本文節選自 《壓力管道設計及工程實例(二版) 第4章》

　　一、  非金屬管

　　1.      工程塑料管道

　　工程塑料管道具有比金屬輕、有一定機械強度、優良的耐腐蝕性能和加工性能(可機械加工、熱成型和焊接)等特性。

　　1）         PVC（Polyvinyl Chloride聚氯乙烯）

　　PVC具有良好的耐腐蝕性能、機加工性能、力學性能。在石油化工方面，PVC管主要用于輸送某些腐蝕性流體，不宜用于輸送可燃、劇毒和含有固體顆粒的流體。

　　有較好的耐溶劑性和化學穩定性，耐石油、汽油、丙烷、丁烷等烷烴類的腐蝕和溶解，對一般無機酸、有機酸、堿類和醇類均耐蝕。但氯代烷烴、酮類、醚類、芳烴類等溶劑，對它有很大的溶脹性，強氧化劑可和它起作用。

　　PVC有很大的溶脹性，強氧化劑可和它起作用，有很好的加工性能，可機加工、熱成型和焊接，還有較好的耐溶劑性和化學穩定性，耐石油、汽油、丙烷、丁烷等烷烴類的腐蝕和溶解，對一般無機酸、有機酸、堿類和醇類均耐蝕。但氯代烷烴、酮類、醚類、芳烴類等溶劑。

　　PVC管材規格已經標準化：ф8～200，另又增加ф250、ф300、ф350、ф400。有帶承插口三通及90°肘形彎頭；帶絲扣的三通及90°彎頭；平口90°彎頭；平口異徑三通；帶凸緣、帶螺紋接管及接管螺帽；閥門有隔膜閥DN65、DN80；45°角形截止閥DN25、DN30、DN40、DN50。

　　根據使用情況，PVC管可分為0.5、0.6、1.0和1.6MPa四個壓力等級；PVC管適用溫度范圍為-15℃～60℃，下限溫度使用時容易開裂，高于上限溫度使用時軟化。

　　PVC管一般分為輕型管和重型管兩種。硬聚氯乙烯管可用于真空度<740mmHg的管道：常溫下，硬聚氯乙烯管的使用壓力如下：

    輕型管≤0.6MPa

　　重型管≤1.0Pa

　　采用承插粘接連接方式的擠壓成型的硬聚氯乙烯管的使用壓力較高。硬聚氯乙烯的熱變形溫度為73.8℃，它的線脹系數比較大，約為鋼的7倍，而彈性模量較小。硬聚氯乙烯管的聚氯乙烯單體含量及穩定劑中的鉛、鎘等有害物質超過標準時對環境和人身健康有害。

　　2）         PP（Polypropylene 聚丙烯）

　　PP比水輕。熔化溫度為165±5℃，推薦使用溫度小于120℃。低溫性能比PVC還差。線脹系數常溫下比PVC大一倍。熱收縮率比PVC小。傳熱性很差(添加石墨可改善導熱性能)。短時抗拉強度為30～38MPa，隨溫度升高而下降。彈性模量不到PVC的一半。抗沖擊強度不高。延伸率20℃下為12％。長期抗拉強度較低，其蠕變現象比PVC更嚴重，其蠕變極限為16 MPa

　　PP管道具有優良的耐化學藥品性．對于有機酸、堿或鹽類溶液(氧化性除外)幾乎溫度高到100℃而無破壞。例如在100℃以下的濃磷酸、40％硫酸、濃鹽酸及鹽類溶液中均可使用。但對于發煙硫酸、濃硝酸和氯磺酸等強氧化性酸，即使在室溫下也不能使用。對于含有活性氯的次氛酸鹽，過氧化氫以及格酸等氧化性介質，也只能用于低濃度和低溫度的情況。對于羧酸(濃酗酸與丙酸除外)仍行較好的耐蝕性。酚避、酮類等介質對其無溶脹作用。烷烴持別是鹵代烴則能引起熔脹。溫度在80℃以上時，芳香烴對其有溶解作用。在100℃以下時，乙醇、乙二醇、丙三醇都可使用。

　　PP有很好的加工性能，它可以機加工、熱成型、焊接和消除應力退火處理。PP管道一般用于化學工業。

　　3）         UPVC

　　UPVC是一種以聚氯乙烯為主體的特級增強聚氯乙烯。日前，UPVC塑料制管，管件和塑料制閥門已廣泛使用。

表4.5.10  UPVC塑料管、管件和閥門應用情況

　　4）         ABS

　　ABS (丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物)塑料，在國內防腐蝕領域內開始得到應用。

　　5）         聚乙烯（Polyethylene）

　　聚乙烯管由高、低壓聚乙烯粒狀料擠壓成型。它具有良好的耐腐蝕、耐溶劑性能、介電性好、吸水性小、無毒、質輕，可供輸送腐蝕性液體用，也可用于埋地輸送燃氣。

　　低壓聚乙烯管材承受壓力：重型管不超過1MPa，輕型管不超過0.5 MPa，高壓聚乙烯重型管不超過0.6MPa，輕型管不超過O.3 MPa。使用溫度：-20～60℃。

　　2.          不透性石墨（Impermeable Graphite）

　　不透性石墨有浸漬石墨、壓制石墨和澆注石墨三大類，都是用人造石墨和合成材脂等制成的導熱耐蝕材料。不透性石墨膨脹系數小，導熱系數高，機械強度不高，沖擊韌性很低，其突出的特點是對許多腐蝕介質具有優良的耐蝕性。

　　酚醛樹脂浸漬石墨管可用于180℃以下的鹽酸、硫酸、磷酸、醋酸、氯代醇、芳香族烴、脂防族烴等介質。但不耐強氧化劑和堿。改性酚醛樹脂浸漬的石墨管道既耐酸又耐堿。呋喃樹脂浸漬的石墨管道耐酸、堿、鹽和有機溶劑。

　　壓制的石墨塑料管耐所有濃度的鹽酸和70％以下的硫酸，特別適合于制造需要耐溫降的而且又耐蝕的輸送管道．但需要鎧裝．以免撞碎或壓碎。澆注石墨的化學穩定性與浸漬類石墨相似。

　　用浸漬石墨管或擠壓成型的石墨塑料管作輸送管道，輸送腐蝕性流體，在合成氯化氫、鹽酸生產和有機氯化物等的生產中均已得到廣泛的應用并取得良好的效果。它是一種脆性材料．抗沖擊強度比較低，在安裝使用時要防止沖擊和振動。輸送較高壓力的介質時可用套管鎧裝的形式并用膠合劑將它攘在鋼管中。輸送較高溫度的介質或氣溫變化比較大時，管線會伸長或收縮，故在安裝時要增設膨脹節。

　　石墨管線可用法蘭連接、螺紋連接、對接(外纏樹脂浸漬過的玻璃布加強)或用短的套管膠接的方法進行連接，要放置在支架上，防止變形或受外力作用而斷裂，最好全部用玻璃布增強，浸漬玻璃布用的浸漬劑，推存采用環氧樹脂。

　　標準的石墨管尺寸(外徑x內徑x長)如下：

　　29×19×200～4000，32x 22x 2000～4000，38×25×2000～4000，5l× 38×2000～4000、68×51×2000～4000，86×64×2000～4000，102×76×2000～4000，133×102×2000～4000，159×127×2000～4000，190×152×2000～4000， 254×203×2000～4000，330×254×2000～4000。共12種。

　　用浸漬石墨制造的管件有：如90°彎頭、45°彎頭、三通、四通、管接頭、螺紋管接頭、管凸緣、管帽(蓋)、裝配塞、塞子。

　　澆注類不透性石墨產品有管子、彎頭、三通等。內徑為25mm的管子，其爆破強度為2.5MPa，三通爆破強度為2.0MPa，彎頭的滲透壓力為1.2～1.5MPa。

　　3.          玻璃管（Glass Pipe）

　　玻璃管道具有化學穩定性高、透明、光滑、耐磨、價廉等許多金屬材料不能比擬的特點。它除了氫氟酸、氟破酸、熱磷酸及強堿外，能耐任何化學介質的腐蝕，因此常用于極苛刻的腐蝕環境。主要有硼硅玻瑚、無硼低堿玻璃、耐高溫的硼—硅酸鹽玻璃及石英玻璃。

　　4.          陶瓷管（Stoneware Pipe）

　　化工陶瓷管道具有良好的耐腐蝕性能，足夠的不透性，耐熱性和一定的機械強度，因此在工業生產特別是化工生產中的應用日益增多。化工陶瓷管可分為耐酸管、耐溫管和瓷管三種。除氫氟酸、氟硅酸和強堿外，它能耐大多數化工介質的腐蝕。陶瓷管道一般用于不承壓的場合，推薦使用溫度：耐酸管不大于90℃，耐溫管不大于150℃，瓷管不大于120℃。

　　5.          玻璃鋼管（Glass Fibre Reinforced Plastic Pipe）（FRP管）

　　玻璃鋼又稱為玻璃纖維增強塑料，是以玻璃纖維及其制品(玻璃布、玻璃帶、玻璃氈)為增強材料，以合成樹脂為粘結劑，經過一定的成型工藝制作而成。它集中了玻璃纖維和合成樹脂的優點，具有輕質、高強、耐溫、耐腐蝕、電絕緣、隔熱等優異性能，在工業應用上日趨廣泛，已有定型產品。

　　玻璃鋼管（FRP管）一般分為以下四種：

　　1）         FRP-W型

　　FRP-W型管采用雙酚A型不飽和聚脂樹脂為基材，內襯表面氈，以中堿玻璃纖維織物為骨料。FRP-W型管專用于輸送海水、淡水、污水和循環冷卻水。

　　2）         FRP-R型

　　FRP-R型管以不飽和聚脂為基材，以中堿玻璃纖維織物為骨料，專用于通風管道。

　　3）         FRP-F型

　　FRP-F型管一般以環氧樹脂為基材，內襯有機表面氈形成富樹脂的抗滲層、以中堿玻璃纖維織物為骨料。用于輸送石油化工生產中腐蝕性的介質。

　　4）         FRP-H型

　　FRP-H型管采用“F”型改性環氧樹脂、優質玻璃纖維表面氈，內襯中堿玻璃纖維織物為骨料，管外涂防老化層。專用于輸送溫度≤120℃嚴重腐蝕的介質管道。

　　6.          自應力鋼筋混凝土壓力管

　　有平口式管和承插式管兩種、已成功地用于輸送水、煤氣和熱電廠粉煤灰等。它與鑄鐵管相比、有下列優點：①剛久性好。據介紹，這種管道在地下可使用80年以上。⑦不導電。能避免雜散電流對管線的腐蝕。③熱導率低。外界溫度變化對管內影響小。④長期輸水內表面不長銹瘤、通水能力不變。⑤有裂縫閉合和愈合之能力。若出現寬度小于0.25mm裂紋，在自壓應力作用下能閉合，通常仍可作壓力為0.6MPa以內的輸水管使用。⑥鋪設簡便。⑦接頭密封性好，使用可靠。⑧價格便宜。

　　缺點是：①白重大；⑦性脆、易斷；②當輸送含有面體顆粒的介質時，耐磨性不及鑄鐵管。

　　二、  襯里管（Lined Pipe）

　　襯里管的目的是防腐、電絕緣、減少流體阻力、增加耐磨性能、防止金屬離子的混入和污染。

　　所謂襯里是指根據使用介質和工況的不同，在光管里面或外面粘敷不同的材料和涂塑。襯里管的制作多采用粘敷、噴涂、鑲嵌、真空注塑的方法，還有一種是通過冷拔形成外管為鋼管內管為塑料管的鋼塑復合管的方法。

　　1.   鋼襯橡膠管道

　　橡膠是一種良好的耐酸又耐堿的非金屬防腐蝕材料，特別對氫氟酸有很好的耐蝕性。

　　橡破分天然橡破和合成橡膠二大類。用于化工防腐蝕襯里，以天然橡膠為多．經過硫化處理而成，具有一定的耐熱性能、機械強度和耐蝕性能。它可分為軟橡膠、半硬橡膠和硬橡膠三種。

表4.5.12

　　橡膠襯里層的選擇原則，主要應考慮腐蝕介質的特性、操作條件及具體施工的可能性：

　　1）  介質腐蝕性強，但溫度變化不大，元機械振動的管道、管件，宜用1～2層硬橡膠，總厚度約為3～6mm。

　　2）  對于腐蝕性氣體，為了避免氣體的擴散滲透作用，用二層硬橡膠襯里為宜。

　　3）  凡介質含有固體懸浮物，需考慮耐磨性時，可采用厚2mm硬橡膠作底層，再襯貼所需厚度軟橡膠作面層。

　　4）  管道、設備外表面可能經受撞擊時，可采用軟橡膠作底層，半硬橡膠作面層。

　　5）  在真空條件下，一般不采用軟橡膠作底層。

　　6）  在有劇烈振動的場合，不能使用橡膠襯里。

　　7）  在同一管件、設備上，不能同時用硫化條件不同的二種硬橡膠或軟橡膠進行橡膠襯里。

　　橡膠襯里管道的使用范圍：

　　（1） 使用溫度

　　硬橡膠襯里長期使用溫度為0～65℃，短時間加熱允許提高至80℃；半硬橡膠、軟橡膠及硬橡膠復合襯里的使用溫度為-25～75℃，軟橡膠襯里短時間加熱允許提高至100℃。

　　根據目前資源，天然橡膠、順丁橡膠、丁基橡膠等作軟橡膠襯里，使用溫度約為-60～+65℃；丁腈膠、丁苯膠、乙丙膠等也可在-30～+50℃的情況下作襯里使用。

　　橡膠的使用壽命與使用溫度有關，溫度過高，會加速橡膠的老化，破壞橡膠與金屬間的結合力，導致脫落：溫度過低，橡膠會失去彈性(橡膠的膨脹系數比金屬大三倍)。由于兩種基材收縮不一，導致應力集中而拉裂橡膠層。由于軟橡膠的彈性比硬橡膠好，故它的耐寒性亦較好。

　　（2） 使用壓力

　　  一般用于壓力低于0.6MPa，真空度不大于80kPa。橡膠襯里的管件有彎頭、三通、四通等。襯膠管子與管件均應用焊接法蘭連接。

　　2.   鋼襯玻璃管道

　　鋼襯玻璃管道是鋼管、管件與玻璃的復合體，系將熔融的玻璃以吹制法襯在經過焙燒預熱的碳鋼管或管件內壁，使玻璃牢固地粘附在管子、管件的內壁上，并處于一定的壓縮狀態。除吹制法外，尚有膨脹法及噴涂法。

　　吹制襯玻璃管道使用溫度為0～150℃，使用壓力小于等于0.6MPa，冷沖擊△T80℃，熱沖擊△T120℃，使用介質與玻璃管道相同。

　　應用實例有稀硫酸(100℃)管線，EDTA輸送管線，苯烴液化介質(HCl，105℃)，橡膠膠漿輸送管線(易堵)等。

　　3.   搪玻璃管道

　　搪玻璃系由非金屬無機物質以搪燒的方法施涂在金屬底材上面形成的一種玻璃狀瓷層（通常稱其為瓷袖層)與金屬緊密結合的復合材料。

　　搪玻璃管道標準(HG/T2130-91)。搪玻璃管道瓷釉厚度一般為0.8～1.5mm，它能耐大多數無機酸、有機酸、有機溶劑等介質的腐蝕，特別是對常溫鹽酸、硝酸、王水等介質，具有優良的耐蝕性，也因其表現光滑而用于要求不掛料的化工生產中。耐磨性和電絕緣性也很好。

　　搪瓷管道的使用溫度一般在-30～250℃，受壓管道一般在0～180℃，冷沖擊應小于llO℃，熱沖擊應小于120℃。使用壓力≤0.3MPa。

　　4.   塑料襯里管道

　　鋼管內襯聚乙烯或聚丙烯的產品，國內已有生產和應用。但最有實用意義的還是鋼管內襯氟塑料。氟塑料是各種含氟塑料的總稱，應用較多的品種有聚四氟乙烯(PTFE或F4)、可熔性聚四氟乙烯(PFA)、聚全氟乙丙烯(FEP或F46)、聚三氟氯乙烯(PCTFE或F3)等。

　　氟塑料具有高度的化學穩定性和耐高低溫性能。F4襯里管道已在各種工業部門得到成功的應用，經常接觸到的介質有鹽酸、硫酸、硝酸、王水、氫氟酸、多種有機酸、強氧化劑和多種有機溶劑。已使用過的最高溫度為220℃，最高工作壓力0.8MPa。

　　5.   硬質聚氨酯泡沫塑料包覆管道

　　硬質聚氨酯泡沫塑料具有密度小、強度高、絕熱、吸水率低、耐蝕自熄等待點，作為石油化工朝油輸熱水管道的外包覆材料(既絕熱又防腐)，已得到廣泛應用。

　　聚氨酯硬質泡沫塑料是以多元羧基化合物和異氰酸5S為主要原料，在催化劑、發泡劑的作用下，經加工聚合發泡而成。硬質聚氨酯泡沫塑料包覆管及夾克管已成功地用于輸油管、熱力管數百公里。

　　6.   防腐帶材

　　用于管道外壁防腐，抗沖擊，抗剝離，無污染，操作安全，施工簡便，可手工作業，也可機械施工。主要品種有：聚乙烯膠帶、聚酯礦脂帶、玻璃纖維改性石油瀝青卷材。

當當網購買網址：http://product.dangdang.com/23056902.html