摘要

在国家大力推进城市地下管网更新改造的政策背景下，玄武岩管道凭借其耐腐蚀性强、高强度、轻质高强、耐热抗冻性好、水力学特性优异、电热绝缘性好、安装维护简便、设计灵活适应性强以及综合效益好等诸多优势，在众多管材中脱颖而出。本文深入探讨了玄武岩管道在材料特性、性能优势、应用领域以及政策契合度等方面的具体情况，为城市地下管网改造提供了一种极具潜力的新型管材选择，有助于推动城市基础设施的升级和可持续发展。

关键词：地下管网；玄武岩管道；优势；政策

引言

城市地下管网作为城市的重要基础设施，是保障城市正常运转的“生命线”，涵盖了供水、排水、燃气、热力、电力、通信等多个关键领域。然而，随着城市的发展和时间的推移，我国城市地下管网普遍存在老化、腐蚀、破损等问题，严重影响了城市的安全运行和居民的生活质量。为了解决这些问题，国家出台了一系列政策，大力推进城市地下管网的更新改造工作。在这一背景下，玄武岩管道作为一种新型管材，凭借其独特的优势，逐渐受到关注和应用。本文将对国家更换地下管网政策中玄武岩管道的优势进行专题综述。

国家更换地下管网政策背景

近年来，国家高度重视城市地下管网的建设和改造。住房城乡建设部表示，未来五年，将以需求为导向、以项目为牵引，建立可持续的城市更新模式和政策法规，加快实施城市燃气、供水、排水、污水、热力和地下综合管廊“五网一廊”更新建设。预计在未来五年需要改造的城市燃气、供排水、供热等各类管网总量将近60万公里，投资总需求约4万亿元。这些政策的出台，为城市地下管网的更新改造提供了有力的政策支持和资金保障，也为新型管材的应用提供了广阔的市场空间。

玄武岩管道的材料特性与性能优势

材料特性

玄武岩管道是以玄武岩纤维为主要材料制成的。玄武岩纤维是一种新型无机纤维，是以天然玄武岩为原料，经过1450—1500℃高温熔融后通过铂铑合金漏板拉丝而制成的连续纤维。其生产过程可不简单，首先要精选出化学成分稳定、杂质含量低的玄武岩矿石，接着将它们送进高温熔炉，在超过1500摄氏度的熊熊烈火中，玄武岩矿石逐渐软化、熔融，随后通过特殊设计的铂铑合金拉丝漏板，液态岩浆以每秒几十米的高速被拉制成纤细如发的纤维丝，这些纤维丝直径通常仅有几微米到十几微米，却拥有着令人惊叹的强度与韧性，抗拉强度甚至能媲美钢铁。

性能优势

1. 耐腐蚀性强

   玄武岩管道对酸碱、高温、高压等有着优异的耐腐蚀性，不易受腐蚀和氧化。它可以耐受各种强酸强碱、各种无机盐的溶液、氧化介质、硫化氢、二氧化碳、各种表面活性剂、聚合物溶液、各种有机溶剂等（浓酸、强碱和HF除外）。例如，在化工管道中，传统金属管道在输送腐蚀性化工原料时，往往没过多久就会出现管壁变薄、渗漏甚至破裂等问题，频繁的维修与更换不仅成本高昂，还会影响生产进度。而玄武岩纤维复合材料制成的管道则截然不同，它们凭借出色的耐腐蚀性，长时间稳定运行，大大降低了维护成本，提高了生产效率。

2. 高强度

   玄武岩管道在经过高温高压烧结加工后，具有很高的强度和耐磨性。其轴向拉伸强度为200—320MPa，接近于钢管，但比强度更高约4倍。在一些应用中，如油田注水、二氧化碳注入、油气收集管道系统等，需要承受较高的压力，玄武岩管道能够满足这些要求。

3. 轻质高强

   玄武岩管道比重约为1.6左右，仅是钢管或铸铁管的1/4—1/5。其重量轻的特点使得运输和安装更加方便，降低了运输成本和施工难度。例如，在承受同样内压的前提下，同口径、同长度的玻璃钢管道，其重量约为钢管的28%左右。

4. 耐热抗冻性好

   玄武岩管道的温度使用范围一般在-40℃—70℃之间，采用特殊树脂制造的玄武岩纤维管道其使用温度可高达120℃。同时，其热膨胀系数小，能够适应不同的环境温度变化，减少了因温度变化引起的管道变形和损坏。

5. 水力学特性优异

   玄武岩管道内壁光滑，其糙率系数为0.0084，而钢管糙率系数为0.012—0.013、球磨铸铁管、PCCP管糙率系数为0.013—0.014。因此，玄武岩管道比钢管、球磨铸铁管、PCCP管可提高输送能力约15—20%。可以选用较小管径或功率较小的输送泵，从而减少管线工程初期投资、节省电能、降低运行成本。

6. 电、热绝缘性好

   玄武岩管道是非导体，管道的绝缘性好，最适应使用于输电、电信线路密集区和多雷区。同时，其传热系数很小，因此管道的保温性好，热损失少。

7. 安装维护简便

   玄武岩管道连接方式有双密封圈承插连接、法兰连接、对接粘接等，弯头三通可现场制作。管道节长一般为12m，接头少，主要采用双“O”型橡胶圈承插连接，安装速度快。而且，玄武岩管道不需要进行防锈、防腐、绝缘等处理，对地埋管无需作阴极保护，可节约工程维护费用70%以上。

8. 设计灵活、适应性强

   玄武岩管道压力等级0.25—4.0MPa，可根据用户的各种要求，诸如各级流量与压力、机械性能、耐蚀、耐热、耐冷以及用于真空等而进行设计制造，灵活方便，适用范围较广。

玄武岩管道在地下管网改造中的应用优势

满足政策对管网质量和安全的要求

国家更换地下管网政策强调了管网的质量和安全，要求满足国家和地方安全规范，确保能够抵御地震、洪水等自然灾害以及人为破坏等潜在风险。玄武岩管道具有高强度、耐腐蚀、耐高温等特性，在高温高压下不易变形、开裂、爆裂和泄漏，因此使用寿命长，能够满足政策对管网质量和安全的要求。

符合政策对管网耐久性的要求

政策要求更新改造后的管网具有较长的使用寿命，减少后期维护和更换的成本。玄武岩管道设计使用寿命大于20年，而实际上，往往在使用了30多年以后还完好无损，并且在其使用寿命内是免维修的。在一些实际工程中，如华蓥市雨污分流工程中使用的玄武岩纤维复合管，进行氧化诱导实验，模拟户外气候条件进行加速老化实验，使用寿命可达50年左右，远高于传统管材的使用寿命。

适应政策对管网综合效益的要求

政策鼓励采用综合效益好的管材，以降低管网建设的总体成本。玄武岩管道具有优异的性能特点，其综合效益优越，尤其是管径越大，成本越低。综合效益是指由建设投资、安装维修费用、使用寿命、节能节钢等多种因素形成的总体成本长远效益。例如，玄武岩纤维给排水管道重量轻、强度高，运输方便，运输成本低；其内壁光滑，不结垢不锈蚀、对水质无二次污染，减少了水质处理成本；安装方便快捷、工期短、造价低，可节约工程维护费用70%以上。

玄武岩管道的应用案例

化工管道

在化工行业中，玄武岩管道凭借其出色的耐腐蚀性得到了广泛应用。传统金属管道在输送腐蚀性化工原料时，容易出现管壁变薄、渗漏甚至破裂等问题，而玄武岩管道能够长时间稳定运行，大大降低了维护成本，提高了生产效率。例如，在一些化工企业的原料输送管道中，采用玄武岩管道后，减少了管道的维修和更换次数，保障了生产的连续性。

海洋工程

在海洋工程中，如海上石油钻井平台、海水养殖设施等，玄武岩管道同样表现卓越。海水具有较强的腐蚀性，传统金属管道容易受到腐蚀损坏，而玄武岩管道能够有效抵御海水的侵蚀，延长设施的使用寿命。例如，在海上石油钻井平台的输油管道中，使用玄武岩管道可以减少因管道腐蚀导致的泄漏事故，保障了海洋环境的安全。

市政给排水管道

在市政给排水工程中，玄武岩管道也具有广阔的应用前景。其耐腐蚀、耐压、水流阻力小等优点，能够满足城市给排水系统的要求。例如，在一些城市的雨污分流工程中，采用玄武岩管道可以提高排水能力，减少城市内涝的发生。同时，玄武岩管道的内壁光滑，不易结垢，能够保证水质的安全。

结论与展望

玄武岩管道作为一种新型管材，在国家更换地下管网的政策背景下，具有诸多优势。其耐腐蚀性强、高强度、轻质高强、耐热抗冻性好、水力学特性优异、电热绝缘性好、安装维护简便、设计灵活适应性强以及综合效益好等特点，使其能够满足政策对管网质量、安全、耐久性和综合效益的要求。在实际应用中，玄武岩管道已经在化工、海洋工程、市政给排水等领域取得了良好的应用效果。

展望未来，随着国家对城市地下管网更新改造工作的持续推进，玄武岩管道有望得到更广泛的应用。同时，随着技术的不断进步和创新，玄武岩管道的性能将进一步提高，成本将进一步降低，为城市基础设施的建设和发展做出更大的贡献。