玻璃鋼鋼管和鋼管的比較以及高壓玻璃鋼管道的生產(chǎn)及質量控制
現(xiàn)在是玻璃鋼大行其道，為什么它會被廣泛的應用呢?接下來我們就來比較下玻璃鋼管和鋼管順便介紹下高壓玻璃鋼管道的生產(chǎn)和質量控制。
鋼管是一種傳統(tǒng)管材，由鋼板螺旋纏繞成圓筒狀后焊接而成。從強度和剛度來看，夾砂玻璃鋼管和鋼管都具有優(yōu)良的特性。但從耐腐蝕性與使用壽命、水力特性、能耗、水質、運輸、安裝、以及價格等方分析，夾砂玻璃鋼管比鋼管更優(yōu)越、更具有競爭力。
一、技術性能比較
1設計的靈活性
玻璃鋼管具有設計靈活性，可針對任何一種適用的技術參數(shù)組合進行設計和制作，能夠zui大化地滿足顧客的需要和要求；而鋼管的設計針對性就差些，只在一定程度上具備這種特點。
2強度性能
玻璃鋼管具有優(yōu)良的強度性能，zui大容許工作壓力可達到6.4mpa，設計安全系數(shù)在6倍以上。
1）抗拉強度：
根據(jù)纖維鋪設與含量情況，玻璃鋼管的表觀環(huán)向抗拉強度可在140~520mpa之間，軸向抗拉強度可在70~320mpa之間；
2）抗彎強度：
根據(jù)纖維鋪設與含量情況，玻璃鋼管的表觀環(huán)向抗彎強度可在154~340mpa之間。不但管口是柔性接口，管材也是柔性的。
3）沖擊強度：
玻璃鋼管具有良好的抗沖擊強度，為300kgf·cm/cm2以上，有試驗表明：將φ2600玻璃鋼管從1.8m高處自由落下，未受任何破壞；
3剛度性能
在剛度性能方面，二者都能滿足工程需要。玻璃鋼管是在承受彎曲應力較小的管壁中間層根據(jù)工程需要增加夾砂層來提高剛度，可滿足用戶所提出的任何剛度要求。鋼管本身剛度足夠大，可不用考慮。
在承受短期意外的超載荷作用（如載重汽車）方面，玻璃鋼管可通過自身的彈性變形來承擔，并在載荷移去后能自動恢復原狀；而鋼管在一定的變形下容易被剪切破壞或斷裂。
4使用壽命
玻璃鋼管的基體是極其穩(wěn)定的高分子材料，且其破壞壓力是按工作壓力的6倍設計的，可以確保50年使用壽命（見awwa、astm標準）。
鋼管使用壽命一般為20年。運行期間維護頻繁，維修難度大，費用高。鋼管在埋入地下運行時，管內水質、周圍土壤、地下水，埋設地帶附近是否存在電場等因素，均會使管內外壁產(chǎn)生腐蝕。因此，標準規(guī)定：管體內外表面應涂覆瀝青質或其他防腐材料。由于涂覆材料與鋼管的材質不同，在*運行中，受到氣候冷熱、水力沖擊等作用，容易產(chǎn)生界面分層脫落，而逐步失去防腐涂覆層，從而使管的內表面鐵分子產(chǎn)生氧化作用、電化學腐蝕等，必將減少使用壽命。
5水力特性比較
玻璃鋼管的內壁非常光滑，新玻璃鋼管的hazen-wllliams粗糙系數(shù)c值為160～165，其保守的設計值（按50年計）為150。新鋼管的c值均為為120，經(jīng)使用后為c＝65。c值的降低是由于管的內表面鐵分子產(chǎn)生氧化作用和電化學腐蝕反映在內壁結垢造成的。
鋼管與玻璃鋼管的流量進行比較的數(shù)據(jù)。因為新鋼管的粗糙度為0.05mm，腐蝕后的鋼管的粗糙度為3mm，腐蝕后是未腐蝕鋼管的粗糙度的60倍；
取鋼管的hazen-williams平均粗糙系數(shù)c值為100，玻璃鋼管的c為150，則12英寸的玻璃鋼管與14英寸的鋼管的流量相同。或者說，在同樣的管徑條件下，玻璃鋼管的流量比鋼管要大36%。
6能耗比較
由于鋼管的hazen-williams粗糙系數(shù)c值隨著年份大幅度減少，其能耗也將大幅度增加。鋼管管線的能耗遠大于玻璃鋼管線。其主要原因有兩個：其一是由于鋼管氧化、電化學腐蝕等因素，產(chǎn)生內壁結垢而增加阻力，使能耗增加；其二是由于在新管狀態(tài)下，玻璃鋼管遠比鋼管要光滑。值得指出的是：在管線壽命期的zui后數(shù)年，鋼管線需要的泵送功率將從25馬力增加到60馬力；而玻璃鋼管線的功率基本保持不變。
現(xiàn)按同樣的流量進行能耗比較：
設日流量為：6萬方，管全長為10公里，輸送自來水，動力粘度系數(shù)1.2*10-6，坡高為零，其中鋼管的粗糙度取平均值1.65mm。則：玻璃鋼管的揚程為30.85m，而鋼的揚程為58.62m。鋼的能耗是玻璃鋼管的1.9倍。這意味著在管道運行時將大大增加后期成本。
7水質
玻璃鋼管的內襯采用食品級樹脂，可確保水質達到國家標準（jc586～1995），并可用于輸送和貯存含氯的飲用水及生活用水。除；此之外，在避光條件下的玻璃鋼管的內壁不滋長微生物，因此埋地的玻璃鋼管可進一步確保自來水的質量。
由于鋼管必須涂覆涂料，因此gb13295一91標準對涂料作了嚴格規(guī)定：涂料應不溶于水，不得使水產(chǎn)生臭和味，涂料中的有害物質應符合衛(wèi)生部引水的有關規(guī)定。此外，由于鋼管壁粗糙，即使采取涂覆防腐材料工藝也難以達到和玻璃鋼管內壁的光滑性，且*使用后會產(chǎn)生腐蝕，因而會生長微生物和結垢，從而影響水質。
8防滲漏性能和抗水錘能力
玻璃鋼管采用雙環(huán)橡膠密封膠圈承插連接，安裝時在連接處100%打壓試驗，可確保接頭密封性能*。此外，由于玻璃鋼是一種致密性很高的復合材料，管身不僅不會由里往外滲水（如往外滲的污水影響農(nóng)田），而且也不可能由外往里滲（如管外部的污水往里滲將影響管內的水質）。
鋼管在焊接時要求的作業(yè)條件較高，在現(xiàn)場施工過程中受條件的限制焊接質量往往難以保證，因此焊接處密封的可靠性不及玻璃鋼管，爆管現(xiàn)象就是出在鋼管的焊接處。
由于玻璃鋼夾砂管具有很高的強度和良好的延展性，不會因為水錘作用和瞬間超壓產(chǎn)生破壞。
由此可見，玻璃鋼管材的防滲性比鋼管要優(yōu)越得多。
9適用性、安全和環(huán)保特性
在可能的組合下，可根據(jù)使用條件要求對玻璃鋼夾砂管進行靈活設計，并且，國內*水平的生產(chǎn)裝備完夠按照各種設計方案生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。由于食品級樹脂等原材料質量穩(wěn)定，經(jīng)多年使用效果良好。
玻璃鋼管由結構穩(wěn)定的無機非金屬材料和大分子鏈的有機材料構成，管道內外富樹脂層的結構形式使管材在*使用中性能穩(wěn)定，滲入滲出極少，不會對所輸送的水質和環(huán)境水土產(chǎn)生影響，因此，玻璃鋼夾砂管是一種很好的環(huán)保材料。由于玻璃鋼夾砂管具有很高的強度和良好的延展性，不會因為水錘作用和瞬間超壓產(chǎn)生破壞，又不會對所輸送的水質和環(huán)境水土產(chǎn)生影響，因此，從諸多方面評價玻璃鋼夾砂管都是一種安全的管材。另外，由于玻璃鋼夾砂管內壁光滑，水流阻力小，特別是在有重力流的情況下，所需的加壓設備少，節(jié)省運行動力。一般情況下，玻璃鋼夾砂管的運行費用比其他管材低20%左右。由于玻璃鋼夾砂管強度高，材質穩(wěn)定，非外力作用不易破壞，可以講玻璃鋼夾砂管基本上是免維護的。國內外正在運行管道的良好表現(xiàn)也證明了這一點。
10抗剝離性能
在規(guī)定的使用期內，正常使用情況下玻璃鋼夾砂管不會出現(xiàn)剝離現(xiàn)象。現(xiàn)從玻璃鋼夾砂管的構成材料、材料作用原理、結構和生產(chǎn)工藝三方面加以說明。
1）構成材料：玻璃鋼夾砂管的主要材料為不飽和聚酯樹脂、無堿無捻玻璃纖維和天然圓角石英砂。不飽和聚酯樹脂采用南京帝斯曼樹脂有限公司、大連鑫鼎樹脂涂料有限公司等國內生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，其酸值、工藝浸潤性、澆鑄體斷裂韌性和強度等指標均處于國內水平；無堿無捻玻璃纖維采用巨石集團和泰山玻璃纖維有限公司，該產(chǎn)品采用了*的池窯拉絲生產(chǎn)技術，使用*的表面處理劑，因此，其拉伸強度、耐磨性、表面形態(tài)及其與樹脂的融合程度均十分理想；石英砂采用內蒙古草原的天然圓角石英砂，經(jīng)水洗、烘干和篩選等工藝過程后得到符合理想級配的產(chǎn)品，其形狀、成份和潔凈度
使天然圓角石英砂具有浸潤性好、堆積密度高、有效地提高玻璃鋼夾砂管強度和剛度等優(yōu)良性能。美國歐文斯科寧管道有限公司用與上述材料相同性能的材料生產(chǎn)的玻璃鋼夾砂管，經(jīng)美國歐文斯科寧管道有限公司*中心
和挪威技術中心按照ansi/awwac950－95標準中的*靜水壓設計基準（hdb），經(jīng)過10000小時嚴格的模擬試驗，采用線性回歸分析方法推算出在50年的使用期內，按照規(guī)定要求設計和生產(chǎn)的玻璃鋼夾砂管的性能衰減程度是完夠達到其zui低使用要求的。
2）材料作用原理：構成地埋玻璃鋼夾砂管的主要材料無堿無捻玻璃纖維和天然圓角石英砂均屬典型的無機非金屬材料，起增強作用，具有理想的組份和結構強度，其性能在玻璃鋼夾砂管的成型過程和使用期內無變化。不飽和聚酯樹脂屬黏接材料，在成型過程中發(fā)生化學反應，從低分子線性結構轉變成具有黏附力好，剪切強度高，收縮率小的穩(wěn)固的高分子三維立體結構，使其極難與增強材料脫離。
3）結構和生產(chǎn)工藝：玻璃鋼夾砂管的內表面是由高比例不飽和聚酯樹脂和增強材料構成的防滲漏層，然后是環(huán)向和交叉纏繞的無堿無捻玻璃纖維和樹脂層。整個石英砂層居于管壁中部位置，其中有多層環(huán)向和交叉纏繞的無堿無捻玻璃纖維起連接和增強作用。外層仍為環(huán)向和交叉纏繞的無堿無捻玻璃纖維和樹脂層。生產(chǎn)過程中給予纖維以足夠的成型張力并逐層壓實，使整個管壁結構渾然一體。
鋼管的導熱系數(shù)較高，與防腐材料間變形系數(shù)差別較大，在局部腐蝕、水流沖擊等外部因素作用下較易剝離。
11抗凍性能
玻璃鋼管屬柔性管，斷裂延伸率較高，彈性好，導熱系數(shù)低，屬非金屬保溫材料。另外，由于玻璃鋼夾砂管的環(huán)向拉伸強度和軸向拉伸強度較高，即使在管內滿水全部冰凍情況下，也不會出現(xiàn)凍裂現(xiàn)象。一般情況下，在寒冷地區(qū)埋設的玻璃鋼管運行中可有1/3~1/2在凍層內不致影響使用。
12抗變形和基礎不均勻沉降能力
玻璃鋼管既具備足夠的抗外部荷載和變形的剛度性能，又具有一定的柔性，dn1800mm管接口借轉角度可達到1.5°；而鋼管為剛性連接，受外力或不均運沉降作用易發(fā)生剪切破壞或焊口開裂現(xiàn)象。因此，玻璃鋼管比鋼管具有更強的抗變形和不均勻沉降能力，對地震等外力有較強的抵抗能力。
13維護與維修
從玻璃鋼管的特性和引松入長等工程的運行情況看，玻璃鋼管是一種免維護的管材。如因外部因素造成玻璃鋼管損壞，玻璃鋼企業(yè)可采用成型的特種維修卡頭在不影響供水的情況下于zui短時間內解決問題。鋼管一旦損壞或爆管，維修相當困難。
二、經(jīng)濟分析
1．運輸、安裝與維護
同管徑同壓力的玻璃鋼管重量是鋼管的四分之一左右，這無疑給玻璃鋼管的運輸和安裝提供了便利，同時也減少了運費，增加了安裝的可靠性。
玻璃鋼管在運行過程中基本上無須任何維護，而鋼管由于耐腐蝕性能差，需要不斷采取防腐維護措施，有時還需采取陰極保護等措施。
2．價格
玻璃鋼夾砂管材的單價要比鋼管低10%至20%，工程綜合造價低20%以上。以dn1600mm管材為例，目前鋼管（壁厚1.4mm，含防腐處理）的價格為2400元/米（引英入連一期工程執(zhí)行時鋼管價格較低），玻璃鋼管不超過2000元/米。
二十世紀五十年代，高壓玻璃鋼管道在油田上得到應用。隨后，其便以優(yōu)異的性能在油田地面管線和注水管線中得到迅速推廣。九十年代中期，我國在三次采油工藝中采用高壓玻璃鋼管道。目前，每年世界石油工業(yè)應用高壓玻璃鋼管道達數(shù)千公里。美國是世界上應用玻璃鋼管道歷史zui長、應用量zui大的國家。我國在這方面的起步較晚，但近幾年呈迅速上升之勢。
油田用管道是一項復雜的系統(tǒng)工程，在原材料選擇、設計、制造到安裝施工都應制訂一整套完善的規(guī)范，才能夠保證油田生產(chǎn)的穩(wěn)定運行。玻璃鋼管道由于具備耐腐蝕性好、內壁光滑、流體阻力小、對輸送介質無二次污染、保溫性能好、工程造價低等諸多特點而倍受青睞。
本文就高壓玻璃鋼管道在生產(chǎn)過程中需注意的一些問題進行簡要論述，以期對國內高壓玻璃鋼管道生產(chǎn)企業(yè)提供幫助和參考。關于生產(chǎn)過程中的具體節(jié)點質量控制，我們將另外撰文加以闡述。
二、技術要求及主要應用領域
（一）技術要求
1.公稱直徑（mm）：dn40～dn200；
2.公稱壓力（mpa）：pn3.5～pn25；
3.使用溫度（ep/methpa）：-40℃～80℃。
（二）主要應用領域
1.產(chǎn)出水處理系統(tǒng)或污水回注管線；
2.集輸管線；
3.聚合物注輸系統(tǒng)；
4.三元復合驅注輸系統(tǒng)；
5.二氧化碳注輸系統(tǒng)。
三、原材料選擇與控制
經(jīng)過對比工藝試驗和基本性能測試，我們選擇了以下材料體系：
1.增強材料體系：type158b或ppg-2006；
2.樹脂體系：液態(tài)低粘度環(huán)氧樹脂及相應固化體系；
采用纖維纏繞工藝，在合適的固化制度下進行固化，經(jīng)過水壓檢驗、爆破試驗后，各項指標均滿足設計要求。固化制度是通過差熱分析等實驗后確定的，它對管道的適應環(huán)境的能力和使用壽命、經(jīng)濟效益等具有關鍵作用。
四、原材料質量控制
（一）優(yōu)選供應商，確定合格供方
一旦材料體系和供應商確定以后，一定要貫徹實施iso9001質量管理體系，進行合格供方認證。因為現(xiàn)在大多數(shù)廠家都缺乏較為嚴格的原材料入廠檢驗手段和配套的硬件設施，如果原材料質量發(fā)生了微小變化沒有及時發(fā)現(xiàn)，極易對高壓玻璃鋼管的質量造成嚴重影響，給生產(chǎn)廠家?guī)磔^大損失。因此，有必要對供應商自身的綜合管理水平以及質量控制手段進行實地考察。通常，國內廠家很容易因為過多地考慮價格及成本因素，而將原材料的質量控制放到了次要地位。如果供應商的質量水平缺乏重現(xiàn)性，即使價格再低，也不能選用，否則終將受到市場的懲罰。
（二）重視供應商管理，建立戰(zhàn)略合作聯(lián)盟
玻璃鋼高壓管道前期的投入成本較高，企業(yè)需要做長遠規(guī)劃才能真正在市場中立足。由于受變動因素影響較大，供應鏈的任一環(huán)節(jié)發(fā)生變化都將影響生產(chǎn)進度、產(chǎn)品質量和存貨水平。因此要想長遠發(fā)展，在原材料方面，生產(chǎn)商必須重視對供應商的管理，通過合作建立起戰(zhàn)略合作伙伴關系，形成穩(wěn)定的原材料供應渠道。否則，除非采取有利措施，建立一套有效的預警系統(tǒng)，才能夠提前做好準備來應對各種不利的變化。
另外，不定期地組織與供應商的互訪，也能夠在原材料市場出現(xiàn)波動時處于有利地位而不至于被動。
五、制造過程質量控制
（一）人員培訓
鑒于目前中小企業(yè)技工嚴重缺乏，而目前行業(yè)又沒有相應的上崗資格認證程序，高壓玻璃鋼管的生產(chǎn)企業(yè)一定要重視自身操作工人的培訓。
培訓內容主要包括：
1.基本道德素質培訓；
2.玻璃鋼基本理論知識培訓；
3.崗位技能培訓（包括安全操作注意事項）。
其中，基本道德素質培訓涉及到操作工的道德素養(yǎng)、責任心、敬業(yè)精神等等。因為每一個操作工工作質量的好壞直接影響其工作成果的質量，提供一些基本的玻璃鋼理論知識培訓，可以使他們進一步了解和認識自己所做的工作。技工之中也不乏善于動腦之人，有些人甚至比一些受過高等教育的人認識問題更深刻，眼光更獨到，觀察更細致。通過崗位技能培訓、實習等，可以使他們更加了解崗位工作的重要性，充分發(fā)揮其潛能為企業(yè)服務。
簡言之，一線技工是質量控制zui直接的元素。因此，對于一線員工的管理，應該在企業(yè)戰(zhàn)略管理中得到應有的重視。包括企業(yè)對他們的工作情緒、工作環(huán)境、福利待遇以及娛樂活動的考慮，都應該成為企業(yè)重點考慮的問題。
（二）工序控制
高壓玻璃鋼管的生產(chǎn)工序主要包括：
1.纏繞；
（1）配制膠液；
（2）穿紗；
（3）模具準備、涂脫模劑；
（4）纏繞。
2.固化；
3.冷卻、脫模；
4.陽螺紋制作；
5.水壓檢驗；
6.噴涂標識、安裝螺紋護套；
7.打包、入庫。
針對工序控制這些環(huán)節(jié)，注重加強崗位技能的培訓。操作熟練程度是一個漸進的過程，所以應該把崗位技能培訓當作一項系統(tǒng)工程，在生產(chǎn)中安排專門人員負責不定期地進行，才能夠不斷提高工人的熟練程度。
以上每一道工序都很重要，從材料準備一直到zui后的成品入庫，只有嚴格控制質量檢驗標準，真正把質量當作企業(yè)的生命，運用多種質量管理手段，如貫徹實施質量管理體系、tqm（全面質量管理）等，才能進一步提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質量。關于生產(chǎn)過程中的具體節(jié)點質量控制，我們將另外撰文加以闡述。
全面質量控制涉及到整個制造過程的所有員工，包括崗位員工、工藝技術人員、設計人員以及采購人員，從人（職工方面）、機（設備條件方面）、料（原為、設計條件等）、法（操作規(guī)程、設計方法）、環(huán)（工作環(huán)境、企業(yè)管理環(huán)境）等五個方面進行控制和分析。
六、工程質量控制
包括搬運和現(xiàn)場安裝、施工、回填、試壓的質量控制。這一環(huán)節(jié)通常容易被忽視，主要是因為部分玻璃鋼企業(yè)對高壓管玻璃鋼管道本身的認識不夠。企業(yè)應該制訂嚴格的貯運和安裝施工規(guī)范，而且要安排專人負責監(jiān)督執(zhí)行，使其真正落到實處。
七、結語
本文簡要介紹了高壓玻璃鋼管道生產(chǎn)的工序過程，并強調了質量控制的重要性。當前高壓玻璃鋼管道的市場已經(jīng)成熟，用戶認知度較高，各企業(yè)在上項目的同時，一定要重視產(chǎn)品設計和質量控制，避免將這一有著良好應用前景的產(chǎn)品毀于人禍。我們愿和有志于推動高壓玻璃鋼管道在油田廣泛應用的有識之士共同努力，為推動我國玻璃鋼高壓管道的發(fā)展盡自己的微薄之力。
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鋼管是一種傳統(tǒng)管材，由鋼板螺旋纏繞成圓筒狀后焊接而成。從強度和剛度來看，夾砂玻璃鋼管和鋼管都具有優(yōu)良的特性。但從耐腐蝕性與使用壽命、水力特性、能耗、水質、運輸、安裝、以及價格等方分析，夾砂玻璃鋼管比鋼管更優(yōu)越、更具有競爭力。
一、技術性能比較
1設計的靈活性
玻璃鋼管具有設計靈活性，可針對任何一種適用的技術參數(shù)組合進行設計和制作，能夠zui大化地滿足顧客的需要和要求；而鋼管的設計針對性就差些，只在一定程度上具備這種特點。
2強度性能
玻璃鋼管具有優(yōu)良的強度性能，zui大容許工作壓力可達到6.4mpa，設計安全系數(shù)在6倍以上。
1）抗拉強度：
根據(jù)纖維鋪設與含量情況，玻璃鋼管的表觀環(huán)向抗拉強度可在140~520mpa之間，軸向抗拉強度可在70~320mpa之間；
2）抗彎強度：
根據(jù)纖維鋪設與含量情況，玻璃鋼管的表觀環(huán)向抗彎強度可在154~340mpa之間。不但管口是柔性接口，管材也是柔性的。
3）沖擊強度：
玻璃鋼管具有良好的抗沖擊強度，為300kgf·cm/cm2以上，有試驗表明：將φ2600玻璃鋼管從1.8m高處自由落下，未受任何破壞；
3剛度性能
在剛度性能方面，二者都能滿足工程需要。玻璃鋼管是在承受彎曲應力較小的管壁中間層根據(jù)工程需要增加夾砂層來提高剛度，可滿足用戶所提出的任何剛度要求。鋼管本身剛度足夠大，可不用考慮。
在承受短期意外的超載荷作用（如載重汽車）方面，玻璃鋼管可通過自身的彈性變形來承擔，并在載荷移去后能自動恢復原狀；而鋼管在一定的變形下容易被剪切破壞或斷裂。
4使用壽命
玻璃鋼管的基體是極其穩(wěn)定的高分子材料，且其破壞壓力是按工作壓力的6倍設計的，可以確保50年使用壽命（見awwa、astm標準）。
鋼管使用壽命一般為20年。運行期間維護頻繁，維修難度大，費用高。鋼管在埋入地下運行時，管內水質、周圍土壤、地下水，埋設地帶附近是否存在電場等因素，均會使管內外壁產(chǎn)生腐蝕。因此，標準規(guī)定：管體內外表面應涂覆瀝青質或其他防腐材料。由于涂覆材料與鋼管的材質不同，在*運行中，受到氣候冷熱、水力沖擊等作用，容易產(chǎn)生界面分層脫落，而逐步失去防腐涂覆層，從而使管的內表面鐵分子產(chǎn)生氧化作用、電化學腐蝕等，必將減少使用壽命。
5水力特性比較
玻璃鋼管的內壁非常光滑，新玻璃鋼管的hazen-wllliams粗糙系數(shù)c值為160～165，其保守的設計值（按50年計）為150。新鋼管的c值均為為120，經(jīng)使用后為c＝65。c值的降低是由于管的內表面鐵分子產(chǎn)生氧化作用和電化學腐蝕反映在內壁結垢造成的。
鋼管與玻璃鋼管的流量進行比較的數(shù)據(jù)。因為新鋼管的粗糙度為0.05mm，腐蝕后的鋼管的粗糙度為3mm，腐蝕后是未腐蝕鋼管的粗糙度的60倍；
取鋼管的hazen-williams平均粗糙系數(shù)c值為100，玻璃鋼管的c為150，則12英寸的玻璃鋼管與14英寸的鋼管的流量相同。或者說，在同樣的管徑條件下，玻璃鋼管的流量比鋼管要大36%。
6能耗比較
由于鋼管的hazen-williams粗糙系數(shù)c值隨著年份大幅度減少，其能耗也將大幅度增加。鋼管管線的能耗遠大于玻璃鋼管線。其主要原因有兩個：其一是由于鋼管氧化、電化學腐蝕等因素，產(chǎn)生內壁結垢而增加阻力，使能耗增加；其二是由于在新管狀態(tài)下，玻璃鋼管遠比鋼管要光滑。值得指出的是：在管線壽命期的zui后數(shù)年，鋼管線需要的泵送功率將從25馬力增加到60馬力；而玻璃鋼管線的功率基本保持不變。
現(xiàn)按同樣的流量進行能耗比較：
設日流量為：6萬方，管全長為10公里，輸送自來水，動力粘度系數(shù)1.2*10-6，坡高為零，其中鋼管的粗糙度取平均值1.65mm。則：玻璃鋼管的揚程為30.85m，而鋼的揚程為58.62m。鋼的能耗是玻璃鋼管的1.9倍。這意味著在管道運行時將大大增加后期成本。
7水質
玻璃鋼管的內襯采用食品級樹脂，可確保水質達到國家標準（jc586～1995），并可用于輸送和貯存含氯的飲用水及生活用水。除；此之外，在避光條件下的玻璃鋼管的內壁不滋長微生物，因此埋地的玻璃鋼管可進一步確保自來水的質量。
由于鋼管必須涂覆涂料，因此gb13295一91標準對涂料作了嚴格規(guī)定：涂料應不溶于水，不得使水產(chǎn)生臭和味，涂料中的有害物質應符合衛(wèi)生部引水的有關規(guī)定。此外，由于鋼管壁粗糙，即使采取涂覆防腐材料工藝也難以達到和玻璃鋼管內壁的光滑性，且*使用后會產(chǎn)生腐蝕，因而會生長微生物和結垢，從而影響水質。
8防滲漏性能和抗水錘能力
玻璃鋼管采用雙環(huán)橡膠密封膠圈承插連接，安裝時在連接處100%打壓試驗，可確保接頭密封性能*。此外，由于玻璃鋼是一種致密性很高的復合材料，管身不僅不會由里往外滲水（如往外滲的污水影響農(nóng)田），而且也不可能由外往里滲（如管外部的污水往里滲將影響管內的水質）。
鋼管在焊接時要求的作業(yè)條件較高，在現(xiàn)場施工過程中受條件的限制焊接質量往往難以保證，因此焊接處密封的可靠性不及玻璃鋼管，爆管現(xiàn)象就是出在鋼管的焊接處。
由于玻璃鋼夾砂管具有很高的強度和良好的延展性，不會因為水錘作用和瞬間超壓產(chǎn)生破壞。
由此可見，玻璃鋼管材的防滲性比鋼管要優(yōu)越得多。
9適用性、安全和環(huán)保特性
在可能的組合下，可根據(jù)使用條件要求對玻璃鋼夾砂管進行靈活設計，并且，國內*水平的生產(chǎn)裝備完夠按照各種設計方案生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。由于食品級樹脂等原材料質量穩(wěn)定，經(jīng)多年使用效果良好。
玻璃鋼管由結構穩(wěn)定的無機非金屬材料和大分子鏈的有機材料構成，管道內外富樹脂層的結構形式使管材在*使用中性能穩(wěn)定，滲入滲出極少，不會對所輸送的水質和環(huán)境水土產(chǎn)生影響，因此，玻璃鋼夾砂管是一種很好的環(huán)保材料。由于玻璃鋼夾砂管具有很高的強度和良好的延展性，不會因為水錘作用和瞬間超壓產(chǎn)生破壞，又不會對所輸送的水質和環(huán)境水土產(chǎn)生影響，因此，從諸多方面評價玻璃鋼夾砂管都是一種安全的管材。另外，由于玻璃鋼夾砂管內壁光滑，水流阻力小，特別是在有重力流的情況下，所需的加壓設備少，節(jié)省運行動力。一般情況下，玻璃鋼夾砂管的運行費用比其他管材低20%左右。由于玻璃鋼夾砂管強度高，材質穩(wěn)定，非外力作用不易破壞，可以講玻璃鋼夾砂管基本上是免維護的。國內外正在運行管道的良好表現(xiàn)也證明了這一點。
10抗剝離性能
在規(guī)定的使用期內，正常使用情況下玻璃鋼夾砂管不會出現(xiàn)剝離現(xiàn)象。現(xiàn)從玻璃鋼夾砂管的構成材料、材料作用原理、結構和生產(chǎn)工藝三方面加以說明。
1）構成材料：玻璃鋼夾砂管的主要材料為不飽和聚酯樹脂、無堿無捻玻璃纖維和天然圓角石英砂。不飽和聚酯樹脂采用南京帝斯曼樹脂有限公司、大連鑫鼎樹脂涂料有限公司等國內生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，其酸值、工藝浸潤性、澆鑄體斷裂韌性和強度等指標均處于國內水平；無堿無捻玻璃纖維采用巨石集團和泰山玻璃纖維有限公司，該產(chǎn)品采用了*的池窯拉絲生產(chǎn)技術，使用*的表面處理劑，因此，其拉伸強度、耐磨性、表面形態(tài)及其與樹脂的融合程度均十分理想；石英砂采用內蒙古草原的天然圓角石英砂，經(jīng)水洗、烘干和篩選等工藝過程后得到符合理想級配的產(chǎn)品，其形狀、成份和潔凈度
使天然圓角石英砂具有浸潤性好、堆積密度高、有效地提高玻璃鋼夾砂管強度和剛度等優(yōu)良性能。美國歐文斯科寧管道有限公司用與上述材料相同性能的材料生產(chǎn)的玻璃鋼夾砂管，經(jīng)美國歐文斯科寧管道有限公司*中心
和挪威技術中心按照ansi/awwac950－95標準中的*靜水壓設計基準（hdb），經(jīng)過10000小時嚴格的模擬試驗，采用線性回歸分析方法推算出在50年的使用期內，按照規(guī)定要求設計和生產(chǎn)的玻璃鋼夾砂管的性能衰減程度是完夠達到其zui低使用要求的。
2）材料作用原理：構成地埋玻璃鋼夾砂管的主要材料無堿無捻玻璃纖維和天然圓角石英砂均屬典型的無機非金屬材料，起增強作用，具有理想的組份和結構強度，其性能在玻璃鋼夾砂管的成型過程和使用期內無變化。不飽和聚酯樹脂屬黏接材料，在成型過程中發(fā)生化學反應，從低分子線性結構轉變成具有黏附力好，剪切強度高，收縮率小的穩(wěn)固的高分子三維立體結構，使其極難與增強材料脫離。
3）結構和生產(chǎn)工藝：玻璃鋼夾砂管的內表面是由高比例不飽和聚酯樹脂和增強材料構成的防滲漏層，然后是環(huán)向和交叉纏繞的無堿無捻玻璃纖維和樹脂層。整個石英砂層居于管壁中部位置，其中有多層環(huán)向和交叉纏繞的無堿無捻玻璃纖維起連接和增強作用。外層仍為環(huán)向和交叉纏繞的無堿無捻玻璃纖維和樹脂層。生產(chǎn)過程中給予纖維以足夠的成型張力并逐層壓實，使整個管壁結構渾然一體。
鋼管的導熱系數(shù)較高，與防腐材料間變形系數(shù)差別較大，在局部腐蝕、水流沖擊等外部因素作用下較易剝離。
11抗凍性能
玻璃鋼管屬柔性管，斷裂延伸率較高，彈性好，導熱系數(shù)低，屬非金屬保溫材料。另外，由于玻璃鋼夾砂管的環(huán)向拉伸強度和軸向拉伸強度較高，即使在管內滿水全部冰凍情況下，也不會出現(xiàn)凍裂現(xiàn)象。一般情況下，在寒冷地區(qū)埋設的玻璃鋼管運行中可有1/3~1/2在凍層內不致影響使用。
12抗變形和基礎不均勻沉降能力
玻璃鋼管既具備足夠的抗外部荷載和變形的剛度性能，又具有一定的柔性，dn1800mm管接口借轉角度可達到1.5°；而鋼管為剛性連接，受外力或不均運沉降作用易發(fā)生剪切破壞或焊口開裂現(xiàn)象。因此，玻璃鋼管比鋼管具有更強的抗變形和不均勻沉降能力，對地震等外力有較強的抵抗能力。
13維護與維修
從玻璃鋼管的特性和引松入長等工程的運行情況看，玻璃鋼管是一種免維護的管材。如因外部因素造成玻璃鋼管損壞，玻璃鋼企業(yè)可采用成型的特種維修卡頭在不影響供水的情況下于zui短時間內解決問題。鋼管一旦損壞或爆管，維修相當困難。
二、經(jīng)濟分析
1．運輸、安裝與維護
同管徑同壓力的玻璃鋼管重量是鋼管的四分之一左右，這無疑給玻璃鋼管的運輸和安裝提供了便利，同時也減少了運費，增加了安裝的可靠性。
玻璃鋼管在運行過程中基本上無須任何維護，而鋼管由于耐腐蝕性能差，需要不斷采取防腐維護措施，有時還需采取陰極保護等措施。
2．價格
玻璃鋼夾砂管材的單價要比鋼管低10%至20%，工程綜合造價低20%以上。以dn1600mm管材為例，目前鋼管（壁厚1.4mm，含防腐處理）的價格為2400元/米（引英入連一期工程執(zhí)行時鋼管價格較低），玻璃鋼管不超過2000元/米。
二十世紀五十年代，高壓玻璃鋼管道在油田上得到應用。隨后，其便以優(yōu)異的性能在油田地面管線和注水管線中得到迅速推廣。九十年代中期，我國在三次采油工藝中采用高壓玻璃鋼管道。目前，每年世界石油工業(yè)應用高壓玻璃鋼管道達數(shù)千公里。美國是世界上應用玻璃鋼管道歷史zui長、應用量zui大的國家。我國在這方面的起步較晚，但近幾年呈迅速上升之勢。
油田用管道是一項復雜的系統(tǒng)工程，在原材料選擇、設計、制造到安裝施工都應制訂一整套完善的規(guī)范，才能夠保證油田生產(chǎn)的穩(wěn)定運行。玻璃鋼管道由于具備耐腐蝕性好、內壁光滑、流體阻力小、對輸送介質無二次污染、保溫性能好、工程造價低等諸多特點而倍受青睞。
本文就高壓玻璃鋼管道在生產(chǎn)過程中需注意的一些問題進行簡要論述，以期對國內高壓玻璃鋼管道生產(chǎn)企業(yè)提供幫助和參考。關于生產(chǎn)過程中的具體節(jié)點質量控制，我們將另外撰文加以闡述。
二、技術要求及主要應用領域
（一）技術要求
1.公稱直徑（mm）：dn40～dn200；
2.公稱壓力（mpa）：pn3.5～pn25；
3.使用溫度（ep/methpa）：-40℃～80℃。
（二）主要應用領域
1.產(chǎn)出水處理系統(tǒng)或污水回注管線；
2.集輸管線；
3.聚合物注輸系統(tǒng)；
4.三元復合驅注輸系統(tǒng)；
5.二氧化碳注輸系統(tǒng)。
三、原材料選擇與控制
經(jīng)過對比工藝試驗和基本性能測試，我們選擇了以下材料體系：
1.增強材料體系：type158b或ppg-2006；
2.樹脂體系：液態(tài)低粘度環(huán)氧樹脂及相應固化體系；
采用纖維纏繞工藝，在合適的固化制度下進行固化，經(jīng)過水壓檢驗、爆破試驗后，各項指標均滿足設計要求。固化制度是通過差熱分析等實驗后確定的，它對管道的適應環(huán)境的能力和使用壽命、經(jīng)濟效益等具有關鍵作用。
四、原材料質量控制
（一）優(yōu)選供應商，確定合格供方
一旦材料體系和供應商確定以后，一定要貫徹實施iso9001質量管理體系，進行合格供方認證。因為現(xiàn)在大多數(shù)廠家都缺乏較為嚴格的原材料入廠檢驗手段和配套的硬件設施，如果原材料質量發(fā)生了微小變化沒有及時發(fā)現(xiàn)，極易對高壓玻璃鋼管的質量造成嚴重影響，給生產(chǎn)廠家?guī)磔^大損失。因此，有必要對供應商自身的綜合管理水平以及質量控制手段進行實地考察。通常，國內廠家很容易因為過多地考慮價格及成本因素，而將原材料的質量控制放到了次要地位。如果供應商的質量水平缺乏重現(xiàn)性，即使價格再低，也不能選用，否則終將受到市場的懲罰。
（二）重視供應商管理，建立戰(zhàn)略合作聯(lián)盟
玻璃鋼高壓管道前期的投入成本較高，企業(yè)需要做長遠規(guī)劃才能真正在市場中立足。由于受變動因素影響較大，供應鏈的任一環(huán)節(jié)發(fā)生變化都將影響生產(chǎn)進度、產(chǎn)品質量和存貨水平。因此要想長遠發(fā)展，在原材料方面，生產(chǎn)商必須重視對供應商的管理，通過合作建立起戰(zhàn)略合作伙伴關系，形成穩(wěn)定的原材料供應渠道。否則，除非采取有利措施，建立一套有效的預警系統(tǒng)，才能夠提前做好準備來應對各種不利的變化。
另外，不定期地組織與供應商的互訪，也能夠在原材料市場出現(xiàn)波動時處于有利地位而不至于被動。
五、制造過程質量控制
（一）人員培訓
鑒于目前中小企業(yè)技工嚴重缺乏，而目前行業(yè)又沒有相應的上崗資格認證程序，高壓玻璃鋼管的生產(chǎn)企業(yè)一定要重視自身操作工人的培訓。
培訓內容主要包括：
1.基本道德素質培訓；
2.玻璃鋼基本理論知識培訓；
3.崗位技能培訓（包括安全操作注意事項）。
其中，基本道德素質培訓涉及到操作工的道德素養(yǎng)、責任心、敬業(yè)精神等等。因為每一個操作工工作質量的好壞直接影響其工作成果的質量，提供一些基本的玻璃鋼理論知識培訓，可以使他們進一步了解和認識自己所做的工作。技工之中也不乏善于動腦之人，有些人甚至比一些受過高等教育的人認識問題更深刻，眼光更獨到，觀察更細致。通過崗位技能培訓、實習等，可以使他們更加了解崗位工作的重要性，充分發(fā)揮其潛能為企業(yè)服務。
簡言之，一線技工是質量控制zui直接的元素。因此，對于一線員工的管理，應該在企業(yè)戰(zhàn)略管理中得到應有的重視。包括企業(yè)對他們的工作情緒、工作環(huán)境、福利待遇以及娛樂活動的考慮，都應該成為企業(yè)重點考慮的問題。
（二）工序控制
高壓玻璃鋼管的生產(chǎn)工序主要包括：
1.纏繞；
（1）配制膠液；
（2）穿紗；
（3）模具準備、涂脫模劑；
（4）纏繞。
2.固化；
3.冷卻、脫模；
4.陽螺紋制作；
5.水壓檢驗；
6.噴涂標識、安裝螺紋護套；
7.打包、入庫。
針對工序控制這些環(huán)節(jié)，注重加強崗位技能的培訓。操作熟練程度是一個漸進的過程，所以應該把崗位技能培訓當作一項系統(tǒng)工程，在生產(chǎn)中安排專門人員負責不定期地進行，才能夠不斷提高工人的熟練程度。
以上每一道工序都很重要，從材料準備一直到zui后的成品入庫，只有嚴格控制質量檢驗標準，真正把質量當作企業(yè)的生命，運用多種質量管理手段，如貫徹實施質量管理體系、tqm（全面質量管理）等，才能進一步提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質量。關于生產(chǎn)過程中的具體節(jié)點質量控制，我們將另外撰文加以闡述。
全面質量控制涉及到整個制造過程的所有員工，包括崗位員工、工藝技術人員、設計人員以及采購人員，從人（職工方面）、機（設備條件方面）、料（原為、設計條件等）、法（操作規(guī)程、設計方法）、環(huán)（工作環(huán)境、企業(yè)管理環(huán)境）等五個方面進行控制和分析。
六、工程質量控制
包括搬運和現(xiàn)場安裝、施工、回填、試壓的質量控制。這一環(huán)節(jié)通常容易被忽視，主要是因為部分玻璃鋼企業(yè)對高壓管玻璃鋼管道本身的認識不夠。企業(yè)應該制訂嚴格的貯運和安裝施工規(guī)范，而且要安排專人負責監(jiān)督執(zhí)行，使其真正落到實處。
七、結語
本文簡要介紹了高壓玻璃鋼管道生產(chǎn)的工序過程，并強調了質量控制的重要性。當前高壓玻璃鋼管道的市場已經(jīng)成熟，用戶認知度較高，各企業(yè)在上項目的同時，一定要重視產(chǎn)品設計和質量控制，避免將這一有著良好應用前景的產(chǎn)品毀于人禍。我們愿和有志于推動高壓玻璃鋼管道在油田廣泛應用的有識之士共同努力，為推動我國玻璃鋼高壓管道的發(fā)展盡自己的微薄之力。
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