玻纤增强复合管的研究与应用

连续玻璃纤维（CFRT）增强聚乙烯管作为一种新型的复合管道以其重量轻、强度高、成本低、耐腐蚀、绿色环保等一系列的独特优势，在市政、水利、煤炭、化学、油气等领域等有着巨大的应用前景，因此，近些年相关管道生产企业对连续玻璃纤维增强聚乙烯管复合材料及其工艺研究都进展十分迅速。联冠兆星在玻纤增强复合管方面也增加了研发投入，目前已有产品投入到实际应用中，效果良好。

目前，玻纤预浸、复合、直接缠绕成型增强聚乙烯管工艺（简称CHY工艺）的出现，有效的解决了现行工艺中大直径管熔接不方便、用料太费、成本太高、效率低下等问题，使得大口径连续玻璃纤维增强聚乙烯管大规模使用成为可能。

CHY工艺介绍

CHY工艺与当前最为先进的连续玻纤增强HDPE/PP预浸带的柔性热塑性复合塑料管相比较，在先进性方面主要体现在：

（1）CHY工艺技术水平在国、内外均属领先。工艺技术要点是采用了塑料挤出、纤维预浸、管道缠绕联合一次成型的工艺技术。其中：①增强纤维的在线预浸技术是CHY工艺的专有技术，②将塑料挤出、纤维预浸、管道缠绕三大工艺模块集成在一起，形成联合一次成型的技术也是CHY工艺的专有技术。

（2）采用单丝并排缠绕的工艺与带式缠绕的方式相比较张力控制更加容易，通过合理设计的张力装置能保证每根丝张力一致和恒定，不存在带式缠绕时中央与边缘存在张力差需要精密机构校正的问题。同时，一次性的将热塑性树脂和纤维复合并融合成一个整体结构，比先制带然后将纤维带表面树脂加热再熔化复合的方式熔接的效果更好，保证断面形成整体的增强结构。为了保证纤维带的再加热融合的性能，通常纤维带的厚度设计得比较薄0.2-0.3mm左右。这样如果要达到设计色3-5mm的增强层厚度，需要10层以上的纤维带融合形成。因此，需要使用10台以上的带式缠绕机，设备投资很大，同时多层的熔接对工艺控制的要求非常高，对加热和冷却方式的选择非常严格。而采用CHY的复合纤维丝的复合方式，由于可以往复缠绕，同时单丝的厚度可以达到1-2mm，所以配置一台或者两台缠绕机就可以达到需要的增强层厚度，设备投资比较小。从复合工艺的方面来看，熔融状态的树脂和纤维直接熔接成增强体，不需要使用非常高级的加热装置就可以保证良好的熔接效果。

（3）适应性广：基体材料可选用多种热塑性塑料，如PE、PP、PA等，用于增强的纤维可选用玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等各种高性能纤维。根据基本材料或增强纤维的不同，只需要调整相关工艺参数即可。

（4）调整方便：在生产制造管材时，CHY工艺根据复合管材性能、规格的不同，可以在线方便、灵活的调整三大工艺模块工艺参数，进行调整、组合、匹配，以满足产品的符合性要求。

（5）成本低廉：由于集成了挤出、预浸、缠绕三大工艺，减少了很多中间工艺环节，因此采用CHY工艺技术制造的复合管材，具有能耗低、材料省、效率高的成本优势。

近年来，我国工程建设管道铺设量逐年快速增长，但塑料管材用量仅为20％，市场发展的潜力还很巨大。工程建设中塑料管材将具有美好的市场前景。市政给水管、排水、排污管等市场潜力巨大。

过去十年可以说是中国增强热塑性管道的探索期，孕育期，预期今后十年将是增强热塑性管道的发展期，增长期。

近年我国石油天然气产业对应用RTP很积极。RTP已经越来越多应用于陆地和海上油气田的注水管、集输管等。石油天然气产业特别希望能够把RTP应用到‘长输管道’，认为突破后每年将有数万公里的工程量。同时在矿井输水、盐田输卤、军用输油、海底管道，温泉利用等领域RTP应用的实例越来越多。

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