摘　要：玻璃鋼管以材質輕， 內壁光滑，耐腐蝕等優點廣泛應用于石油行業中。隨著國內各油田的開采相繼進入中后期，腐蝕問題日益突出，對中、高壓玻璃鋼管的需求量不斷增加。我國油田系統每年玻璃鋼管的總需求量達6000 km以上，工程投資達9億元。新形勢下，油田生產對管道性能的要求更高，玻璃鋼管的大口徑、耐高壓、長距離、信息化以及適應海洋、沼澤等惡劣環境已成為必然的趨勢。玻璃鋼管在工藝、材料、信息智能化和管理等方面還需作進一步的研究。
關鍵詞：玻璃鋼管；性能；應用狀況；發展趨勢

　　玻璃鋼(Fiberglass Reinforced Plastics縮寫為FRP)是用不飽和樹脂、環氧樹脂等復合而成的增強材料，國際上統稱為玻璃纖維增強塑料。玻璃鋼管以耐腐蝕、材質輕、內表面光滑、技術經濟效益好等優點廣泛應用于石油行業中的油氣集輸及注水管線。我國各油田對玻璃鋼管的需求量在迅速增加，玻璃鋼管道的生產與性能改善的研究正處在前所未有的熱潮中。

1　國外的情況

　　20世紀50年代，美國次將手糊的聚酯玻璃鋼管用于油田的油氣集輸管線。20世紀60年代初期，史密斯玻璃纖維公司在Crane Country油田試驗的玻璃鋼埋地管線運行了25年，且還有很多年的剩余使用壽命。1990年，殼牌公司使用玻璃鋼管長度超過600 km，其陸上油田的使用情況見表1。截至2005年初，美國在油田領域已累計應用玻璃鋼管達百萬公里，并且以每年5％～10％的速度遞增。
　　歐美等發達應用玻璃鋼管的技術比較成熟。美、日等技術強國已開始工業化生產先進的復合材料(ACM)，并正在研發機械性能、阻熱性能、耐腐蝕性能等更加優越的復合材料。

2　國內的情況

　　我國于20世紀70年代開始應用玻璃鋼管。據粗略統計，“八五” 前后我國應用玻璃鋼管約302.2 km，管材投資約1.3億元。1991年，勝利油田共累計使用玻璃鋼管148.74 km；1991～1994年，大慶油田使用玻璃鋼管約27.6 km；1995年，四川石油管理局磨溪氣田應用玻璃鋼管約7 km；截至2007年，吉林油田累計應用玻璃鋼管超過2773 km；西南油氣田分公司應用玻璃鋼管也達到了765.443 km。
　　隨著國內各油田的開采相繼進入中后期，腐蝕問題日益突出，對中、高壓玻璃鋼管的需求量不斷增加。據統計，遼河油田每年需求高壓玻璃鋼注水管600 km以上；勝利油田每年需求高壓玻璃鋼注水管1000km以上；大港、中原、長慶等油田對高壓玻璃鋼管的需求量也在逐年增加。我國油田系統每年玻璃鋼管的總需求量達6000 km以上，工程投資達9億元。另外，井下玻璃鋼油(套)管的市場需求量更大，市場潛力巨大。據預測，2010―2020年是玻璃鋼管的使用高峰期。

3　國內典型工程概況

　　(1)勝利油田孤東采油廠。2001年以前，勝利油田孤東采油廠采用不銹鋼或鎳磷鍍管輸送聚合物溶液，不僅投資高，而且鎳磷鍍管處理工藝復雜，加工成本高，磷鍍層易脫落。2001年開始應用玻璃鋼管，應用結果表明該種管道故障少，施工維修便捷，維修費用比鋼管低20％以上。2004年，在投產的孤東二區注聚工程中有20口注聚并采用了玻璃鋼管，兩年來，僅發生故障2井次，維修費用約0.6萬元。而在同一個工程中用相同數量的金屬管線，共發生管線穿孔故障30井次，維修費用約3萬元。據了解，玻璃鋼管在重復使用6、7次后性能依然較高，且壓力損失比普通鋼管小得多。
　　(2)四川磨溪氣田。通過對磨溪氣田輸送管道腐蝕規律的研究發現，玻璃鋼管的強度和抗擠壓性能較差，但耐腐蝕性能較好。對比其他幾種油管的現場試驗，玻璃鋼管的使用效果較理想，而且成本也較低，見表2。

4　性能特點

　　(1)保溫性好。玻璃鋼管的熱傳導系數只是鋼管的0.4％，是不銹鋼管的30％，且不需外加保溫層。因此減少了運行成本，降低了原油中的石蠟沉淀。
　　(2)內表面光潔度高。玻璃鋼管內壁絕對粗糙度只有0.0053 mm，遠小于金屬管的內壁粗糙度，屬于流體力學光滑管。
　　(3)防腐性能好，使用壽命長。玻璃鋼管采用玻璃纖維增強環氧樹脂成型，環氧樹脂固化后，其防腐蝕性能和耐溶劑性能較高。玻璃鋼管一般的使用壽命不低于20年，應用過程中不必做任何防腐蝕處理。
　　(4)比強度高、力學性能合理。玻璃鋼管軸向拉伸強度接近鋼管，比強度高。
　　(5)設計靈活性大，改型周期短。玻璃鋼管的管壁為層狀結構，可在短期內通過改變樹脂系統或采用不同的增強材料來調整玻璃鋼管的各項性能，制成適應不同需求的管材。

5　存在的問題

　　(1)抗壓強度、韌性和剛度較低。玻璃鋼管的環向彈性模量是鋼管的1／10，軸向彈性量為鋼管的1/20，因此容易受到破壞。
　　(2)受到溫度和壓力的限制。玻璃鋼管的大工作壓力和溫度較低，當工作壓力超過30 MPa，溫度超過100℃時，玻璃鋼管道很難保持正常的運行。
　　(3)設計標準不統一，無序競爭造成產品質量差別大。我國在玻璃鋼管道的設計和選型上主要依據制造商提供的相關資料，缺少的標準。由于制造商在生產設備、技術水平、人員素質等方面參差不齊，導致產品質量差別大，難以實現玻璃鋼管道產品的優勝劣汰、公平競爭。
　　(4)檢測手段匱缺，難把質量關。我國玻璃鋼管道產品檢驗的方法、標準、設備尚不完善，產品質量難以保證。

6　展　望

　　新形勢下，油田生產對管道性能的要求更高，玻璃鋼管的大口徑、耐高壓、長距離、信息化以及適應海洋、沼澤等惡劣環境已成為必然的趨勢。因此，國內、外對玻璃鋼管道性能的研究也在加緊進行。
　　(1)新工藝。通過優化工藝，高強玻璃纖維、硼纖維、晶須等增強材料以及改良的環氧樹脂已研制成功，并用于玻璃鋼集輸管道、各種油(套)管的批量生產。
　　(2)信息化、智能化建設。管道的信息化涉及基礎設施建設、系統開發應用、專業數據建設、數據標準規范建設以及管理體系建設五個方面。在信息化建設過程中尤其要抓好戰略、管理、標準、數據、系統這五項關鍵工作。遙感衛星、數據成像技術、GPS系統、SCADA系統以及管道機器人雖然已成功地應用于管道的運行和管理中，但仍不能滿足油田管道的未來建設和發展，信息化、智能化建設任重道遠。
　　(3)統一標準，完善體系。目前國內玻璃鋼管市場混亂，僅靠行業標準很難保證管材的質量，因此，統一標準，嚴把質量關勢在必行。規范市場競爭、施工驗收以及維護工作是油田建立高效的生產制度和良好的生產體系的核心內容。統籌協調，靈活運作，和諧生產，可保證油田可持續發展。