增強熱塑性塑料管

經過半個世紀的持續快速發展，全球的塑料管業已經達到了年產約1600萬噸的巨大規模。為了進一步擴大塑料管的市場領域，開拓高新技術產品，近年國內外都在努力探索開發複合熱塑性塑料管。目的是通過結合其他材料創新出性能更理想管道。

複合熱塑性塑料管的品種很多，其中尤以實現‘增強’為主要目標的最多。因為熱塑性塑料的突出缺點是強度和剛度較低。例如，最高等級的HDPE管道專用料PE100的設計應力僅8MPa（可以比較：增強細鋼絲的設計應力約在1000MPa）。因此不增強的熱塑性塑料管所能夠承受的內壓和外壓有限（一般內壓不超過1.6MPa）,而且直徑較大時耗費材料很多。

增強熱塑性塑料管已經有許多不同的種類，其中一大類的主要目標是通過增強達到能夠承受高壓；另一大類的主要目標是通過增強減少熱塑性塑料的消耗和能夠製造更大直徑。本文將集中討論高壓增強熱塑性塑料管。

最早推動高壓增強熱塑性塑料管開發是石油和天然氣產業。石油和天然氣產業是管道的特大用户。過去絕大部分採用的是各種鋼管，最突出的問題是腐蝕。隨着產業的發展和技術的進步，迫切需要突破傳統管道的侷限，尋求技術和經濟性能更好的新型管道。有趣的是，最先開發和實用的是在海上石油和天然氣開採用的撓性管（1967年）。由於撓性管既能保證高強度（抗內壓、抗外壓、抗疲勞和抗衝擊），又抗腐蝕、重量輕、可曲撓、能以很長的盤卷管供應，在海上開採環境下具有非常明顯的競爭優勢。這種高技術高價值的撓性管已經廣泛應用（包括在我國的海上油田中），並且較早就發佈了相關的標準和規範（例如美國石油組織API的規範API 17J、17K、17B；國際標準ISO 13628等）。在撓性管成功的帶動下，適合在陸地和淺海使用，結構相對簡單的增強熱塑性塑料管RTP隨着發展起來（1998年）。近年來各國開發和生產了不少品種的RTP，和撓性管幾乎都採用鋼材增強不同，RTP採用的增強材料種類較多（芳綸纖維、聚脂纖維、鋼絲、鋼帶等）。

雖然高壓增強熱塑性塑料管的主要市場還是在石油和天然氣產業，在其他不少應用領域也已經成功應用，如在天然氣長途輸送管道、海底輸水管道、礦山高壓管道等。

經過多年蓬勃發展後，我國的塑料管產業已經達到年產332萬噸的巨大規模，完成了開創和擴張的初級階段，邁入要從塑料管大國向塑料管強國轉變的新時期。面對日益激烈的競爭，今後只有通過技術創新開拓新市場才能打開新的局面。所以，我們一直在建議國內塑料管業（尤其是領先的企業）不要侷限於傳統的市場領域，注意發展的新機遇。開發高壓增強熱塑性塑料管就是非常值得注意的新機遇之一。

近年在國際上新發展起來的增強熱塑性塑料管RTP具有獨特和顯著的優點：能夠承受很高工作壓力，非常耐腐蝕，同時還保持和HDPE管類似的柔韌性，可以連續長几百米甚至幾千米的盤管供應。在石油天然氣開採，各種高壓輸送管線等領域已經推廣應用，預測發展前景十分廣闊。

RTP通常是三層結構。內層是HDPE等熱塑性塑料，中間層是由芳綸纖維、鋼絲或其他高強度材料構成的增強層，外層是HDPE等熱塑性塑料保護層。基本的生產工藝是先擠出熱塑性塑料內層管，然後正反交錯纏繞芳綸纖維等構成的增強帶，最後再擠出覆蓋熱塑性塑料外保護層。RTP還包括不僅能夠承受高內壓，同時能夠承受高外壓，更多層結構的“撓性管Flexible Pipe（簡稱FP）”。

國內RTP的開發和生產剛起步，深海石油開採等應用的撓性管還依靠進口，這是一個非常值得爭取的新市場機遇。

為了促進我國發展增強熱塑性塑料管，推動我國塑料管業自主創新開發，北京塑料工業協會張玉川先生在多年調研的基礎上編輯了這份“增強熱塑性塑料管RTP技術資料彙編2010”。

本彙編包括四部分。

包括髮表在1998-2008歷屆國際塑料管會議上的報告等9篇文獻，全面介紹了國際上增強熱塑性塑料管技術創新的歷程，系統論述了增強熱塑性塑料管結構設計，材料選擇，製造工藝，連接技術和應用方法的理論分析和實踐經驗。吸收和利用這些成果可以使我國的開發創新從高水平起步。

這部分彙集了國際上生產增強熱塑性塑料管主要企業和產品的資料。包括用芳綸纖維，玻璃纖維，鋼帶等不同增強材料的各種高壓增強熱塑性塑料管RTP和海洋開採油氣用的多層撓性管。這些成功產品的設計和性能可以作為我們開發的重要參考。

發表的三篇論文針對國內開發增強熱塑性塑料管中遇到的問題和出現的爭議提供了分析意見和參考建議。希望可以幫助國內企業在技術創新中擴寬思路，避免挫折。

這部分有國際標準組織 ISO/TS-18226，德國給水和燃氣協會DVGW VP642，美國石油組織API17J，三個標準規範。近年發佈的高壓輸送燃氣用增強熱塑性塑料管ISO標準和DVGW規範是國際上大量試驗研究後的重大成果。掌握這些標準和規範可以幫助我們的增強熱塑性塑料管儘快進入國內外市場。增強熱塑性塑料管領域最早制定系列規範的是API，完整詳細的API 17J是公認的基礎標準。

北京塑料工業協會張玉川先生和中國管道商務網長期合作，在許多領先企事業單位的參與和幫助下，近年一直在組織搜尋、收集、翻譯、介紹、傳播國際塑料管道業的最新發展信息、科技成果和市場經驗，特別注意反映國際最高水平的國際會議資料。此彙編只選取了RTP部分主要的資料，歡迎研究開發增強熱塑性塑料管的企業與編者及中國管道商務網聯繫和交流。編者及中國管道商務網願意盡力做好服務，我們相信增強熱塑性塑料管RTP的發展將為我國塑料管業開拓更廣闊的市場，帶來更繁榮的前景。

謹此向幫助提供資料、參與翻譯、支持和幫助本資料彙編出版的企業與專家表示深切的感謝。