原油管道聚氨酯泡沫、防水帽采購與加工問題探討

張學，紀軍

（中國石油工程建設有限公司華北分公司采購部，河北 任丘062552）

1 管道聚氨酯泡沫保溫

1.1 原料及工藝介紹

多異氰酸酯和組合聚醚俗稱“黑料”和“白料”，是管道發泡保溫的重要原材料，多用于小口徑原油管道的外層保溫。

通常情況下，生產聚氨酯泡沫塑料過程中所需的催化劑、發泡劑、泡沫穩定劑、阻燃劑等其他助劑均混合于聚醚多元醇中，共同構成白料。供貨廠家會與加工單位溝通施工工藝、設備狀況，結合生產時的環境溫度等調配白料，并在試生產過程中根據發泡成形情況不斷調整發泡劑等配方，以保證成品質量合格。

目前，行業通用的加工做法是采用“一步法”或“兩步法”的施工工藝，即在聚乙烯外護管與管道外壁形成的環形空間內按比例注入多異氰酸酯和組合聚醚，混合后的多異氰酸酯、組合聚醚在發泡劑的作用下均勻發泡并充滿整個環形空間，達到原油管道保溫防護目的。“一步法”或“兩步法”工藝的不同僅區別于聚乙烯外護管的形成與發泡過程是否在同一生產線同步完成，由于“一步法”較“兩步法”工作效率更高，所以“一步法”在行業內應用更加普遍。

1.2 存在問題及解決措施

對于EPC 總承包項目，多異氰酸酯和組合聚醚在采購和實施“一步法”工藝時，易存在以下方面的問題，其中對于質量責任的認定是問題解決的難點。

1.2.1 聚氨酯發泡管質量問題

1）成品聚氨酯發泡管易出現發泡不均勻、空洞、偏心等問題，較難達到相關標準驗收要求。GB/T 50538—2010《埋地鋼質管道防腐保溫層技術標準》中對保溫層的檢測要求為：保溫層檢驗主要是采用目測逐根檢查，保溫層應無收縮、發酥、開裂、燒芯等缺陷，不應有明顯的空洞。

2）傳統的發泡劑為CFC-11，成分中的氟利昂分子破壞大氣臭氧層，聯合國環境署已經禁用。國內外已經普遍應用141B、環戊烷或水作為發泡劑，即為無氟發泡劑。但141B 對溫度等因素更加敏感，反應性能不穩定，對成品發泡質量的穩定性影響較大。

3）管徑大小對成品發泡質量的影響。管徑越大對原料的反應時間、填充速度、管材送進速度等要求越高，質量越不易保證，管徑越小則反之。

1.2.2 由發泡管質量問題所引起的相關責任界定

1）多異氰酸酯和組合聚醚以原料液態供貨，經過加工后，該原料在發泡劑的作用下以固體泡沫形式呈現。發泡成品的質量受原料質量、原料配比、環境溫度、管線送進速度等多種因素的影響，出現質量問題，各環節責任不能準確界定。

2）目前，國內對多異氰酸酯和組合聚醚的原料檢測有相關檢測標準，但對于成品發泡管，除上面提到的外觀檢測外，缺乏詳細且具體的指標檢測標準。

3）多異氰酸酯和組合聚醚的供貨方和實施“一步法”加工的單位往往不是一家，由于質量問題不能準確界定責任方，所以EPC 總承包方對問題處理較為被動。

1.2.3 定額用量控制問題

1）對于原油管道建設EPC 項目，圖紙列明的材料數量依據《石油建設安裝工程預算定額》開具，但實際加工過程受生產線連續性、原料供應及時性等因素影響，實際需求量往往會超出定額數量，原料的采購成本有不可控風險。

2）由于對成品聚氨酯發泡管的質量責任不能清晰界定，故對質量問題所引起的材料損失，以及修補產生的材料投入、人員和機械投入等損失不易追索，EPC 費用控制風險較大。

1.2.4 解決措施

針對上述問題，建議保溫材料采購及施工分包時要從以下方面考慮：

1）建議將防腐保溫工程統一分包，即由施工分包單位統一負責多異氰酸酯和組合聚醚的供貨及保溫成品管加工工作，在分包之初做好分包價格測算以及黑料、白料用量控制等相關要求，由此解決對于保溫成品管質量問題無法界定責任方而給EPC 總包單位造成的被動局面，同時，降低由于需求用量無法把握以及修補投入等總體費用不可控的風險。

2）如不將多異氰酸酯和組合聚醚的原料采購統一交由施工分包單位采購的話，在單純實施原料采購時，要注意如下問題：

（1）優選優秀供應商，對投標人資格要求須在常規要求的基礎上，增加如下條款：

要求企業經營范圍符合石油管道發泡保溫的多異氰酸酯和組合聚醚制造商，或具有組合聚醚銷售資質的供應商；投標人須具有與建設項目加工鋼管規格管徑相同或大于的管徑原油管道項目供貨業績。

（2）招標文件的關鍵技術和商務要求。在對多異氰酸酯和組合聚醚實施采購的時候，招標文件和技術文件往往僅對原料自身的技術性能、技術指標做出詳盡的要求，即便招標文件會要求供貨廠家對成品加工工程全程指導，但不能將成品效果與廠家供貨聯系起來，一旦出現成品質量問題將無法確定責任人。所以在編制招標文件時，務必將發泡成型結果符合標準要求作為實質性條款，要求投標人響應和承諾。

2 防水帽介紹

輻射交聯聚乙烯防水帽，是在輻射交聯聚乙烯基材上復合熱熔膠制成。安裝于泡沫夾克管的兩端，通過外部加熱，達到熱熔膠熔點使之熔化，使大頭端與外夾克表層黏接，小頭端與基層防腐鋼管黏接，從而對泡沫管端部起到密封、防水作用，同時免受機械損傷、腐蝕等。

防水帽是原油保溫管道常用物資，由于其質量對管道發泡的防水功能影響較大，且需求量較大，所以一般由總承包單位實施采購。在采購時，視招標額度采用招標或詢價的采購方式。防水帽基材常見、加工技術簡單、單件金額較低，所以，一般不被特別重視，但隨著工程質量驗收越發嚴格，在質量驗收環節針對防水帽暴露出的問題越來越多。

2.1 防水帽生產、安裝常見問題

2.1.1 大小頭安裝后搭接長度小于技術要求

通常情況下，在防水帽的技術文件中會對材料的熱縮比和安裝后的搭接長度給出明確要求，如中國石油集團管道建設技術文件CDP-S-GUP-AC-012-2014-2《油氣儲運工程鋼質管道硬質聚氨酯泡沫塑料防腐保溫層技術規格書》中約定：防水帽的周向熱縮比（收縮后∶收縮前）應小于0.45，軸向收縮比（收縮后∶收縮前）應大于等于0.95。防水帽與防護層以及防水帽與防腐層的搭接長度均應不小于50mm。

防水帽材料受基材質量、膠層軟化點、烤制時的溫度、速度等因素的影響，其收縮后的搭接長度會有較大變化。也就是說，不同供貨商的產品，原材料本身的熱收縮率可能有所差別，加之烤制過程中時間、溫度控制等因素，共同作用下可能造成防水帽與防護層以及防水帽與防腐層的搭接長度收縮較大，如供貨廠家提供的產品不能合理考慮這些因素，不適當加長產品長度，很容易出現烤制安裝后搭接長度小于50mm 的情況。

2.1.2 搭接長度不足，責任問題無法界定

如本文2.1.1 問題所述，由于防水帽材料受原材料材質以及安裝條件的影響，可能出現烤制后的防水帽搭接長度不滿足驗收規范的要求。通常情況下，總承包單位負責防水帽的采購，防腐保溫施工分包單位負責防水帽安裝，在出現問題后，質量責任不易界定。

2.1.3 防水帽供貨進度不滿足安裝需求

國內生產防水帽的企業，考慮該產品市場需求的局限性，對于該產品的加工能力均設置得較小。加之該產品機械化加工程度低，多個環節依賴人工完成，所以產出效率較低。在防水帽的最后成型環節，通常為3 人一組相互配合。按一組加工能力測算，生產1 個防水帽的時間約1min，按每天工作8h 計算，1d 生產數量不到500 個。而采用“一步法”加工保溫管連續生產24h，可生產300 個，甚至更多，對防水帽的需求至少為600 個以上，再考慮防水帽的運輸時間，顯然防水帽的供貨進度與保溫管的產出速度不匹配，造成防水帽安裝人員窩工。尤其夏季生產防水帽，工人受環境溫度和作業中烤制高溫影響，生產效率更低[1]。

2.1.4 防水帽膠層厚度不足、不勻

安裝防水帽是通過外部加熱，達到膠熔點使之熔化后與搭接部位黏合的過程。所以，膠層厚度和均勻度將直接影響防水帽與防護層和防腐層的黏合質量。膠層在加工過程中是利用人工涂抹或機械貼（膠）片的方法與基材粘貼在一起，加工程度較粗，質量偏差不易做到精細把控，易造成膠層厚度不足和均勻性較差的情況。

膠層厚度不足以及均勻性差，會使烤制過程出現基材燒損、黏接不足等問題，無法達到防水帽密封、防水功能。不僅如此，還需更換材料，相應地引起材料損耗、人工時等費用增加。

2.2 采購注意事項

基于上述問題，總承包單位采購部門在進行防水帽采購時，需要注意以下問題：

1）在招標/詢價文件中務必明確，供應商提供產品在嚴格執行其提供的操作說明情況下，收縮后的搭接長度不得小于標準要求，否則視為產品質量問題。

2）在招標/詢價文件中要求供應商提供詳細的、具有指導性的操作說明，該操作說明至少應包含：烤制順序、烤制溫度、烤制時間、操作要領以及注意事項等，采購部門要組織人員對操作說明的可行性進行評審。

3）在招標/詢價文件中要求供應商首次提供技術指導。要求供應商在相應時間到場，并按操作說明實際指導施工分包單位工人操作。采購部門需對培訓過程予以視頻錄像，對培訓結果組織雙方書面簽署。

4）總包單位采購部門需提前啟動防水帽的采購工作，依據保溫鋼管加工進度，合理測算防水帽需求，要特別考慮防水帽潛在投標人的地理位置以及運輸時間。在招標/詢價文件中要明確批次最低交貨數量要求，必要時要求供應商增加生產組數量或延長工作時間。防水帽供應以確保滿足保溫管產出需求為基本目的，建議留有3d 以上的備用量。

5）防水帽越大即配套安裝的鋼管管徑越大，其生產、包裝和運輸能力越受限制，會加劇“供不應求”的情況。所以，在采購時，無論是基于運輸成本還是減少供貨進度的風險考慮，就近選擇防腐保溫供應商都是重要原則。

6）防水帽到場后，需委托有資質的第三方檢測機構對樣品進行檢測，各項指標應合格。這里需特別注意檢查膠層軟化點溫度是否與技術要求一致。

3 結語

本文詳細闡述了原油管道聚氨酯泡沫保溫加工過程以及防水帽安裝過程易出現的各類問題，并對涉及的主要物資在采購工作方面提出實施建議，旨在降低管理單位可能面臨的質量風險、費用風險及進度風險等。