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柔性增强热塑性塑料复合管(RTP管)简介
柔性增强热塑性塑料复合管(Reinforced Thermoplastic Pipes,简称RTP管),是一种高压塑料复合管道,具有良好的柔韧性、抗腐蚀性、耐高压、耐冲击、耐磨损、重量轻、容易连接、可盘绕、长距离无接头快速铺设等特点,可以很好地克服钢管的腐蚀问题以及塑料管道的耐压问题,可应用在石油、天然气开采,高压长距离输送天燃气以及各种需要较高压力输送介质的管线领域。



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一、RTP管的结构及材质



RTP产品通常由三层构成,内、外层为PE80、PE100以上材料,外层根据需要可选白色(地表铺设防紫外线)或黑色(埋地铺设);中间层为增强材料复合而成的增强带,增强材料可以为芳纶纤维、聚酯纤维或玻璃纤维等高强纤维。

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图 通用RTP管组成示意图




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,可以得到各种不同压力等级、不同性能的RTP管材。


表:RTP管材三层结构用材及工艺

名称

材料

工艺

内管

聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酰胺和聚偏氟乙烯等

挤出成型

增强层

聚乙烯纤维丝带、芳纶纤维丝带、聚酯纤维丝带、聚酰胺纤维丝带、玻璃纤维丝带、碳纤维丝带、金属纤维丝带等

缠绕或编织成型


外保护层

聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酰胺等

挤出成型



与直接采用玻璃纤维或芳纶纤维纱、纤维束缠绕,纤维和树脂之间无法完全的浸润,使得整体结构强度、耐压强度无法充分的发挥出来的RTP管相比,采用连续纤维增强预浸带进行缠绕,带材自身拉伸强度高,且性能更稳定,更均匀,可以使内外壁、芯部增强层完整的融为一体,其各项性能更为优异。


           


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RTP管中用到的连续纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带,目前以芳纶纤维、玻璃纤维增强单向带为主,其他如玄武岩纤维、石英纤维、碳纤维也可使用,要根据应用领域综合考虑设计。


目前,布局RTP管缠绕用热塑性预浸带的企业有:(不完全统计,欢迎补充)


  • SABIC

  • 赢创

  • 塞拉尼斯

  • 浙江胜钢新材料

  • 金发碳纤维

  • 江苏奇一科技

  • 振石华美

  • 浙江遂金

  • 集威新材料

  • 江苏科悦

  • 中集创赢

  • 中广核俊尔

......


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图 预浸带增强RTP管道  摄自中广核俊尔展台


二、RTP管的优点


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。同时由于RTP管的柔性好,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:RTP管材与其他材质管材的性能对比


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三、RTP管的应用


自1995年6月在英国第一次被投入使用后,RTP管作为油气集输管线大量应用于油气田,并作为耐腐蚀和耐高压的长输管道在其他领域迅速推广,如城市管网、天然气输送、化工行业等领域。


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。


注:本文图文素材来源于网络,艾邦高分子编辑整理

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