臧國(guó)松:技術(shù)創(chuàng)新助推PCCP行業(yè)快速發(fā)展

      一、PCCP成為21世紀(jì)我國(guó)鋪設(shè)高工壓、大口徑輸水管道首選的理想管材

      預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe）簡(jiǎn)稱(chēng)PCCP，是采用薄鋼板卷制的筒體與鋼制承、插口鋼圈焊接成鋼筒，經(jīng)水壓檢驗(yàn)無(wú)滲漏點(diǎn)后，用立式振動(dòng)成型法在筒體內(nèi)外澆灌混凝土或采用離心法在筒體內(nèi)襯混凝土構(gòu)成管芯，然后在混凝土管芯外施以鋼絲抗拉強(qiáng)度70%的預(yù)壓應(yīng)力纏繞環(huán)向高強(qiáng)鋼絲（纏絲間距根據(jù)工況確定），再在外層噴射以致密水泥砂漿保護(hù)層，組成的一種復(fù)合輸水管材。根據(jù)鋼筒在管芯中位置的不同，PCCP可分為：內(nèi)襯式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCPL）和埋置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCPE）。根據(jù)密封膠圈數(shù)量又可分為單膠圈管（PCCPSL和PCCPSE）和雙膠圈管（PCCPDL和PCCPDE）。PCCP兼具鋼管和混凝土管的優(yōu)點(diǎn)，又有許多其它管材不具備的優(yōu)良特性：能承受較高的內(nèi)外荷載、壓力損失小、施工便捷、安裝簡(jiǎn)單、接頭密封可靠、抗震能力強(qiáng)、防腐性能好、維護(hù)方便、性?xún)r(jià)比高、使用壽命長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)業(yè)界公認(rèn)的設(shè)計(jì)使用壽命為50年。國(guó)際上，各國(guó)通常采用美國(guó)水工協(xié)會(huì)耐腐蝕委員會(huì)的研究數(shù)據(jù)，認(rèn)為PCCP的使用壽命可達(dá)到75～100年，如美國(guó)普萊斯兄弟公司于1943年生產(chǎn)的PCCP至今仍在正常使用。相比之下，金屬管材只有20～30年的設(shè)計(jì)使用壽命。

　　自1939年法國(guó)邦納管道公司成功研制PCCP以來(lái)，PCCP已在美洲、歐洲、非洲及亞洲的多個(gè)國(guó)家得到廣泛使用。我國(guó)開(kāi)發(fā)研制PCCP起步較晚，初期因認(rèn)識(shí)程度不足，發(fā)展緩慢，從2001年后進(jìn)入高速發(fā)展期，經(jīng)過(guò)多個(gè)工程的實(shí)際應(yīng)用及檢驗(yàn)，現(xiàn)已深受設(shè)計(jì)、使用單位的青睞，目前廣泛應(yīng)用于跨流域引水、農(nóng)業(yè)輸水、城市輸水、配水、工業(yè)園區(qū)輸水、火電廠和核電廠輸水、循環(huán)水管道以及大型壓力排污管道等工程中，PCCP已經(jīng)成為21世紀(jì)我國(guó)鋪設(shè)高工壓、大口徑，尤其是管徑2000mm以上輸水管道首選的理想管材。

　　二、PCCP技術(shù)引進(jìn)和發(fā)展

      1985年，當(dāng)時(shí)的水利電力部成立了“大直徑管道引進(jìn)工作組”，在全國(guó)調(diào)研大直徑管道生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展情況，隨后又成立專(zhuān)家組，對(duì)前蘇聯(lián)、澳大利亞、日本、德國(guó)、美國(guó)等國(guó)的大直徑管道生產(chǎn)進(jìn)行考察，最終立項(xiàng)確定引進(jìn)美國(guó)先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)PCCP管道。這項(xiàng)歷史重任落到了山東電力管道公司肩上。1988年，山東電力管道公司在國(guó)內(nèi)率先引進(jìn)具有世界先進(jìn)水平的美國(guó)艾美榮（Ameron）公司預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管生產(chǎn)技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備。

　　1989年11月4日，我國(guó)第一節(jié)PCCP管在山東電力管道工程公司下線(xiàn)，開(kāi)始了我國(guó)規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)PCCP的新紀(jì)元。山東電力管道工程公司生產(chǎn)的DN800內(nèi)襯式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管和DN1600、DN2600嵌置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管分別于1988年和1990年通過(guò)部級(jí)鑒定，并被認(rèn)定為國(guó)家級(jí)重大新產(chǎn)品，被國(guó)家有關(guān)部門(mén)審定為火電廠建設(shè)推薦管道、工程建設(shè)推薦產(chǎn)品和全國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)推薦產(chǎn)品，作為水利電力部國(guó)家重點(diǎn)技術(shù)引進(jìn)項(xiàng)目，山東電力管道項(xiàng)目的成功實(shí)施，填補(bǔ)了我國(guó)輸水管材空白，拉開(kāi)了PCCP在我國(guó)發(fā)展的序幕。

　　山東電力管道工程公司是國(guó)內(nèi)PCCP行業(yè)的開(kāi)創(chuàng)者，創(chuàng)造了多個(gè)國(guó)內(nèi)第一：首家引進(jìn)、消化、吸收世界先進(jìn)技術(shù)；建成我國(guó)第一條預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）生產(chǎn)線(xiàn)，生產(chǎn)出我國(guó)第一節(jié)PCCP管道，為國(guó)內(nèi)第一個(gè)應(yīng)用PCCP管建設(shè)的輸水項(xiàng)目—淄博引黃工程提供DN1600PCCP優(yōu)質(zhì)管材， 工程全長(zhǎng)12.5km，試通水一次成功，20年來(lái)管線(xiàn)滴水不漏，始終正常運(yùn)行；為國(guó)內(nèi)第一個(gè)應(yīng)用大直徑PCCP的電廠循環(huán)水管道工程—華能德州循環(huán)水工程提供DN2600PCCP管材；在國(guó)內(nèi)第一家制造出核電站用PCCP及其管件；第一家實(shí)現(xiàn)了PCCP出口；第一家成功研制出頂進(jìn)施工法用鋼筒混凝土管；第一家在輸水管道工程中成功實(shí)現(xiàn)PCCP管設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、施工安裝一體化……，20多年來(lái)始終引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。[Page]

　　2001年，山西萬(wàn)家寨引黃工程汾河水庫(kù)至太原市呼延水廠的43.2km 輸水管道， 采用了通徑達(dá)3000mm的PCCP管道，這個(gè)工程是繼長(zhǎng)江三峽、黃河小浪底之后的全國(guó)第三大水利工程，是世界級(jí)的跨流域引水工程，當(dāng)時(shí)更是國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的PCCP管道工程。山東電力管道工程公司憑借雄厚的實(shí)力和良好的信譽(yù)，一舉中標(biāo)該工程第X標(biāo)段，全長(zhǎng)26.7km，工程總造價(jià)1.6億元。標(biāo)準(zhǔn)管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照美國(guó)AWWAC304標(biāo)準(zhǔn)，管道工作壓力分別為0.6MPa、0.8MPa和1.0MPa，管頂覆土分別為2m、4m、6m和8m。管道要穿過(guò)汾河主河道11次，穿越隧洞6次，與煤氣管道交叉19次，與供水管道交叉20次，穿越公路19次，與鐵路交叉5次，還與污水、電力管道交叉，需采用強(qiáng)防腐和弱防腐管道，共需要200多種規(guī)格型號(hào)的管道及配件，管道生產(chǎn)執(zhí)行AWWAC30l標(biāo)準(zhǔn)，管配件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行AWWA M9和M11手冊(cè)，該工程一期于2002年9月中旬全線(xiàn)貫通，10月18日成功通水，至今運(yùn)行良好。山東電力管道工程公司被山西省引黃工程管理局授予“2002年度引黃工程建設(shè)先進(jìn)單位”榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)，成為PCCP施工企業(yè)中唯一獲此殊榮的企業(yè)，一炮打響了山東電力管道的品牌，第一次讓國(guó)人真正認(rèn)識(shí)了中國(guó)的PCCP。

　　大連引碧入連工程，是山東電力管道工程公司第一次成功實(shí)施集制造、運(yùn)輸、安裝于一體獨(dú)立承接模式建設(shè)的工程，也是我國(guó)第一次運(yùn)用這種施工模式高質(zhì)量建成的輸水管道工程。

　　大連引碧工程辦公室為山東電力管道工程公司送上了“引碧入連，造福百姓”的大紅錦旗，該工程為山東電力管道公司吹響了全方位進(jìn)軍管道制造施工一體化市場(chǎng)的號(hào)角。

　　隨著產(chǎn)品的進(jìn)一步推廣，PCCP在一些國(guó)家重點(diǎn)、特大型工程中倍受青睞，舉世矚目的南水北調(diào)中線(xiàn)京石段管道總供水工程全長(zhǎng)約80km，其中惠南莊～大寧段管道輸水總長(zhǎng)56.359km 使用PCCP鋪設(shè)，管道構(gòu)成中52.375km為標(biāo)準(zhǔn)DN4000 PCCP，2.280km為DN4000PCCP隧洞內(nèi)穿管；1.7034km為DN4000及DN3600鋼制配件，工程采用雙排鋪設(shè)，DN4000管線(xiàn)總長(zhǎng)112km，工作壓力為0.8MPa，覆土深度為3.0～10.5m。2005年11月，山東電力管道工程公司憑借雄厚的實(shí)力和良好的業(yè)績(jī)?cè)趪?guó)內(nèi)外8家競(jìng)標(biāo)單位中脫穎而出，中標(biāo)南水北調(diào)中線(xiàn)管道制造工程31km，合同額達(dá)3.5億元。

　　于2007年10月9日，提前21天完成DN4000PCCP生產(chǎn)任務(wù)，共生產(chǎn)PCCP5823根，鋼配件4500噸，所有成品檢驗(yàn)合格率達(dá)100%，受到國(guó)務(wù)院南水北調(diào)辦公室、南水北調(diào)中線(xiàn)干線(xiàn)管理局等領(lǐng)導(dǎo)的高度評(píng)價(jià)。該工程于2008年建成投入使用，現(xiàn)已從河北省調(diào)水至北京。這是國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)使用的最大口徑管道，標(biāo)志著我國(guó)生產(chǎn)、使用PCCP取得了歷史性的突破。

　　廣州西江引水工程是一項(xiàng)大型水利工程和市政項(xiàng)目，是廣州市迎接亞運(yùn)會(huì)、保障供水水源安全的重點(diǎn)工程。采用DN3600PCCP雙管線(xiàn)輸水，從西江取水至廣州西部水廠，管線(xiàn)總長(zhǎng)68.36km。2009年，山東電力管道工程公司中標(biāo)廣州西江引水工程26km，合同額2.7億元，2010年4月份完成合同生產(chǎn)任務(wù)后又續(xù)簽合同額4800萬(wàn)元的新增任務(wù)，2010年9月西江引水工程舉行試通水儀式，展示了山東電力管道工程公司的PCCP精品樣管，并將其永久保存在了業(yè)主展廳里。

　　成功引進(jìn)PCCP技術(shù)，是山東電力管道走向新發(fā)展的拐點(diǎn)，也成為我國(guó)混凝土管道行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折。從PCCP在我國(guó)“生根”，到“開(kāi)花”、“結(jié)果”，已經(jīng)歷了20多年的風(fēng)雨歷程，目前全國(guó)PCCP生產(chǎn)企業(yè)有50多家，山東省現(xiàn)在已建設(shè)了6個(gè)PCCP生產(chǎn)線(xiàn)，其中山東淄博龍泉管道工程有限公司于1999年投資建設(shè)PCCP生產(chǎn)線(xiàn)，經(jīng)過(guò)積極運(yùn)作，目前已躋身國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)企業(yè)行列，參與了國(guó)內(nèi)多項(xiàng)重點(diǎn)引水工程，在國(guó)內(nèi)具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

　　三、PCCP成功應(yīng)用于核電項(xiàng)目建設(shè)

      1997年，廣東嶺澳核電站一期項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，原管道設(shè)計(jì)擬采用法國(guó)邦納公司產(chǎn)品，由于成本高等原因，業(yè)主希望在國(guó)內(nèi)尋找能替代生產(chǎn)的單位，山東電力管道工程公司以雄厚的實(shí)力承接了該工程，該項(xiàng)目所用管件技術(shù)要求高、規(guī)格多（包括SEC直管段、變徑管、三通管、CTE管等）、制造難度大，在生產(chǎn)過(guò)程中，山東電力管道公司攻克了DN1200直線(xiàn)管開(kāi)Φ1000孔、鋼管襯膠防腐、高裝配精度要求等一系列技術(shù)難關(guān)，成功設(shè)計(jì)制作了技術(shù)含量很高的異型管件。

　　1998年，山東電力管道工程公司自主研發(fā)的核電站用PCCP及其管件成功應(yīng)用于嶺澳核電站SEC、CTE一級(jí)質(zhì)保管道工程中，并受到了法國(guó)監(jiān)理的高度評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了PCCP管材占領(lǐng)核電市場(chǎng)零的突破，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。由于良好的產(chǎn)品質(zhì)量及售后服務(wù)，2006年，山東電力管道工程公司又承接了嶺澳核電二期工程管配件加工任務(wù)，此后其產(chǎn)品相繼在多個(gè)核電項(xiàng)目得到應(yīng)用，2008年承接了遼寧紅沿河核電一期工程、福建寧德核電一期，2009年至今，先后承接了廣東陽(yáng)江核電、遼寧紅沿河二期、廣州臺(tái)山核電、福建寧德核電二期、廣西防城港核電一期等工程項(xiàng)目。隨著核電建設(shè)的快速發(fā)展，核電管配件的需求量會(huì)越來(lái)越多，PCCP及相關(guān)產(chǎn)品在核電領(lǐng)域還有很好的應(yīng)用前景。[Page]

　  四、PCCP成功走向國(guó)際市場(chǎng)

      山東電力管道工程公司始終走在我國(guó)PCCP行業(yè)和企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的最前端，所生產(chǎn)的PCCP不僅在國(guó)內(nèi)國(guó)家重點(diǎn)工程上使用，還率先打開(kāi)了國(guó)際市場(chǎng)的大門(mén)：1994年，出口新加坡1.5kmDN1600PCCP及配套管件，在PULAU SAKRA聯(lián)合電廠循環(huán)水工程中使用；2000年出口毛里求斯DN900、DN1 200 PCCP及其管件（各種彎頭、三通、短管）共計(jì)10km，用于污水管道工程上使用；2010年出口菲律賓2km DN2400mmPCCP及管配件，用于電廠循環(huán)水管道工程。

　　五、堅(jiān)持科技創(chuàng)新，始終引領(lǐng)PCCP行業(yè)發(fā)展

      20多年來(lái)，山東電力管道作為我國(guó)PCCP行業(yè)先驅(qū)，堅(jiān)持科技創(chuàng)新，積極與國(guó)內(nèi)外的PCCP科研單位開(kāi)展技術(shù)交流與合作，探索研究新工藝、開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品、引進(jìn)先進(jìn)生產(chǎn)管理模式，在管道結(jié)構(gòu)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、施工安裝、防腐保護(hù)等各個(gè)方面都積累了豐富的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

　　隨著PCCP生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善以及對(duì)引進(jìn)設(shè)備的消化吸收，山東電力管道公司書(shū)寫(xiě)著一個(gè)又一個(gè)PCCP行業(yè)的奇跡：

　?。?）成功地研制生產(chǎn)出鋼筒混凝土頂管，在西安黑河引水工程、杭州污水管道等工程中得到成功應(yīng)用，成為全國(guó)首家設(shè)計(jì)生產(chǎn)頂進(jìn)施工法用鋼筒混凝土管的企業(yè)，為管道的科研開(kāi)發(fā)開(kāi)辟了新的領(lǐng)域；（2）研制出PCCP管生產(chǎn)的雙層纏絲工藝及雙層纏絲機(jī)刮平裝置，滿(mǎn)足了各種復(fù)雜的工況條件；（3）成功開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、應(yīng)用滿(mǎn)足工程要求的鎧裝接頭和鎧裝管道；（4）研制了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)無(wú)動(dòng)力翻管機(jī)，使大型PCCP管生產(chǎn)更加快捷、安全；（5）開(kāi)發(fā)出第一代PCCP管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件；（6）研制出了適應(yīng)工程需要的各種管材、管配件等。

　　以上這些工藝技術(shù)及設(shè)備的開(kāi)發(fā)，在我國(guó)均屬首創(chuàng)。

　　目前山東電力管道工程公司已發(fā)展壯大成為擁有9條PCCP管道生產(chǎn)線(xiàn)、3條電桿生產(chǎn)線(xiàn)，固定資產(chǎn)5.1億元、年產(chǎn)值近5億元的大型國(guó)有企業(yè)，始終走在PCCP行業(yè)發(fā)展的最前列。公司現(xiàn)已累計(jì)生產(chǎn)PCCP壓力管1600余公里，成功應(yīng)用于140多個(gè)管道工程項(xiàng)目，產(chǎn)品遍及國(guó)內(nèi)20多個(gè)省、市、自治區(qū)，向山西萬(wàn)家寨引黃工程、北京南水北調(diào)工程、沈陽(yáng)大伙房引水工程、遼寧阜新引白水源工程、廣州西江引水工程、山西晉城下河泉北流供水工程、膠東引黃供水工程、華能日照電廠二期工程、新泰自來(lái)水公司管道工程、沈陽(yáng)康平電廠循環(huán)水管道工程等多個(gè)國(guó)家重點(diǎn)工程、省市重點(diǎn)輸水管道工程項(xiàng)目提供DN600~DN4000PCCP優(yōu)質(zhì)管材。是國(guó)家PCCP管道標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位之一，是中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)單位、壓力管工作部主任單位，擁有國(guó)家“管道工程專(zhuān)業(yè)承包一級(jí)”資質(zhì)。

　　六、國(guó)內(nèi)PCCP行業(yè)技術(shù)水平

      進(jìn)一步提高近兩年來(lái)，內(nèi)襯式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCPL）技術(shù)有了較大的改進(jìn)。國(guó)產(chǎn)小口徑PCCP鋼筒自動(dòng)螺旋卷焊機(jī)日趨成熟，主要特點(diǎn)是：焊接速度快，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，焊縫平整、光滑，設(shè)備自動(dòng)化程度高。在焊接過(guò)程中，可任意改變焊接速度。全套設(shè)備占地面積小，可節(jié)省大量的土建費(fèi)用，已有多家生產(chǎn)企業(yè)采購(gòu)了該設(shè)備，小口徑鋼筒利用帶芯模的大螺旋制筒機(jī)生產(chǎn)也有了應(yīng)用；PCCPL成型工藝也由原來(lái)的單一臥式離心生產(chǎn)，發(fā)展至目前可以采用立式內(nèi)模振動(dòng)成型工藝，由機(jī)械澆灌料立式成型取代人工投料的離心成型工藝，在同時(shí)需要PCCPL管和PCCPE管的生產(chǎn)項(xiàng)目中優(yōu)勢(shì)突顯，減少了臥式離心生產(chǎn)設(shè)備的投入，同時(shí)減少了投料人員，成型時(shí)間大大縮短，生產(chǎn)效率顯著提高，成本也大幅降低，目前DN1000、DN1200兩種規(guī)格的產(chǎn)品均實(shí)現(xiàn)了立式振動(dòng)生產(chǎn)，不僅節(jié)省了設(shè)備投入，而且效率提高40%以上。

　　針對(duì)一些工程小批量管道生產(chǎn)，部分PCCP設(shè)備廠家開(kāi)發(fā)了PCCPE生產(chǎn)用纏絲輥射一體機(jī)，將纏絲、輥射兩臺(tái)設(shè)備合二為一，減少了場(chǎng)地占用，節(jié)省了投資，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。

　　伴隨高性能混凝土技術(shù)的發(fā)展，在管芯混凝土中加入鋼纖維的薄壁預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（BPCCP）應(yīng)運(yùn)而生，管材重量大大減輕，可以節(jié)省運(yùn)輸及安裝成本。

　　七、目前PCCP 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中存在的主要問(wèn)題

      1、原材料及能源大幅漲價(jià)，使企業(yè)利潤(rùn)大幅降低，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)困難；2、由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，企業(yè)間競(jìng)相壓價(jià)，無(wú)序惡性競(jìng)爭(zhēng)依然是行業(yè)面臨的主要問(wèn)題；3、重復(fù)建設(shè)極為嚴(yán)重，盲目建廠現(xiàn)象較為普遍存在；4、生產(chǎn)裝備機(jī)械化、自動(dòng)化程度仍然較低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)環(huán)境差。

　　上述這些問(wèn)題，即是當(dāng)前行業(yè)存在的主要問(wèn)題，也是今后一個(gè)時(shí)期行業(yè)應(yīng)重點(diǎn)解決的問(wèn)題，否則難以適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。現(xiàn)有各PCCP生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)以市場(chǎng)為導(dǎo)向，不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和加強(qiáng)應(yīng)用技術(shù)的研究，滿(mǎn)足城鄉(xiāng)建設(shè)的需要，促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。

　　總之，在PCCP的發(fā)展過(guò)程中還有很多工作要做，還有很長(zhǎng)的路要走，愿大家同心協(xié)力，為PCCP行業(yè)的發(fā)展共同努力。