城建规划

随着石油化工、海洋工程及城市管网建设对高性能管道需求的不断提升，传统金属管道在耐腐蚀、轻量化及成本方面的局限性日益凸显。复合材料管道凭借其高强度、耐腐蚀、重量轻等优势成为行业升级的关键方向，但在大规模应用中仍面临成型工艺不成熟、质量稳定性不足等问题。当前国际领先企业已实现热塑性复合材料管道的工业化生产，而国内在连续纤维增强热固性管道成型、界面结合强度控制等核心工艺上仍存在明显差距，亟需突破关键技术以满足能源运输、深海开发等国家重大工程需求，同时推动新材料产业链自主可控。

复合材料管道成型涉及纤维浸渍、缠绕固化、层间结合等多工序协同，现有工艺存在三大核心难题：一是热固性树脂基体固化速度与纤维浸润性的矛盾，导致管道内部易产生孔隙缺陷；二是连续纤维缠绕张力控制精度不足（±5%以上波动），造成层间剪切强度离散性超过20%；三是大尺寸管道（直径>1.5米）成型时温度场不均匀，引发残余应力集中和变形超标（翘曲量>3mm/m）。此外，传统工艺能耗高（固化能耗占生产成本35%以上）、效率低（单根管道成型周期>8小时），严重制约产业化应用。

攻关目标为开发具有自主知识产权的复合材料管道高效成型工艺，实现直径0.5-2米管道连续化生产：一是突破低温快速固化技术，使树脂固化时间缩短至2小时以内且孔隙率低于1%；二是开发高精度张力控制系统，将纤维缠绕张力波动控制在±2%内，层间剪切强度离散性小于10%；三是建立多场耦合成型模型，实现温度场±3℃均匀性控制，最终产品翘曲量≤1mm/m。技术指标达到ASTM D2996标准要求，生产成本较现有工艺降低30%，形成3项以上发明专利，支撑年产50公里复合材料管道的示范生产线建设，满足深海油气输送（耐压≥30MPa）和化工腐蚀环境（耐酸碱pH1-14）等高端场景应用需求。