玻璃钢管道在地热输水工程中的应用0引言在地热水输送过程中，因使用普通碳钢管道、橡胶管道或水泥管道等，可引起管道腐蚀、结垢，最终导致管线无法正常使用。近几年来，玻璃钢聚氨酯保温管道已广泛应用于输送地热水、蒸汽凝结水和供热循环水。本文对玻璃钢聚氨酯保温管道在输送地热水工程应用中的几个问题进行讨论。1玻璃钢聚氨酯保温管道的结构和性能目前玻璃钢聚氨酯保温管道的结构层次由内向外依次分布为防腐层、防渗层、结构层、保护层、聚氨酯保温层、外保护层。纤维缠绕玻璃钢聚氨酯保温管道可以通过改变树脂或增强材料来调整玻璃钢聚氨酯保温管的物理和化学性能，以适应不同介质和工作条件的需要。通过结构层厚度、缠绕角度的设计来调整管体承载能力，制成不同压力等级或某种特殊性能的玻璃钢管道，这是金属材料无法与其相比的。玻璃钢管 普通碳钢管项目 ＼ 轴向拉伸强度  80M[Pa  390M[Pa轴向弯曲强度  160M[Pa  390M[Pa弹性模量  9300M[Pa  2×10SMPa线膨系数  2×10~Sm／m℃  1．2×10 m／m℃热传导系数  0．355W／mK  36．5W平均绝对粗糙度  0．00l5～0．0Imm  0．2~o．3mm环向弯曲强度  120M[Pa  390MPa适用温度 ．40-120℃  40-300℃普通钢管和玻璃管相比较，钢管的强度、弹性模量比玻璃钢管大，线膨涨系数基本相同，热传导系数及粗糙度远远大于玻璃钢管。1．1耐腐蚀性能的比较地热水中对金属产生腐蚀的化学物质主要有8种。(1)氯离子：离子半径小，能造成缝隙腐蚀、孔蚀和应力腐蚀。有很强的吸附能力，能阻止或破坏作为保护层的钝化金属表面，产生电场效应，从金属中引出金属离子，溶解腐蚀产物，破坏CaCO3平衡等。对金属的腐蚀综合影响很大。(2)溶解氧：氧是地热水中最重要的腐蚀性物质O2 2H20 4e--~4OH使腐蚀反应不断进行4Fe 302 6H20--4Fe(OH)3 l沉淀物形成对金属的局部腐蚀更为严重。(3)硫酸根：腐蚀机理与氯离子类似，影响为同浓度氯离子的1，5，且对水泥有侵蚀作用。(4)pH值：无氧情况下，腐蚀由H 的还原反应控制。2H 2e— H2(5)H2S：与金属离子形成硫化物。对铜合金的影响更为严重，可引起钢的氢脆。(6)C02：对碳钢有较大的腐蚀作用。并且与O2共存时，对钢管的腐蚀尤为严重。H20 CO2  H2CO32H2CO3 2e一2HCO3 H2(7)NH3：主要使铜合金产生应力腐蚀破裂。(8)总固形物(TDS)：当TDS高时，地热水的导电性增高。对钢管构成电池腐蚀。玻璃钢是由基体材料——树脂及增强材料一玻璃纤维组成的一种复合材料。树脂在固化后形成一种不容不融的立体交联网，对酸、碱各种溶剂有很好的耐腐蚀性能。一些对钢有很强的腐蚀作用的化学物质，对玻璃钢的影响却很’小。1．2耐热性比较地热水温度一般在7O℃以下，有的达到llO℃。在l1O℃左右的温度下，钢管完全可以承受，而普通的玻璃钢管无法在此情况下长期使用。我公司选用优良的耐热、耐腐蚀的树脂来制作玻璃钢管道。树脂的化学结构如下：O．  }  R  O _cH'l 6一占一o{一÷一一。一-o一C -O-三一。oH  c 由 该树脂保留了环氧树脂的基本链段来提供较高的耐热性(120℃)，两端不饱和双键使其可以室温固化，得到良好的可操作性。并且断裂伸长率是普通玻璃钢的23倍，使其在应力应变的情况下比普通玻璃钢更不容易被破坏，用此种树脂制造的玻璃钢管于1995年应用于天津静海唐官屯地调一处的地热水输送中，水温82--96℃，至今完好无损。1．3热损失比较在地热水输送，特别是在中低温地热水输送中，热能损失是一个不容忽视的问题。玻璃钢管道本身的绝热效果就很好，用聚氨酯硬质泡沫塑料保温后，管线温降很小，可使用户在中低温地热水的应用上获得较好经济效益。其性能经天津大学热能工程系进行测试，测试数据如下：(1)聚氨酯硬质泡沫塑料保温层：入i．-~-0．025kCaVmh℃(O．O29W／mk)(2)玻璃纤维增强塑料保护层：入，=0．305kCaVmh℃(0。355W／n11()(3)复合层：入=0．026kCaVmh℃(0．0303W／mk)(4)每米管线热损：19．27kCaVmh (  100)25．90kCal／mh (  150)30．20kCal／mh (  200)(5)每公里管线降温小于0．502℃／km (  1o0)小于0．3l6℃／km (  150)小于0．303℃／km ( 200)1．4水力学比较水力特性是管道的重要特性之一。对管线工程既是经济指标又是一项重要的技术指标。玻璃钢管内表光滑是长期存在的，在规定的流量下可用较小的管径或者功率较小的输送泵，节省大量的运行费用。而钢管在使用中，会因各种原因使其表面光滑度下降，导致流量减小，直至无法使用。1．5玻璃钢管道的工程可靠性玻璃钢管道的工程可靠性是当前应用玻璃钢管的关键问题之一。作为管道工程来说，不仅要有好的管材，也要有可靠的工程质量。