浅谈钢骨架塑料复合管在油田上的应用

浅谈钢骨架塑料复合管在油田上的应用

摘要：管道输送是一种经济、安全的运输方式，在石油、天然气、电力、煤炭、化工以及城市供水等各领域都得到广泛的应用。针对各种气体、液体以及固液体混合体的输送，一种融合了传统金属管材和非金属管材优点的、具有理想强度与优良耐蚀性能的新材料钢骨架塑料复合管应运而生。它在机械强度、耐腐蚀、耐热等方面具有卓越的性能。本文通过介绍钢骨架塑料复合管结构、性能及应用，说明钢骨架塑料复合管在油田等多领域广阔的应用前景。

关键词：钢骨架塑料复合管性能应用

一、钢骨架塑料复合管结构

钢骨架聚乙烯塑料复合管结构类似于钢筋混凝土，是以低碳钢丝为增强相，高密度聚乙烯为基体，通过对钢丝点焊成网与塑料挤出填注同步进行，在生产线上连续挤出成型的新型双面防腐压力管道。这种结构使它既可以像金属管道一样具备较高的承压能力，又可以像塑料管一样抵御外界环境侵蚀，提高管材的抗腐蚀能力。

二、钢骨架塑料复合管的优越性能

1.绝热性能好，耐温性能优越

钢骨架塑料复合管的基体材料是聚乙烯，聚乙烯的导热系数为0.43W/（m·℃），是钢材导热系数的几十分之一，在温降没有特殊要求的情况下可不做保温处理。且由于复合管强度的2/3是由钢骨架来承担，所以它的强度随温度的提高而降低的程度低于任何一种纯塑料管材。当温度升高时，塑料的强度有所下降，但钢丝的强度基本上不会有什么变化，由此，随着温度的升高，钢骨架聚乙烯塑料复合管的承压能力也有一定的下降，但其受温度影响的程度会大大低于纯塑料管道。CJ/T123-2004行业标准《给水用钢骨架聚乙烯塑料复合管》中规定了温度折减系数。当温度为0℃-20℃以内时，钢骨架公称压力的折减系数为1。当温度升至70℃-80℃时，折减系数仅为0.6。为此，我们还通过不同温度下大量管材静液压及爆破试验，对管材的耐温性进行试验。实验数据证明每升高l0摄氏度，复合管的强度降低低于4%。

2.内壁光滑，不易结垢

钢骨架塑料复合管内壁保持了塑料管表面光滑不易结垢的特点，即使输送介质中有微生物、细菌等的代谢产物，或者蜡、垢的结出，也难以附着。内壁绝对粗糙度为0.01mm，摩擦阻力系数极小。并且在使用年限内不会随时间改变，在重力流量系统中，达到相同的流量要求所需HDPE管内径比其他衬套管内径要小，从而降低了输送介质的能耗。

3.施工方便，连接可靠

钢骨架塑料复合管的密度约为钢管的40%，管材重量轻，现场安装时中小口径管道不需起重设备，省时省力。对于无突变起伏的凸凹地形，中小口径管材可不用弯头，随地形走势铺设，一方面减少了弯头的数量，另一方面对管沟的要求远比钢管低。因此，钢骨架塑料复合管的施工更为简便，费用更低。钢骨架塑料复合管采用安全可靠的电热熔连接方式，接口拉伸强度和爆破强度均高于管材本体，与设备、阀门等部件的法兰连接方式相比，安全可靠，维修方便。如果在使用或施工中万一出现小的破孔，可用塑料焊枪以相同的塑料焊条进行补焊。修补时应先将小孔扩开至钢丝使其外露，再进行补焊。若破口较大，可用便携式专用锯切除损坏的管道、管件，截口处暴露的钢丝应进行手工塑料热堆焊，维修过程中不用动明火，特别适用于类似联合站等对方或要求特别高的单位施工。

4.规格齐全，性价比高

钢骨架塑料复合管规格多样，管件齐全。同规格、同长度的钢骨架塑料复合管一次性投入费用与防腐钢管和玻璃钢管相当，但使用时间高达50年，经济适用性能良好。

三、钢骨架塑料复合管的应用及使用效果验证

1.钢骨架广泛的应用范围

由于钢骨架塑料复合管兼备了塑料管的重量轻、防腐蚀、绝缘、不结垢及钢管的刚性、耐温性、抗蠕变性等优点，可广泛应用于石油、天然气、化工、煤炭、火力发电及市政建设等许多领域。

1.1钢骨架管应用到城市燃气管网，既解决了钢管的防腐问题，又解决了PE 管易破坏、示踪性差、难检测等问题，尤其高中压长距离、大流量输送的燃气管道，具有很大的优势和较高的性价比。

1.2市政工程和建筑用管道市场。钢骨架塑料复合管道与传统的铸铁管、镀锌管道、水泥管道等相比具有许多优点，特别是作为供水管，不对饮用水造成污染，作为排水管，不泄露污水。

1.3煤炭、冶金等其他市场。钢骨架塑料管可广泛应用在火力发电厂的粉煤灰、灰渣和煤粉的输送，钢铁行业的铁矿、尾矿及铁精矿粉的输送，造纸厂纸浆的输送，以及纤维板厂维浆料的输送等领域。

1.4油气田管道市场。有天集输管道中大量的水和某些腐蚀性的物质，使钢质管的使用寿命只有几年，而使用钢骨架塑料复合管输送油水混合物、油水砂混合物、油水田污水、驱油聚合物等，可大大延长管道使用寿命。现有的输送天然气、液化石油气等燃气管道大多采用外表面加上起防腐和保温作用的保护层的钢

管，普遍存在外泄问题。钢骨架塑料复合管能弥补这些方面的不足，更可靠、更安全。

2.钢骨架使用效果验证

大庆油田采油七厂某段集油管线改用高密度聚乙烯钢骨架塑料复合管代替传统的黄夹克保温管进行试验。该段全长700m，其中计量间的20m和中转站端的18m采用传统的DN150钢管，但没有采取保温措施。其余的662m均采用DN125的钢骨架塑料复合管。管道施工结束后，我们对该段进行试验。试验介质为中转站的含油水，温度为70度，试验压力1.6MPa。经过24小时稳压后，我们测得该段管线内回压基本保持不变，但钢骨架塑料复合管的截面积仅为钢管的70%。由此可以说明钢骨架塑料复合管由于内壁光滑，流体阻力比钢管要小很多，输送能耗低。同时，我们分别对复合管段以及钢管段的散热损失进行了检测。通过检测数据测得复合管的散热损失约为钢管的1/3，进一步验证了复合管的保温性能。试验结束时为了进一步搞清钢骨架塑料复合管内壁结蜡情况，我们对现场管线进行局部拆卸，擦摸管内壁结蜡情况。复合管内壁极光滑，无沉积杂物和结蜡现象，但内壁四周有原油附着，轻轻一擦便可见内壁了。钢管内壁顶部粘有蜡、油泥等的混合物，且较坚硬，显而易见，钢骨架塑料复合管在内壁不结蜡方面亦优于钢管。

钢骨架塑料复合管具有优异的双面抗腐蚀性能，管壁光滑，管道阻力小，泵的能耗低，表面不易结垢，导热系数低，散热损失少，使用年限长，维修费用很低。从管道的运行费用考虑，其经济效果也明显优于其他管道。

四、结语

近年来，钢骨架塑料复合管应用范围越来越广泛，它具有其他一些管材无法比拟的优越性，克服了钢管不耐腐蚀、玻璃钢管施工条件苛刻，易老化等缺陷。通过在油田含油污水外输、天然气管道输送等工程的成功应用，再次证明钢骨架塑料复合管无可比拟的综合性能和较好的性价比，适用于油田各种有腐蚀性和有一定压力要求介质的输送，值得在油田及全国大力推广应用。

参考文献

[1] 母海滨.陈建全.周炯. 钢骨架塑料复合管特性[J]. 硫磷设计. 1999.2.

[2] 曾幸怡. 钢骨架塑料复合管的工艺及应用[J]. 广东建材. 2011.8.