柔性增强热塑性塑料管道的发展和市场前景

前言

近年来，建筑、市政、水利、农业和工业等行业市场对塑料管道的需求不断增大，拉动了中国塑料管道行业的高速发展。在提高生产能力和应用量，增加产品种类、扩大应用领域、促进产业科技进步、加强标准化建设等方面，中国塑料管道行业取得了很大的成绩，已成为塑料管道生产和应用大国。

塑料有许多公认的独特优点，但是强度较低是其明显的缺点。因此全塑料管的应用就必然受到限制。利用其他高强度材料和塑料的复合制造增强复合管是国内外一直在努力探索的课题。钢管具有强度高、能应用于高压力范围的优点，但却存在易氧化腐蚀、寿命较短、施工复杂等缺点；塑料管（如PE管）的特点则正好与钢管相反：耐腐蚀、施工简便，但由于强度较低，只能应用于中、低压范围，而且大多不能做成盘管。

为克服塑管和钢管的缺点，各种结构形式的复合管材应运而生。可以制成很长连续盘管的增强热塑性塑料管（RTP）相比于金属管道就具有了独特的优势。RTP管一出现，就受到了相关行业的追捧，同时，RTP复合管道生产工艺先进、成本低、性能优良、施工费用少且技术易配套，为此深受世界各国的普遍重视，欧美、德、法、英、日、俄等国家早在70年代就开始研究RTP复合管的生产技术，目前已经进入工业化生产阶段。

RTP管简介

柔性增强热塑性塑料管简称“RTP管”（ Reinforced Thermoplastic Pipe），是一种柔性、长距、耐高压的增强型绿色环保管材。RTP管是一种高压塑料复合管道， RTP管通常由三层构成，内外层为PE80、PE100、PERT等材料，中间层为增强材料复合而成的增强带，增强材料可以为聚酯纤维、芳纶纤维或钢丝等。

由于RTP管实现了大中口径高压管材成卷包装运输和施工，每卷长度200～2000米不等，相对于以前的中大口径管6～9米直管供货，不仅降低了运输费用，更重要的是使管与管之间的连接接头大大减少了，可靠性大大提高，而施工的速度却提高了数十倍，运输和施工费用降低了约70%，因此RTP管已经在很多国外石油输送及天然气输送领域中大量成功使用。

柔性增强热塑性塑料复合管通常以高密度聚乙烯（HDPE）80级以上的塑料、高强纤维或钢丝绳为主要原料，经过挤出、成型、缠绕、外覆、卷取等工艺，生产出长度达到上千米的高压柔性管材。采用不同的增强层材料及外覆材料，还可以得到各种不同压力等级、不同性能的RTP管材。

RTP管道结构（1、内管；2、增强层；3、外层）

RTP管具有以下优点（不同结构和包覆物料的管材有差异）：

1、耐腐蚀，RTP管内外管壁均具有良好的防腐性能，适用于多种腐蚀性介质及各种腐蚀性环境。

2、耐高压， RTP管具有较高的承压能力。通过选择不同的增强材料，最大压力可达32 MPa，而爆破压力更可高达100 MPa以上。

3、耐温保温，RTP管的使用温度范围宽为-42℃～102℃，可满足大多数场合的温度需求；在温差30℃的情况下，每百米温降不到1℃。

4、输送能力强，RTP管内壁十分光滑，不结垢，不结蜡，流动阻力小，耐磨损，输送能力持久不变，减少了输送管线的维护成本。

5、柔韧性能好，RTP管韧性极高，具有良好的耐冲击性，抗土壤沉降、地震等能力强。安装时可通过蛇型布局进行自然补偿，不需要热补偿装置，从而节约安装成本。

6、施工便捷，RTP管可象电缆一样盘卷铺放施工；拉伸强度高，铺设管道时，长时间最大拉力可达5吨，瞬间最大拉力可达10吨。

7、接头少， RTP管单根长度可达150－400米，因此接头很少，可靠性更高，节约了成本。

8、性价比高，根据德国威肯公司资料显示，与碳钢管道比较，RTP管可节约投资25%以上。

9、使用寿命长，RTP管的常规设计寿命为20年，最高可达50年。

表1，RTP管材与其他材质管材的性能对比

RTP管材的主要应用领域：

1、陆地和浅海的石油、天然气开采（集油管、注水管）和天然气高压输送（直径50mm～400mm，最高压力为25MPa）；

2、海洋石油和天然气开采（跨接管、流通管及上升管）；

3、海底输水管道；

4、矿山和工业中液压传动系统管道；

5、城乡输水管道；

6、旧管线修复工程；

7、消防管道。

国外典型的RTP生产厂家

（1）加拿大“Flexpipe Systems Inc.”公司所生产的商品名为“Flexpipe line pipe (FPLP)”的RTP管，其结构特征是三层复合（HDPE-玻璃纤维增强层-HDPE），经过处理的玻璃纤维缠绕在内管上作为增强层，由于玻璃纤维没有涂覆环氧树脂，因此保留有一定的柔软性。可盘卷长管（长度可达到2100米）。现在提供三个产品系列，压力等级分别达到2.0MPa、 5.2MPa、10.3MPa，目前最高可达17.2MPa。

Flexpipe提供的尺寸是2”, 3”, 4”和6”。标准的管材有一黑色外护套层，提供最少20年的抗紫外线（UV）暴晒保护。作为特殊定货可以提供白色的Flexpipe管材，应用在要求低吸热场合，同样提供最少20年的抗紫外线（UV）保护。主要市场在加拿大和美国的石油、天然气开采业。

（2）美国FIBERSPAR公司的LinePipe管为两层复合（PE-玻璃纤维增强环氧树脂），通常内衬层用HDPE，较高温度用PEX，特殊可用PVDF。制造成可盘卷长管。

FIBERSPAR的LinePipe在北美提供的尺寸范围是在DN65-150mm，压力等级范围在2.1-17.5MPa之间，连续长度最长到2英里(3219m)（取决于尺寸和卷盘的容量），产品主要用于石油、天然气的输送。

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（3）荷兰的“Pipelife Nederland B.V.”所生产的商品名为“SoluForce”的RTP管道，其结构特征是三层复合，即 PE内衬层/芳纶纤维增强带或钢丝增强带/PE外护套层。可盘卷成长管带。其常用规格：直径3、4英寸，最大工作压力2.9-15MPa。该公司产品被应用于石油天然气集聚管道，注水管道。

（4）英国Wellstream的Flexsteel管，三层复合（PE内衬层-钢增强层-PE外护套层），可盘卷长管。产品直径2，3，4，5，6英寸，最大工作压力等级为5.2，6.9，10.3，15.5MPa。

（5）法国Technip-Coflexip公司的RTP-COFLELIFT 管，三层复合（PE内衬层-芳纶纤维或钢丝增强层-PE外护套层），可盘卷长管带。产品直径为3、4、5、6英寸，设计工作压力分别为5.5MPa，4.3MPa，3.7MPa，3.2MPa。

（6）日本MESCO公司，2013年其设立在海外的工厂从金纬采购的RTP管材生产设备，可生产最大口径到315mm的管材设备。

MESCO公司对管道系统详解，部分管路采用RTP管

国内典型的RTP生产厂家

（1）长春高祥特种管道有限公司所开发的钢丝编织增强管，是我国市场上开发比较早，应用也比较成功的增强管道，它基本上模仿橡胶高压管道的原理和增强方法，管壁由三层组成，增强层是由高强度钢丝编织而成，该类型产品已被应用于新疆某盐田输送含盐的卤水（要求抗腐蚀抗磨损），广西某铝矿输送尾矿浆，大连到长山岛跨海输水管道（直径450mm，1.6MPa）等工程。

（2）我国的高压RTP管生产起步较晚，2009年南京晨光欧佩亚复合管工程有限公司从德国“克劳斯玛菲”公司引进我国第一条RTP生产线，成为全球第五个研制生产芳纶增强热塑料复合管（RTP管）的企业。

目前国产的高压RTP管已在陆上油气田，如大庆油田、长庆油田、塔里木油田等使用或试用，主要用于输水管线、注醇管线，以及油气的集输管线，而适用于长输管线以及海上油气田的高端产品目前国内尚在研制中。

RTP管道的发展前景

我国塑料管业对于增强热塑性塑料管RTP一直很积极。多年来经过努力探索，不断发展，已经打开不小的市场。过去几年可以说是中国RTP的探索期、孕育期，预期今后几年将是中国RTP的发展期、增长期。

一方面，RTP的优异特性已被逐步被市场认同，在建筑和市政工程市场继续扩展的同时，不少其他领域的管道用户也在探索应用RTP管。近年我国石油天然气产业对应用RTP很积极，制定了一批相关的标准，已经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应用到天然气长输管道中，是因为每年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都已经有成功应用的实例。

另一方面，国内相关企业通过自主创新，在引进和吸收国外技术的基础上，积累了不少经验。目前， RTP管的生产工艺技术、机械装备、专用材料和铺设施工设备都已初步配套，具备了加快发展增长的基础条件。

此外，我国油气管网建设任重道远，尤其是油气资源西部很多在沙漠，东部很多在沼泽、海滩和海上。可以肯定地预计，我国石油和天然气产业的RTP应用会有较快增长，同时工业各领域对于RTP的需求也有很大的潜力。

（来源：上海金纬机械）

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