玄武巖纖維用于高壓管道的優(yōu)勢(shì)分析
目前市場(chǎng)上有玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維等復(fù)合材料高壓管道,但是以玻璃鋼高壓管道的應(yīng)用最多,玄武巖和碳纖維高壓管應(yīng)該比較少。
玄武巖纖維復(fù)合材料高壓管道,其具有耐腐蝕、質(zhì)輕、高強(qiáng)度、輸送液體阻力小、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用石化、航空、建筑等領(lǐng)域。其主要特點(diǎn)是:耐受H2S,CO2,鹽水等的腐蝕,低積垢,低結(jié)蠟,流動(dòng)性能好,流動(dòng)系數(shù)是鋼管的1.5倍,同時(shí)具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度,重量輕,安裝成本低,設(shè)計(jì)使用壽命超過(guò)30年,在一些工程上,甚至使用50年依然沒(méi)有問(wèn)題。其主要的應(yīng)用范圍有:原油、天然氣和淡水輸送管道;污水注水、井下油管等高壓管線;石油化工工藝管線;油田污水和廢水處理輸送管線;溫泉管等。
但是總體來(lái)說(shuō),玄武巖纖維高壓管道在中國(guó)及國(guó)際上屬新產(chǎn)品,現(xiàn)在工程上的應(yīng)用報(bào)告有限。
其主要工藝:
玻璃纖維和玄武巖纖維高壓管道的對(duì)比及差別:
(1)同樣規(guī)格纖維、同樣鋪層、同樣設(shè)備及其工藝驗(yàn)證玄武巖纖維/玻纖管道靜水壓差別(以DN50PN7為例,EP/CBF耐壓約30MPa,EP/GF耐壓約25MPa);同樣的耐壓等級(jí),玄武巖纖維相對(duì)玻纖減少10%、20%鋪層驗(yàn)證其實(shí)際耐靜水壓水平(以DN50PN7為例,減少2個(gè)鋪層EP/CBF耐壓約25MPa)。
(2) 后面的試驗(yàn)經(jīng)過(guò)減少鋪層的方式,減少整體原材料消耗量產(chǎn)品成本得到控制,管道耐壓水平仍然滿足設(shè)計(jì)要求,成本相對(duì)玻纖管道沒(méi)有明顯的增加。
玄武巖纖維高壓管道的性能優(yōu)勢(shì):
(1)優(yōu)良的耐腐蝕性能
玄武巖纖維高壓管道結(jié)構(gòu)上分內(nèi)襯層、結(jié)構(gòu)層及外保護(hù)層三部分。其中,內(nèi)襯層樹(shù)脂含量高,一般在70%以上,其內(nèi)表面富樹(shù)脂層樹(shù)脂含量高達(dá)95%左右。與鋼質(zhì)管道相比,具有優(yōu)越得多的耐腐蝕性能,如對(duì)各種強(qiáng)酸強(qiáng)堿、各種無(wú)機(jī)鹽的溶液、氧化介質(zhì)、硫化氫、二氧化碳、各種表面活性劑、聚合物溶液、各種有機(jī)溶劑等等,只要選擇好樹(shù)脂基體,玄武巖纖維高壓管道都可以長(zhǎng)期耐受(濃酸、強(qiáng)堿和HF除外)
(2)耐疲勞性能好,使用壽命長(zhǎng)
玄武巖纖維高壓管道的設(shè)計(jì)使用壽命大于20年,而實(shí)際上,往往在使用了30多年以后還完好無(wú)損,并且在其使用壽命內(nèi)是免維修的。
(3)承壓能力高
玄武巖纖維高壓管道的正常壓力等級(jí)為3.5MPa-25MPa(最高可達(dá)35 MPa,根據(jù)壁厚和 計(jì)),與其他非金屬管道相比,耐壓能力更高。
(4)重量輕,安裝、運(yùn)輸方便
玄武巖纖維高壓管道比重約為1.6左右,僅是鋼管或鑄鐵管的1/4~1/5,實(shí)際應(yīng)用表明,在承受同樣內(nèi)壓的前提下,同口徑、同長(zhǎng)度的玻璃鋼管道,其重量約為鋼管的28%左右。
(5)比強(qiáng)度高、力學(xué)性能合理
玄武巖纖維高壓管道軸向拉伸強(qiáng)度為200~320MPa,接近于鋼管,但比強(qiáng)度更約4倍,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),管材自重可大幅度減輕,安裝十分容易。
(6)其他性能:
不易結(jié)垢結(jié)蠟、流動(dòng)阻力小、電絕緣性能好、聯(lián)接方式簡(jiǎn)捷、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、熱應(yīng)力小。
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