压力可节省投资、降低运输费用,所以输送压力,尤其对输气管线有逐渐提高的趋势,从而对管材的强度、冲击韧性等一系列指标的要求有所提高。此外由于油气田逐渐向高寒地区、海上以及高含硫等资源进展,这些也给管道钢管及管材提出了更高要求。
由此看出,管材和制管行业机遇与挑战并存。我国冶金及制管业为我国管道工业的发展已做出了很大的贡献,但要充分满足未来的要求还需付出更大的努力,本文仅就此做进一步阐述。
在我国未来管道工业的发展中,预计天然气管道所用的钢管重量约占油、气管道总钢管用量的 70 %以上,故在以下的论述中重点偏重在输气管线上。
一、关于钢级

管道介质的输送压力有逐渐增高的趋势,在输气管线上尤为明显。这是因为在一定范围内提高输送压力会增加经济效益,以输气管线为例,在输量不变的条件下,随着输送压力的提高气体的密度增加而流速减小,从而使摩阻下降。
在一条输气管线的站间距内由进站到出战压力逐渐下降,而流速逐渐增加,随之摩阻也逐渐增加,故离进站口 3 / 4 长度消耗生出站压差△ p 的一半,而后 1 / 4 长度消耗另一半。输气管线与输油管线最大的差别是由进站到出站流速是逐渐增加的,这是介质的可压缩性造成的。而油基本上是不可压缩的,虽然输送压力沿管程逐步下降,但流速是不变的,摩阻也是前后相同的。由此看出对于输气管线压力的提高可使摩阻下降,而输送能耗下降。
还应指出,输气管线的能耗远比输油为大,仅以西气东输管线为例,该管线输送压力 p : 10MPa ,输量为 120 亿 m3 /年,管线长度为 4000KM ,粗略按经验估计能耗大致为 12 亿 m3 /年,而输量的。 1/10 作为沿途的能源消耗掉了。
由于对降低能耗的关切,输送压力有逐步增加的趋势。早期我国四川省的天然气管线输送压力为 2.5MPa ,以后增加到 4MPa ,陕京线提升为 6MPa ,西气东输增至 10MPa ,国外经济发达国家近十气输气管线多选取 12MPa 。
在输气管线上压比亦有逐渐下降的趋势。所谓压比指进站压力与出站压力之比,压比减少意味着全线均在较高的压力下运行,这样也可使能耗减小。早期压力多为 1.6 ,后来降至 1.4 ,近年国外有些输气管线取压比为 1.25 。当然,压比减小,压缩机站数要增加,从而投资会增加。对于管径、压力、压比均需进行优化计算和比选。
当输量确定,通过优化确定管径、压力、压比以后,如选取较高压力而钢材强度等级太低,则会造成壁厚过大,这给制管、现场焊接以及运输等诸多环节带来困难,甚至难以实现。生产的需求促进了钢材等级的提高。
API 于 1926 年发布 APl5L 标准,最初只包括 A25 、 A 、 B 三种钢级,最小屈服值分别为 172 、 207 、 251MPa 。
API 于 1947 年发布 APl5LX 标准,该标准中增加了 X42 , X46 , X52 三种钢级,其最小屈服值分别为 289 、 317 、 358MPa 。
1966 年开始,先后发布了 X56 、 X60 、 X65 、 X70 四种钢级,其最小屈服值分别为 386 、 413 、 448 、 482MPa 。
1972 年 API 发布 U80 、 U100 标准,其最小屈服值分别为 551 、 691Mpa ,以后 API 又将 U80 、 U100 改为 X80 、 X100 。
粗略统计,全世界 2000 年以前 X70 用量在 40 %左右, X65 、 X60 均在 30 %左右徘徊,小口径成品油管线也有相当数量选用 X52 钢级,且多为 ERW 钢管。
关于 X80 钢级,国内、外议论很多,国际上曾对 X80 研制已耗巨额投资的钢铁巨头更是积极宣传 X80 ,甚至 X100 ,但时至今日 X80 只处于 ' 试验段阶段,总长仅 400KM 左右。目前正在建设中的管线尚无采用 X80 钢级的,计划中或正在准备中兴建的管线尚无下定决心采用 X80 者,对此笔者曾与国外多家管道工程公司 ( 负责管道设计 ) 的技术人员交换过意见,大家看法基本相同, 大致可归纳如下:
1 、 X80 钢级随着操作压力的提高及准备工作的完善将来必定会得到发展;
2 、当前大石油业主不愿意首先选用 X80 大致出于以下原因:
(1) 某一种新钢级 ( 包括炼钢、轧制、制管 ) 由开始生产至熟练的生产要有一个不合格率由高至低的过程,用同样的检验手段其出厂的不合格率也会有一个由低至高的过程,首先采用者要承担此风险;
(2) 在现场焊接过程中,包括预热温度、层间温度、热入量等对新钢级要有一个探索过程,在此期间不合格率也有一个由高至低的过程,首先采用者更多地承担此风险;
(3) 采用 X80 后,现场使用的冷弯机、焊丝、环缝自动焊机、热弯头工艺等可能需要改变,重新购置或研制,从而增加了工程费用;
(4) 采用 X80 后,同样直径,当操作压力不够高的情况下,钢材强度等级的提高意味着厚度的减薄,亦即厚度直径比 (t / D) 的减小,这也就意味着管线刚性的降低。从事故分析及风险分析看,管线的第三方破坏通常占破坏原因的 40 %以上,而管线抵抗第三方破坏能力仅与 t / D 比有关而与强度等级无关。
 




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