浅谈采输卤管道材质的选择

李广常 张 栋 马华兴

（1.山东肥城精制盐厂，山东 肥城 271600；2.山东省盐业集团有限公司，山东 济南 250013）

浅谈采输卤管道材质的选择

李广常1张 栋2马华兴1

（1.山东肥城精制盐厂，山东 肥城 271600；2.山东省盐业集团有限公司，山东 济南 250013）

山东肥城精制盐厂通过考察论证，对各种管道材质的性能进行对比，结合企业实际情况，最终确定采输卤管道选用钢骨架聚乙烯复合管。

采输卤;管道;材质;选择

山东肥城精制盐厂是山东省盐业集团有限公司（山东省盐务局）直属企业。2013年以来，该厂借助地方政府“退城进园”优惠政策，积极推进企业转型升级步伐，相继实施了2×30kt/a药用氯化钠搬迁节能技改项目（以下简称6万吨药用氯化钠项目）和2× 600 kt/a热泵制盐搬迁节能技改项目（以下简称120万吨制盐项目）。建设地点在山东省肥城市现代盐化工园区，项目所需卤水均来自企业自有矿山开采基地—大汶口盆地东向至东军寨矿区岩盐矿, 水溶法开采卤水通过管道输送至化工园区。生产后的冷凝水及各类工业废水回收后输送回矿区，用于卤水开采，实现全厂废水零排放。岩盐矿区距生产地点约12km，考虑实际生产需求，需铺设采输卤管道3条，其中120万吨制盐项目输卤管道1条、回水管道1条和6万吨药用氯化钠项目专用管道1条。管道材质的选择是关系项目投资及后继生产的重要因素，企业对此进行了深入的探讨。

1 管道管径的确定

120万吨制盐项目吨盐耗卤水约3.6m3，按照生产规模计算年耗用卤水4320000m3，输卤时间按照每年320d、每天24个h计算，每小时需要输卤约563 m3，即卤水流量Q=563 /3600=0.16m3/s。按照常用流速范围，选择流速为1.00m/s，根据Q=SV（S为截面面积,V为流速），求得管径：

以上计算为理想状态，考虑到实际应用中的不确定性及管道标准规格，确定120万吨热泵制盐项目的管道规格为DN500。

120万吨制盐项目返回矿区制盐母液及工业废水量为284.6 万 m3/a，按照每年320d 、每天24h计算，每小时需要输送回矿水约370m3；6万吨药用盐项目返回矿区回收的制盐母液和废水排放量约35m3/h;另外，因矿区水资源匮乏，需要从厂区补充新鲜水用于卤水开采。综合以上因素，回水管道的管径也采用DN500规格。

6万吨药用氯化钠项目年需饱和卤量为25万m3/a，因药用氯化钠的生产对原材料的质量要求较高，该项目所需卤水通过独立的管道输送。结合企业实际，该管道的管径拟采用DN200规格。

2 管道材质的确定

我厂项目办人员考察了省内外同行企业及各种管材生产厂家，与设计院专家进行深入探讨，并将相关考察材料上交办公会集体研究讨论。各种管材性能比较如表1所示。

表1 各种管材性能比较

通过以上对比，在我厂采输卤管道材质的选择上，金属骨架聚乙烯管具有其他管材不可比拟的性能特点：

（1）内壁光滑输送阻力小，抗结垢能力强：内壁光滑，在同等条件下，流量比钢管高30%以上，抗结垢能力比钢管高20%以上。

（2）抗腐蚀能力强：由于金属骨架聚乙烯管材基材采用高密度聚乙烯，具有优异的抗腐蚀能力。双面具有同样的防腐能力，管道内外壁不需做防腐处理。

（3）管道耐压性能高：由于金属骨架的增强作用，大大增加了管道耐压性能，又从根本上解决了纯塑料管快速开裂和慢速裂纹的隐患。

（4）使用寿命长：使用寿命可达50年以上。

（5）经济性能突出：综合性价比与钢管的成本比较考虑到防腐和使用寿命以安装施工成本，价格优势突出。重量轻、运输安装简便。与同规格塑料管重量相近，安装时不需要配备大量的施工工具，电热熔焊接质量稳定可靠、施工快捷方便、抗快速开裂和慢速裂纹扩展性能好，可达到管道全系统无渗漏。

（6）柔韧性能好：该管材保留了聚乙烯管的柔韧性能，安装使用时不怕碰撞，可作适当弯曲随地势起伏布置，节省管件，更适于地形的沉降和复杂地形。

（7）自示性好：地下埋设后可用普通磁性控测设备查找定位，从而避免受其它工程挖掘的破坏。

3 金属骨架聚乙烯管材质

鉴于金属骨架聚乙烯管材优异的性能，初步确定采输卤管道采用金属骨架聚乙烯管材。金属骨架聚乙烯管分为钢丝网骨架聚乙烯复合管和钢骨架聚乙烯复合管，为进一步了解这两种复合管的不同性能，项目办人员分别到这两种复合管的生产企业进行了实地考察，考察后对两种复合管作如下比较：

3.1 钢丝网骨架聚乙烯复合管

图1 钢丝网骨架聚乙烯复合管结构图

钢丝网骨架塑料复合管是一种经过改良的新型的金属骨架塑料复合管。这种管材又称为srtp管。这种新型管道是用高强度过塑钢丝网骨架和热塑性塑料聚乙烯为原材料，钢丝缠绕网作为聚乙烯塑料管的骨架增强体，以高密度聚乙烯（HDPE）为基体，采用高性能的HDPE改性粘结树脂将钢丝骨架与内、外层高密度聚乙烯紧密地连接在一起，使之具有优良的复合效果。因为有了高强度钢丝增强体被包覆在连续热塑性塑料之中，因此这种复合管克服了钢管和塑料管各自的缺点，而又保持了钢管和塑料管各自的优点。钢丝网骨架复合管的生产由挤出内层的芯管开始。芯管选用的原料为PE100或PE80级管材专用料，挤出后的蕊管经过水冷和定径后，在芯管管壁上将钢丝分别以左旋和右旋缠绕上去，缠绕形成的钢丝网状增强层，缠绕角度为54.7度，使得管材轴向和环向均匀受力，增强用钢丝为高强度镀层钢丝，缠绕前钢丝外层包覆具有热熔粘接性能和阻水作用的包覆层。在芯管上缠绕后，经过加热、中间结合层挤出包覆、外层PE挤出包覆，保证高强度钢丝与内外层PE之间热熔粘为一体。该管材结构图如图1所示。

通过对生产厂家实地考察发现，该复合管存在以下不足:

（1）DN500中的500指的是管道的外径，管道的壁厚为18mm，管道的实际通经只有约464 mm，使实际输送能力下降。

（2）该管材的连接管件内只有导热铜线，没有钢丝网，所以管件连接处是管道的薄弱环节。

（3）该管材的外套管、内套管和金属网是通过加热利用粘结胶粘合起来的，内、外管非一次性成型产品。

3.2 钢骨架聚乙烯复合管

钢骨架聚乙烯复合管是在聚乙烯芯管上交叉缠绕经过热熔胶涂覆的高强度钢丝，并挤出一层高强度热熔胶，形成增强层，外层包覆聚乙烯保护套的一种新型复合管材。该复合增强技术使增强层与内、外聚乙烯层形成牢固的整体，不仅金属骨架处于无缝隙的有效可靠保护中，加强层与内外管壁间也已相互融合而不会出现结合上的缝隙界面，消除了管内的压力或腐蚀性介质可能对管道造成的侵蚀和损坏。该管材的组成形式是由互相垂直的经纬线组成，具体结构见如图2所示。

图2 钢骨架聚乙烯复合管结构图

经过实地考察，进一步发现该管材具有以下的性能特点：

（1）内衬钢丝较粗，机械强度较高。

（2）管道通径较大，该管材DN500指的是管道内径，每小时输水能力可达707 m3。

（3）该管材的内外套管是一次成型的，结合力较高。

（4）该管材的管件中内含有钢板，机械强度较高。

通过对比也发现，该管材造价较高，每米造价较钢丝网骨架塑料复合管（含安装、管件等费用）高200多元。

4 结语

综合以上对各种材质的性能对比，考虑企业生产实际，我厂采输卤管道最终选用性能占优的钢骨架聚乙烯复合管。

[1]徐泉.浅谈我公司输卤管道工程的建设[J].中国井矿盐，2013（6）:18-21.

Introduction to Our Factory Pipe Material Selection about Brine Extraction and Transportation

LI Guangchang1ZHANG Dong2MA Huaxing1
(1.Shandong Feicheng Refined Salt Plant, Feicheng 271600;2.Shandong Salt Industry Group Co.,Ltd., Jinan 250013)

Shandong Feicheng Refined S alt Plant through investigating and argumentation,comparing the performance of all kinds of pipe material, in combination with the practical situation of enterprise, finally determine the plant select steel frame polyethylene compound pipe as brine extraction and transportation pipe.

Brine Extraction and Transportation; Pipe; Material; Selection

李广常（1959- ），男，大专，工程师，现任山东肥城精制盐厂厂长、党委副书记。