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复合管道的介绍
前言
众说周知，金属管道的腐蚀已经是一个普遍问题，尤其是在石油行业，不管是陆地油田还是在海底油田，在生产系统中，主要的输油、注水、输气管线腐蚀结垢，表现的相当严重，在一些特殊的区块，一条新铺设的金属管线2-5年就因各种腐蚀而泄露，给油田企业造成很大的损失。腐蚀的主要原因：海水或地下水中盐、碱以及微生物，油田采出介质中的高含水、高矿化度、含砂以及气体中H2S和CO2都会对金属管线产生各种各样的腐蚀，面对这样情况， 目前金属管道也进行防腐措施，如内外喷涂非金属材料、阳极保护，两层PE或三层PE管，但是这些进行了防腐的金属管道，在现场施工拉运、吊装以及敷设过程中有时损伤较重，而且现场防腐补口质量又无法保证等。常常会出现由于防腐层被破坏管线发生泄漏现象，严重的影响正常生产，从跟本上无法解决管道在使用寿命期限不被腐蚀。
解决的办法就是使用防腐性能更好的非金属管道代替金属管道，如目前使用量很大的输气、输水的PE、PVC管道，采暖用的PPR、PERT、PEX、CPVC、PB管道，但是由于受材料性能影响，这些管道的最大的使用压力不会超过2MPa，使用温度在70℃以下，PPR、PERT、CPVC、PB管道目前常用的规格以Φ20、Φ25为主，最大口径不超过Φ110，PEX管虽然使用温度能到90℃，但存在加工工艺、交联和接头连接等问题， PE管道直径超过300mm的管道价格和金属管比较有没有太大的优势，温度不能超过60℃，又不能暴漏在地面上，用量受到很大的影响，PVC管自身的材料特性、温度影响和接头的连接方式，其用量逐年在降低。而油田使用的管道大部分的使用压力都在5MPa以上，温度最高在120℃，以上的非金属管道显然不能满足要求。
如何解决金属管道的腐蚀和非金属管道的承压的问题，目前普遍的方法就是用高强度的金属丝、金带、带孔的金属板或纤维丝、纤维带和非金属材料复合，制成复合管道，经过增强复合后的非金属管道，承压能力都会大幅度提高，而防腐性能和非金属管道能保持一致，是目前解决油田行业或其他行业金属管道存在问题的最佳方案。
复合管的种类
1、 钢骨架复合管
钢骨架复合管的结构特点，增强层采用轴向和径向的钢丝交织一体的笼，然后内层和外层包覆非金属聚合物，一般是PE材料。主要用于输气、输水和其他化学介质，这种管的特点是：小口径使用压力一般能到2-3MPa，大口径和一般的PE管基本一样，规格尺寸和PE管，基本相同，最大的口径可以到1000m左右。这种管和非金属管道比较最大的优点是小口径管提高了压力，可以到3MPa，大口径管同样口径同样压力，可以节约原料，降低成本。它的缺点是使用压力提高的不多，还达不到油田管道使用压力5mpa以上，最大使用温度60℃，管道连接无法进行热熔对接，只能采用电容管件连接，可靠性差，压力稍高的小口径管接头制作困难，属于定尺管，刚性大，柔性小，无法盘园，无法实现连续。

2、 钢板孔复合管
钢板孔复合管结构特点，增强层采用多孔的薄壁金属管，内外层包覆非金属聚合物，一般是PE材料，其压力等级，耐温、优缺点和钢骨架复合管基本一样。

3、 钢丝编织复合管
钢丝编织复合管的结构是，内层是非金属聚合物，中间是钢丝编制的增强层，外层是非金属聚合物，内外层聚合物根据使用温度一般采用，PE、PEX等材料，主要用于油田集输管线，输水、输气管线，其特点是：使用压力10MPa以内，口径在4寸以内，使用温度可达90℃，接头采用机械扣压的金属接头。这种管道的优点，承压和耐温可以达到油田部分管道的要求，尤其是陆地油田集输管线要求，目前在这一块使用较多，管道可盘卷，连续长度可达2000m左右，柔性好，铺设简单可降低施工费用，接头密封好、强度高，管道连接可采用和金属管道一样的连接方式。缺点是还不能满足油田高压管线，如注水管线，高压输气管线，口径限制较大，只能做4寸一下，增加保温层困难，现场保温的效果不是很好，接头连接需要专用设备，维护、维修比金属管困难，对于高粘度，高结腊的原油输送较为困难。
4、 钢丝缠绕复合管
钢丝缠绕复合管结构特点，分三层；内层、钢丝增强层、外层，内层采用耐腐蚀的PE材料，增强层是螺旋缠绕的钢丝，主要用于输水、输气和其他化学介质，其特点是：小口径使用压力一般能到2-3MPa，大口径和一般的PE管基本一样，规格尺寸和PE管基本相同，最大的口径可以到500m左右。这种管和非金属管道比较最大的优点是小口径管提高了压力，可以到3MPa，大口径管，同样口径同样压力，可以节约原料，降低成本。它的缺点是使用压力提高的不多，还达不到油田管道使用压力5mpa以上，最大使用温度60℃，管道连接无法进行热熔对接，只能采用电容管件连接，可靠性差，压力稍高的小口径管接头制作困难，属于定尺管，刚性大，柔性小，无法盘园，无法实现连续。

5、 纤维编制复合管

纤维编制复合管结构，分三层：内衬层、纤维编制增强层、外层，内层和外层可以根据环境温度和输送介质，选用聚合物材料，如PE、PP、PA、PPS等，如作为油田使用，目前用的最多是PP、PA、PPS，增强层采用芳纶纤维或其他纤维，主要用于输送天然气、水、H2S、盐水等，特点是，最大的口径5寸，最大的使用压力7MPa，可盘卷，接头用扣压管件。这种管道优点是，相对其他金属增强复合管重量较轻、容易移动、易铺设，接头连接设备简单，非常适合野外操作，容易维护、维修，铺设简单费用低。缺点是使用口径小，承压不大，使用范围小，作为输油管无法解决管道结蜡问题。
6、 RTP（增强热塑性塑料管）
（1） 纤维带或金属带缠绕复合管
复合管结构，分三层：内衬层、纤维带或金属带增强层、外护套层，内衬层和外护套层主要采PE材料，增强层根据压力需求采用芳纶带或钢丝带，主要用于输送油、气、水，最大的使用压力，用芳纶带增强的RTP管9MPa，用钢丝带增强的RTP管15MPa，使用最高温度65℃，最大的口径6寸，连接管件，低压管采用热熔对接加电熔管件组合，高压管采用金属机械挤压方式，柔性好，可盘卷。此种RTP管的优点，相对其他金属增强复合管重量较轻、容易移动、易铺设，可以明设，特别适合荒凉，沙漠地带铺设。缺点是由于生产工艺限制口径小，限制了使用范围，如果用于输油管无法解决管道结蜡问题。
（2） 纤维丝缠绕复合管
复合管结构，分四层：内衬层、纤维丝、钢带层和外护套层，内衬层和外护套层，根据温度不同采用HDPE、PA等，增强层采用玻璃纤维或芳纶，钢带层采用碳钢材料，主要用途陆地和海底油田输水、输气、输油和其他化学介质，此RTP管的特点，最大的使用压力20MP啊，最大的使用温度90℃，最大的口径12寸，采用特殊浇铸接头。其优点是：耐压高，可满足油田大部分管道要求，使用面广，接头形式牢固，强度高、密封好，重量轻，容易铺设、可大幅度降低施工成本。缺点是增强纤维价格高，管制造成本会较高，大口径管道不能陆地运输，必须用船运，作为海管维修会比较困难。
7、 钢带缠绕复合管
复合管结构，内衬层、钢带增强层、外护套层，内衬层和外护套层，根据温度不同采用HDPE、PA等，增强层采用高强度钢带，主要用途陆地和浅海油田输水、输气、输油和其他化学介质，此复合管的特点，最大的使用压力30MP啊，最大的使用温度90℃，最大的口径6寸，采用专用的机械扣压接头，柔性好，可盘卷，连续长度可达到5000m。其优点是：耐压高，可满足油田大部分管道要求，尤其适用高压注水、注化学药剂和输气管线，目前在陆地海上油田使用良好，得到了用户的认可，接头形式牢固，强度高、密封好，连续长度长，容易铺设、连接接头很少，可降低施工成本，也可降低管道漏点。其缺点是：目前管径还不能做的很大，在陆地油田基本满足要求，但在海上还有一定的局限性，作为输油管线目前还有一定的难度，尤其是粘度较大，含硫较高的原油输送，接头扣压设备比较笨重，在野外施工搬运困难，特别是管道维修方面。
8、 多层增强复合管（海洋软管）
海洋软管是专为海底油田和海上其他行业设计开发研制的一种管线，在国外已经有四十多年的历史，在国内还处在起步阶段，主要为深海和浅海油田开采生产服务，尤其在深海油田的生产系统（FPSO）有着不可替代的作用，主要用途：输油、输水和输气，结构特点是：第一层是骨架层，由螺旋缠绕的互锁钢带组成，主要作用是防止内管压溃；第二层是内管层，通常由聚合物挤出形成，主要作用是为流体输送提供密封环境；第三层是承压、承拉层，由螺旋缠绕的C形、Z形或T形钢组成，主要作用是抵抗径向压力和轴向拉力；第四层是抗压、抗拉层，通常由螺旋缠绕的扁钢组成，主要作用是抵抗径向压力和轴向拉力；第五层是外护套层，通常由聚合物挤出形成，主要作用是保护软管内部结构不受外界环境影响。
海洋软管目前国外能情况是：尺寸1.5〞～20〞，最大设计压力100MPa，最高设计温度130℃，工作海深3000m。海洋软管优点，几乎满足所有海底油田管线的要求，不论是输油、输气和输水，结构复杂，耐压高、耐温高、耐腐蚀，柔软可盘卷，可适应海底何种地形，铺设简单，工期短，关键是大幅度降低了施工费用。缺点，管子生产成本高，价格昂贵，尤其是进口软管，由于结构复杂，生产周期长，目前国内油田用量不大，只是在一些特殊区域使用，一个原因是国外的软管价格昂贵，另一个原因是国内油田基本还在浅海，金属管道基本能满足生产需求，海洋软管的生产场地局限性大，由于运输问题只能选择临海地方。
国内复合软管现状和未来前景
国内生产复合管的企业基本分布在河北、山东、东北、四川、广东等地，其中以钢骨架、钢丝缠绕复合管产量和销售最大，基本上和PE、PVC管的市场区域一样，大都是输水和输气，油田用量很少，钢丝编制复合管虽然应用有近10年历史，用量始终不大，只要应用于个别油田的集输管线，没有进入主流市场。RTP管这项技术引入国内也有近十年历史，生产厂家极少，在市场上也很少见到。钢带缠绕复合管生产技术近几年进入引入国内，目前的已在个别油田开始使用，特别是已经应用到浅海油田，目前的势头不错，主要用于输送天然气、高压注水和化学药剂。纤维缠绕复合管有个别企业在做，应用情况不详。海洋软管目前还是一个空白，但国家已经将此项目列入十二五规划，目前国内已有企业正在开发研制，其他前面介绍的复合管，在国内尚未发现有生产企业。
综上所述，国内复合软管，不论是生产、使用和国外相比较差距很大，尤其是在油田的应用，几乎是空白，原因是多方面的，主要是研发投入不够，生产技术落后，生产产品技术含量低，生产设备、运输设备、施工设备、维修设备、原材料匮乏，产品标准、技术规范，产品评价体系几乎都是空白等等，这些都严重的影响了复合管在国内的发展。当然目前情况也说明复合管在国内市场潜力很大，随着实壁管在应用当中的局限性，相信复合管的前景会越来越好。