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高性能复合材料在防腐蚀工程中应用 胡良全 北京玻钢院复合材料有限公司，北京，102101 摘要：本文就玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料在防腐蚀工程中的应用情况进行了介 绍，主要有大型复合材料防腐平台、玻璃钢管道、大型容器、双璧油罐、烟气脱硫管道、海上石油钻 井平台、碳纤维系缆、抽油杆、海上运输大型碳纤维油气罐、集输管线等，高性能复合材料具有广阔 的应用前景。 关键词：玻璃钢 ;防腐蚀;碳纤维复合材料;管道;压力容器 2012全国石油和石化行业腐蚀控制与高新涂料及涂装技术应用交流研讨会论文集 价；轻质高强，玻璃钢管的比强度(拉伸强度与密度的比)为钢管的2．5倍，比模量(模量与密度的比) 为钢管的4倍。玻璃钢管道分为：1)按施工方案分：地下埋地管、顶管、牵拉管、地下管道、水下 管、深土管；2)按使用功能分：引水管、供水管、排污管、化工管、输油管、井壁抽水管、高压管、 循环水管、玻璃钢电缆导管；3)按管道材料分：玻璃钢加砂管、纯玻璃钢管、HOBAS管、连续缠绕 管、环氧高压管、聚酯高压管、玻璃钢复合管。 玻璃钢管道在国外已得到广泛使用，如中东地区的输水及输油管道全部采用玻璃钢，在日本大 口径的输液管以及与水相关的管道已占N25％。目前国内玻璃钢管应用不多。如图2美国未来公司 DN4000玻璃钢加砂输水管，图3国内海水淡化工程复合材料管道。 图2 DN4000玻璃钢加砂输水管 图3海水淡化工程用玻璃钢管道 我国的高压玻璃钢管道开始于1995年，首次应用高压玻璃钢管的是胜利油田的两条直径50mm、 工作压力为16MPa的高压注水玻璃钢管线，至今运行正常。目前油田采出污水对钢管道的平均腐蚀速 度为每年1一1．7mm，一条新建的有涂料内衬外加玻璃布涂沥青的加强防腐管道，投产半年即开始穿 孔，3km长的油气混输管道，平均一年更新一次，年更换油管的数量几乎占新建油管总量的I／3，全 球每年因腐蚀导致的损失达亿万美元。玻璃钢高压管道是解决这一难题的重要途径，国外玻璃钢高 压管道使用15年后的管道强度保留率为85％，使用25年后强度保留率为75％，寿命却至少高达35年以 上，美国60年代安装的玻璃钢管线至今已超过40年，目前仍正常运行。国内高压玻璃钢管道制造企 业已紧紧跟上，山东海洋、中复连众、大庆汉威等，大量进入国内油田市场，并出口海外。 2．3玻璃钢大型容器 各类大型石油、化工容器、地下贮罐、脱硫环保塔器及其容器，由于腐蚀问题，贮藏设施所引 起的泄漏事故逐年增加，其中腐蚀恶化的原因造成的事故占了30％，这几乎都是由于埋设在地下的设 施所引起的。美国的研究报告表明：地下油罐泄漏对饮用水的污染将成为世界若干年内最大的环境 危机。 玻璃纤维缠绕大型容器主要包括：超大型贮罐：超大型脱硫塔，地下贮罐，玻璃纤维缠绕大型 容器正在朝着超大型结构发展。如国内已生产出5000立方的超大型贮罐、15米直径的超大型脱硫塔。 目前，美国、加拿大有50％以上的地下油罐采用玻璃钢，其余大部为玻璃钢／钢夹克罐。从1960年至今， 在全美安装了40多万个玻璃钢地下油罐。继美国之后，欧洲各国普遍采用双壁油罐，亚洲的新加坡、 澳大利亚、新西兰、日本，使用时间超过15年；马来西亚、印度、韩国，以及香港和台湾等国和地区 也开始使用。 图4玻璃纤维缠绕超大型贮罐 32 2012全国石油和石化行业腐蚀控制与高新涂料及涂装技术应用交流研讨会论文集 图5双壁钢一玻璃钢油罐 2．4烟气脱硫管道 基于对湿法烟气脱硫系统及设备防腐蚀材料30多年的持续调研，美国电力研究院(EPRI)、国 际能源署(IEA)等均将脱硫后烟气的腐蚀性确定为“强”腐蚀等级。美国材料试验协会(ASTM)也 自1970年代起即制定、颁布了玻璃钢烟囱规范，用于指导玻璃钢烟囱的设计、制造、安装及使用， 并且及时将玻璃钢新技术通过规范修订的方式反映出来。美国政府能源部矿物燃料办公室据此于 1999年推出了DOE／FE_0400号燃煤电厂推荐性设计方案 《MARKET—BASEDADVANCEDCOAl．POWERSYSTEMSFINAL． 图6排烟冷却塔的玻璃钢