采用玻璃鋼涂層保護(hù)長輸管道外防腐在小凌河穿越施工中的應(yīng)用

楊兆平 張勇

摘 要：為了保證在特殊環(huán)境下長輸管道施工過程中外防腐層不受外力破壞，從而在施工時采取的行之有效，且完全能滿足現(xiàn)場需求，同時具有長期、穩(wěn)定保護(hù)管道的一種方法。

關(guān)鍵詞：玻璃鋼；長輸管道；河流穿越；保護(hù)；防腐層

1 概述

鐵嶺-錦西原油管道復(fù)線工程穿越小凌河，φ508管道、穿越長度1.968km，管溝挖深6～14m，小凌河枯水季水面寬度約170m，穿越處地質(zhì)取樣表明40m以內(nèi)均為卵、礫石，粒徑在20mm左右，含量在70%以上，經(jīng)計算，開挖沉管最大降排水量約103900m3/天。

2 方案確定

綜合分析穿越方案并結(jié)合以往經(jīng)驗，最終選擇大開挖圍堰導(dǎo)流，借鑒秦-沈管道施工經(jīng)驗，難點是穿越段地下水位高，最大降排水量大，在開挖沉管過程中很容易損壞管道防腐層，防腐補(bǔ)傷開挖排水工程量大，每處防腐層漏點補(bǔ)傷需發(fā)生施工成本費用初步測算在90萬以上。針對防腐層保護(hù)，多次探討，最后確定在管道防腐層外面涂覆玻璃鋼保護(hù)層的方法，以保護(hù)管道PE防腐層在沉管開挖施工過程中不被破壞。采用玻璃鋼作為防腐保護(hù)層，因它具以下性能優(yōu)點：①有輕質(zhì)高強(qiáng)的性能，比重只有1.4～2.0，而纖維纏繞玻璃鋼的拉伸強(qiáng)度可達(dá)300～500MPa，超過普通鋼的極限強(qiáng)度；②耐腐蝕性強(qiáng)；③可設(shè)計型好，可以通過不同的成型方法和模具方便地加工成所需形狀；④抗老化性強(qiáng)和阻燃性好、使用壽命長；⑤綜合造價低，玻璃鋼作為一種新型的功能性材料，由于所用原材量價格較高，一般來說，玻璃鋼設(shè)備的價格高于碳鋼和一些塑料，而低于不銹鋼和其他一些有色金屬；⑥施工工藝簡單、方便，適合大型、整體、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的現(xiàn)場施工操作。

為試驗玻璃鋼保護(hù)層實際防護(hù)效果，經(jīng)模擬試驗，涂覆2mm以上玻璃鋼防護(hù)層，挖掘機(jī)挖斗輕微刮擦、斗齒碰撞試驗良好，管道PE層均未損壞。

3 玻璃鋼防護(hù)層施工具體方案

3.1 方案簡介

具體運(yùn)用到管道防腐層保護(hù)中，玻璃鋼防護(hù)層從管道3PE向外由3部分組成，底層、中間加強(qiáng)層、面層組成。

3.1.1 底層：由底漆樹脂涂刷，主要達(dá)到滲透3PE里面，含膠量為100%，做界面層用的樹脂。

3.1.2 中間層：中間層防滲層，它由玻璃纖維布和樹脂組成，含膠量為60%～70%。

3.1.3 面層：由全環(huán)氧樹脂組成，主要起到纖維布絲孔填襯和防漏、耐磨作用，含膠量為100%。

3.2 工藝流程

3PE表面處理（清洗外表面，破面，增加粗糙面，便于黏接牢固）→涂刷底層（用羊毛輥涂刷）→固化→涂刷第二道→固化→采用連續(xù)法，加強(qiáng)玻璃纖維布到厚度→固化→修整（解決氣孔、積膠、毛刺等問題）→涂刷面層→固化→自檢→驗收。

3.3 接口處工藝

在管道3PE接口處清洗后，用鋼絲刷破面、劃毛，在錯茬高低不平處，樹脂膠泥進(jìn)行過渡，嚴(yán)禁破壞錯茬高處和低處持平，會破壞3PE防腐層；接口纖維布搭接要延伸到管道平處，搭接在50～100mm之間。

3.4 玻璃鋼固化

采用常溫固化，相對濕度不大于85%，并不得與水或其他腐蝕介質(zhì)接觸，固化要保證溫度均勻，防止急劇收縮固化。

3.5 質(zhì)量控制

在施工的全過程中進(jìn)行質(zhì)量檢查，各道工序間應(yīng)進(jìn)行互檢，發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)立即修整，合格后方可繼續(xù)施工。在常溫固化后，應(yīng)進(jìn)行全面質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷立即修補(bǔ)。

3.6 注意事項

3.6.1 表面處理到位

采用砂輪機(jī)或者鋼絲刷打磨，管道表面需打磨平整，驗收合格后，才能進(jìn)行下道工序。

3.6.2 玻璃鋼施工前的準(zhǔn)備及要求

（1）原材料采購應(yīng)檢查品種、規(guī)格、合格證書、檢查報告等，必要時要進(jìn)行分析檢驗。

（2）玻璃纖維制品易霉變，應(yīng)存放于通風(fēng)、干燥的地方。為了防止外形質(zhì)量受到影響，不應(yīng)重疊碼放。

3.6.3 施工環(huán)境要求

（1）施工時應(yīng)在15～30℃的條件下，施工溫度過低會造成玻璃鋼襯里層膠凝時間過長，膠液流動、變形，從而產(chǎn)生脫殼。但可用低溫固化劑、增加促進(jìn)劑用量改善。施工溫度過高，襯里固化過快，襯里表面過快膠凝，水分等不容易蒸發(fā)或溢出，而產(chǎn)生氣泡，可減少固化劑或者促進(jìn)劑調(diào)整。但應(yīng)注意，加入量應(yīng)不少于配方最低用量，否則應(yīng)停止作業(yè)。

（2）當(dāng)相對濕度大于80%時，應(yīng)停止襯里施工。應(yīng)避開雷雨季或室內(nèi)保溫很有必要。

（3）為了避免水汽凝結(jié)，在施工前，應(yīng)使基本或襯里的表面溫度比施工外部環(huán)境空氣露點溫度高出5℃，盡量避免起泡或者脫殼現(xiàn)象。

（4）避免在過堂風(fēng)場所施工，這樣就避免了灰塵并襯里層表面過早膠凝。同時應(yīng)避開塵土飛揚(yáng)的環(huán)境。

（5）應(yīng)避開陽光直射方向，避免裂紋產(chǎn)生。

3.6.4 涂刷環(huán)氧樹脂

根據(jù)產(chǎn)品說明書配比配置，充分?jǐn)嚢瑁o置30min使其熟化方可涂刷。涂刷應(yīng)按順序、均勻、細(xì)致、縱橫交錯進(jìn)行，不得漏涂，針孔氣泡等缺陷不能產(chǎn)生。

4 結(jié)論

有了玻璃鋼隔離層作為保護(hù)，經(jīng)現(xiàn)場試挖，在沉管下溝最深一級我們大膽采用帶水開挖沉管方法，穿越小凌河近2km，沉管下溝施工并小回填后，經(jīng)雷迪檢漏無一漏點，管道防腐層保護(hù)良好，解決了帶水沉管施工管道PE防腐層的保護(hù)難題，節(jié)省了最深一級2m開挖施工過程中的降水費用，節(jié)約費用支出約120萬元。

參考文獻(xiàn)

[1]何永雙.玻璃鋼管道施工中的質(zhì)量問題及解決方法[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011，31（4）：109-109.

[2]傅國棟.我國玻璃鋼工業(yè)發(fā)展回顧和問題探討[J].玻璃鋼/復(fù)合材料，1992，（4）：26-32.

（作者單位：1.遼寧省盤錦市興隆臺區(qū)遼河油田建設(shè)工程公司；2.陜西省西安市陜西省天然氣股份有限公司）