大口徑鋼制管道玻璃鋼外護(hù)層泡沫保溫結(jié)構(gòu)補(bǔ)口技術(shù)

姜俊榮

（勝利油田勝利石油化工建設(shè)有限責(zé)任公司，山東東營(yíng) 257064）

大口徑鋼制管道玻璃鋼外護(hù)層泡沫保溫結(jié)構(gòu)補(bǔ)口技術(shù)

姜俊榮

（勝利油田勝利石油化工建設(shè)有限責(zé)任公司，山東東營(yíng) 257064）

大口徑管道玻璃纖維增強(qiáng)塑料 （玻璃鋼）外護(hù)層泡沫保溫技術(shù)，因其保溫效果好、抗壓強(qiáng)度高、抗腐蝕能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，近幾年在勝利油田熱電聯(lián)供工程中得到了較好的應(yīng)用，其現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口技術(shù)一直是影響工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，影響著管道的安全運(yùn)行。在分析勝利油田熱電聯(lián)供集中供熱二期工程玻璃鋼補(bǔ)口技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合勝利油田熱電聯(lián)供集中供熱三期工程，總結(jié)出一套新的玻璃鋼補(bǔ)口技術(shù)。文章詳細(xì)介紹了新的玻璃鋼外護(hù)管補(bǔ)口結(jié)構(gòu)、工藝流程、操作步驟和要點(diǎn)，該方法有效地提高了大口徑玻璃鋼外護(hù)直埋保溫管的補(bǔ)口質(zhì)量。

集中供熱工程；管道保溫；玻璃纖維增強(qiáng)塑料；外護(hù)層；補(bǔ)口技術(shù)

1 工程簡(jiǎn)介

勝利油田熱電聯(lián)供集中供熱三期工程——?jiǎng)俦鄙鐓^(qū)熱電聯(lián)供集中供熱工程，管道規(guī)格為DN600～1 000 mm，采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料 （玻璃鋼）外護(hù)層保溫管技術(shù)，供水管道保溫材料為聚異脲酸酯泡沫塑料，供水管泡沫能承受150℃的峰值溫度；回水管道保溫材料為普通聚氨酯泡沫塑料，回水管泡沫能承受140℃的峰值溫度。

在施工過(guò)程中，需要將單根保溫管道連接成工藝管道，接口處管道的保溫層施工質(zhì)量和玻璃鋼外護(hù)層的連接質(zhì)量，對(duì)管道的使用壽命、保溫性能起著至關(guān)重要的作用。如果接口處理不當(dāng)，就會(huì)造成接口處滲水，致使保溫層浸水破壞，故現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口的密封防水質(zhì)量是整個(gè)工程安全運(yùn)行成功與否的關(guān)鍵。

2 補(bǔ)口施工技術(shù)的特點(diǎn)

在勝利油田熱電聯(lián)供集中供熱二期工程采用的玻璃鋼外護(hù)直埋保溫管補(bǔ)口技術(shù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出一套新的玻璃鋼補(bǔ)口技術(shù)，用于熱電聯(lián)供集中供熱三期工程的施工中，該施工技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、便于施工，增強(qiáng)了可靠性，進(jìn)一步提高了補(bǔ)口質(zhì)量。

集中供熱二期工程采用的補(bǔ)口技術(shù)見(jiàn)圖1，可以簡(jiǎn)單概括為：采用預(yù)制套袖、現(xiàn)場(chǎng)手糊、內(nèi)外密封圈、臺(tái)階平滑過(guò)渡、澆注發(fā)泡及環(huán)向整體纏繞。在近幾年供熱管道運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了補(bǔ)口處浸水破壞保溫層的情況，對(duì)勝利油田基地集中供熱二期東主干線工程 （管徑1 000 mm，長(zhǎng)度6.4 km）約530處玻璃鋼補(bǔ)口中25處典型破壞的情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表1。

表1 供熱二期工程?hào)|主干線工程玻璃鋼補(bǔ)口缺陷統(tǒng)計(jì)

在勝利油田熱電聯(lián)供集中供熱三期工程中，我們采用了新的玻璃鋼補(bǔ)口技術(shù)，采用無(wú)堿玻璃纖維短切氈、無(wú)堿玻璃絲布、不飽和聚酯樹(shù)脂等材料代替擋環(huán)、內(nèi)外密封圈，以纏繞綁縛的形式補(bǔ)口，彌補(bǔ)了補(bǔ)口技術(shù)的缺陷，提高了補(bǔ)口質(zhì)量。

3 玻璃鋼外護(hù)直埋保溫管補(bǔ)口施工條件

焊接完成的管道經(jīng)檢測(cè)合格后，方可進(jìn)行補(bǔ)口施工。施工時(shí)，環(huán)境相對(duì)濕度應(yīng)低于80%，操作坑內(nèi)應(yīng)采取降水措施，使操作坑內(nèi)無(wú)積水、無(wú)淤泥，且操作坑底部距管底部不小于400 mm。

4 玻璃鋼外護(hù)直埋保溫管補(bǔ)口施工流程

4.1 玻璃鋼外護(hù)管補(bǔ)口結(jié)構(gòu) （見(jiàn)圖2）

4.2 玻璃鋼外護(hù)管補(bǔ)口工藝流程 （見(jiàn)圖3）

圖3 玻璃鋼外護(hù)管補(bǔ)口工藝流程

4.3 玻璃鋼外護(hù)管補(bǔ)口步驟及操作要點(diǎn)

4.3.1 人工防護(hù)

施工前，施工人員應(yīng)穿好工作服，戴上安全帽、手套、口罩等防護(hù)用具。

4.3.2 除銹

采用噴砂除銹工藝，除銹效果應(yīng)達(dá)到GB 8923-1988《涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)》中規(guī)定的Sa2.5級(jí)。若補(bǔ)口區(qū)域鋼管表面潮濕，應(yīng)用火焰加熱器除去水分再進(jìn)行除銹。

4.3.3 管端打毛

使用磨光機(jī)對(duì)保溫管管端打毛處理，打毛部分長(zhǎng)度不小于400 mm。

4.3.4 保溫管管端保溫層及補(bǔ)口部位處理

用磨光機(jī)將保溫層端面涂刷的防水劑去除，露出新鮮泡沫層端面。用風(fēng)管對(duì)補(bǔ)口部位進(jìn)行整體吹掃，除去浮塵。

4.3.5 配制不飽和聚酯樹(shù)脂

查看施工環(huán)境溫度，確定不飽和聚酯樹(shù)脂、催化劑和固化劑的添加比例。對(duì)不飽和聚酯樹(shù)脂、催化劑和固化劑進(jìn)行計(jì)量，并混合均勻。本著少配勤配的原則配制不飽和樹(shù)脂，同時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際天氣情況適當(dāng)調(diào)整固化劑添加量，保證在進(jìn)行下一道工序時(shí)不飽和樹(shù)脂不出現(xiàn)固化現(xiàn)象。

4.3.6 保溫管管端增強(qiáng)區(qū)施工

該區(qū)域由2層無(wú)堿玻璃纖維短切氈和4層無(wú)堿玻璃絲布構(gòu)成。先刷1層不飽和聚酯樹(shù)脂，然后貼1層無(wú)堿玻璃纖維短切氈 （寬度200～250 mm），涂刷不飽和聚酯樹(shù)脂浸透短切氈，然后再纏繞2層厚0.4 mm的無(wú)堿玻璃纖維布 （寬度200～250 mm）。樹(shù)脂應(yīng)涂刷均勻，浸透玻璃纖維短切氈和玻璃絲布。纏繞順序?yàn)椋?氈—2布—1氈—2布。

4.3.7 玻璃鋼套袖打毛

用磨光機(jī)對(duì)玻璃鋼套袖外表面進(jìn)行整體打毛處理，兩端的內(nèi)表面打毛長(zhǎng)度為150 mm，用切割機(jī)將玻璃鋼套袖切開(kāi)，玻璃鋼套袖內(nèi)外表面均應(yīng)保持清潔。

4.3.8 上套袖

將切開(kāi)的玻璃鋼套袖套在玻璃鋼補(bǔ)口區(qū)上，套袖與保溫管管端搭接長(zhǎng)度不小于100 mm。套袖切口搭接處應(yīng)處于補(bǔ)口區(qū)斜上方 （11點(diǎn)鐘或1點(diǎn)鐘方向）位置，套袖采取下壓上方式安裝。

套袖固定：利用綁扎帶將套袖箍緊后，在橫縫搭接處用電鉆均勻打7個(gè)孔，兩端各1個(gè)，中間平均分布5個(gè)，固定時(shí)應(yīng)先固定兩端的鉚釘，再依次固定其他鉚釘。

4.3.9 玻璃鋼套袖端頭與玻璃鋼外護(hù)管臺(tái)階處理

處理方式為貼2層無(wú)堿玻璃纖維短切氈，纏繞4層無(wú)堿玻璃絲布。先刷1層不飽和聚酯樹(shù)脂，然后貼1層無(wú)堿玻璃纖維短切氈 （寬度200～250 mm），涂刷不飽和聚酯樹(shù)脂浸透短切氈，然后再纏繞2層厚0.4 mm無(wú)堿玻璃纖維布 （寬度200～250 mm）。如果套袖橫縫處的縫隙過(guò)大，應(yīng)用帶有樹(shù)脂的氈或無(wú)捻粗紗填充密封，使套袖與外護(hù)管之間平滑過(guò)渡。

纏繞順序?yàn)椋?氈—2布—1氈—2布

4.3.10 玻璃鋼套袖橫縫處理

先刷一層不飽和聚酯樹(shù)脂，然后貼2層無(wú)堿玻璃纖維短切氈，并用不飽和聚酯樹(shù)脂浸透。

4.3.11 套袖整體纏繞玻璃鋼

鋼管直徑為800～1 000 mm時(shí)，纏繞結(jié)構(gòu)為2層無(wú)堿玻璃纖維短切氈，8層無(wú)堿玻璃絲布。纏繞順序?yàn)?氈—3布—1氈—5布；鋼管直徑為600～800 mm時(shí)，纏繞結(jié)構(gòu)為2層無(wú)堿玻璃纖維短切氈，5層無(wú)堿玻璃絲布。纏繞順序?yàn)?氈—2布—1氈—3布。

在補(bǔ)口區(qū)域整體纏繞玻璃鋼，纏繞長(zhǎng)度為1 300 mm （套袖長(zhǎng)700 mm，兩端各延長(zhǎng)300 mm）。在纏繞過(guò)程中要防止出現(xiàn)鼓泡現(xiàn)象，若出現(xiàn)鼓泡用手抹平或用刀挑開(kāi)。短切氈和纖維布以浸透為宜，防止樹(shù)脂過(guò)多造成下墜鼓泡。纏繞過(guò)程中應(yīng)拉緊、輥平、壓實(shí)玻璃絲布，并用膠輥及時(shí)補(bǔ)充樹(shù)脂，避免出現(xiàn)缺樹(shù)脂現(xiàn)象。

4.3.12 包敷塑料薄膜

待玻璃鋼表面樹(shù)脂不流淌時(shí) （不少于10 min），補(bǔ)涂不飽和聚酯樹(shù)脂后，對(duì)補(bǔ)口區(qū)整體纏繞塑料薄膜，纏繞塑料薄膜前的間隔時(shí)間視天氣和環(huán)境情況可適當(dāng)調(diào)整。

4.3.13 玻璃鋼固化

玻璃鋼固化時(shí)間視天氣和實(shí)際情況確定，一般不少于24 h。

4.3.14 打孔

用打孔器打泡沫料注料孔和排氣孔，孔徑約為25 mm，位置在套袖上方，間距300 mm。

4.3.15 氣密性試驗(yàn)

試驗(yàn)壓力0.02 MPa，穩(wěn)壓30 s，查看塑料薄膜是否有鼓泡現(xiàn)象，沒(méi)有鼓泡表明氣密性試驗(yàn)合格。若有漏氣，則將漏氣部位打毛，進(jìn)行補(bǔ)纏處理，直至氣密性檢驗(yàn)合格后再進(jìn)入下一工序。

4.3.16 聚異脲酸酯泡沫料的灌注與熟化

發(fā)泡時(shí)，等注料孔和排氣孔都有泡沫料溢出時(shí)，及時(shí)封堵，時(shí)間不少于3 min。泡沫熟化時(shí)間應(yīng)不少于20 min。

4.3.17 注料孔和排氣孔的封堵

封堵結(jié)構(gòu)由2層無(wú)堿玻璃纖維短切氈和8層無(wú)堿玻璃絲布構(gòu)成。泡沫熟化完成后，用磨光機(jī)將注料孔和排氣孔處的泡沫料清除掉，并對(duì)注料孔和排氣孔附近的玻璃鋼保護(hù)層進(jìn)行打毛處理，然后進(jìn)行無(wú)堿玻璃纖維短切氈和無(wú)堿玻璃絲布的纏繞，最后包敷塑料薄膜。纏繞順序?yàn)?氈—3布—1氈—5布。

4.3.18 補(bǔ)口完成

注料孔和排氣孔的封堵部位固化后，經(jīng)檢查符合要求后方可進(jìn)行回填。

5 結(jié)束語(yǔ)

本補(bǔ)口技術(shù)采用了與母材相同材質(zhì)的防腐保溫材料，有良好的粘結(jié)性能，可以實(shí)現(xiàn)工作管、保溫層、外護(hù)層三位一體，保證了外護(hù)層的整體密閉性和硬質(zhì)泡沫保溫層的完整性，使保溫層與外界完全隔絕，有效地提高了大口徑玻璃鋼外護(hù)直埋保溫管的補(bǔ)口質(zhì)量。

[1]CJ/T 129-2000，玻璃纖維增強(qiáng)塑料外護(hù)層聚氨酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管[S]．

Joint Coating Technique Using External Fiber Reinforced Plastics Layer to Protect Thermal Insulation Foam for Large Diameter Steel Pipeline

JIANG Jun-rong（Shengli Oilfield Shengli Petroleum and Chemical Construction Corporation， Dongying 257064,China）

Using external fiber reinforced plastics （FRP） layer to protect thermal insulation foam for large diameter steel pipeline has been effectively applied in thermoelectric cogeneration projects in Shengli Oilfield in recent years because of its advantages in thermal insulation effect,compressive strength and corrosion resistance.However,the technique of field joint coating is one of the key links,which affects engineering quality and pipeline operational safety.Based on the analysis on the FRP joint coating technique used in the phase II of centralized heating supply of Shengli Oilfield thermoelectric cogeneration project,a new FRP joint coating technique,which can effectively raise the joint coating quality of buried large diameter steel pipeline,is developed for the phase III project.The structure,process flow,operational steps and key points of the new joint coating technique are described in this paper.

centralized heating supply project;thermal insulation of pipeline;fiber reinforced plastics（FRP）;external protection layer;joint coating

TE973.3

B

1001－2206（2011）05－0050－03

姜俊榮 （1964-），女，山東蓬萊人，高級(jí)工程師，1986年畢業(yè)于石油大學(xué) （華東）石油儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，主要從事油田地面安裝工程、長(zhǎng)輸管道工程、灘淺海平臺(tái)和海底管道工程的施工技術(shù)管理工作。

2011-05-14