玻璃鋼管道在國(guó)外油氣田地面工程中的應(yīng)用研究

丁 馨 黃繼兵

中國(guó)石油天然氣第七建設(shè)有限公司 山東青島 266100

玻璃鋼管道是以樹(shù)脂、玻璃纖維、石英砂為原料，采用特殊工藝制作而成的非金屬管道。它具有耐腐蝕性強(qiáng)、水力特性好、質(zhì)輕而比強(qiáng)度高、不污染輸送介質(zhì)、安裝快捷、施工方法易于掌握等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，玻璃鋼管道在國(guó)外油氣田地面工程，尤其是中東、海灣地區(qū)的油氣田消防、開(kāi)閉排、取水、注水等系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

1 玻璃鋼管道常用連接形式

玻璃鋼管道的常見(jiàn)英文縮寫(xiě)有GRE、GRP、FRP、RTPR 等。玻璃鋼管道連接方式和部位的選擇，是根據(jù)業(yè)主提出的使用要求及工程特點(diǎn)由設(shè)計(jì)及管材制造廠家協(xié)商確定。其常見(jiàn)連接形式有：承插粘接（Adhesive- bonded joints）、對(duì) 接 包 纏 連 接（Laminated joints）、密封圈承插連接（帶/ 不帶鎖緊結(jié)構(gòu)）[Elastomeric bell- and- spigot sealed joints(with/ without locks)]、法蘭連接（Flanged joints）和螺紋連接（Threaded joints）。詳見(jiàn)圖1。

圖1 玻璃鋼管常用連接方式

1.1 承插粘接

承插粘接接頭是一種剛性接頭，由一個(gè)承口端和一個(gè)插口端組成。承插粘接接頭的材料成本最低，結(jié)構(gòu)效率高。這種接頭形式一般適用于低壓小口徑的管道。

1.2 對(duì)接包纏連接

對(duì)接包纏接頭是將玻璃絲、短切氈、玻璃布在樹(shù)脂的浸潤(rùn)下逐層纏貼在兩對(duì)接玻璃鋼管接口處。這種接頭方式最牢固，但程序復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)，多應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)非計(jì)劃性接頭及補(bǔ)口。

1.3 密封圈承插連接（帶/ 不帶鎖緊結(jié)構(gòu)）

密封圈承插連接接頭屬于柔性連接接頭，同樣由承口端和插口端組成。插口端有凹槽，安裝時(shí)將橡膠密封圈提前套入到清理干凈的凹槽內(nèi)，而后將整個(gè)插口端拉入到承口端內(nèi)，直至橡膠密封圈到位。密封圈通常設(shè)為兩道，根據(jù)需要也可以設(shè)為多道。在密封圈凹槽后部可以設(shè)置一圈或多圈的鎖緊插口，結(jié)構(gòu)就位后在鎖緊插口內(nèi)打入尼龍鎖緊棒起到固定作用。

密封圈承插連接接頭在結(jié)構(gòu)上比法蘭接頭更有效，但比承插粘接接頭費(fèi)用更高、更笨重。其優(yōu)點(diǎn)是可以在惡劣的工作條件下快速組裝。

1.4 法蘭連接

法蘭接頭便于與鋼管、設(shè)備接口、閥門(mén)等連接，便于管道系統(tǒng)的組裝和拆卸。通常使用兩種類(lèi)型的法蘭：固定式法蘭和松套式法蘭。一般情況下，應(yīng)盡量避免使用法蘭接頭，因?yàn)閺?fù)合材料法蘭對(duì)螺栓的對(duì)準(zhǔn)不良和扭矩過(guò)大非常敏感。

1.5 螺紋連接

螺紋連接是常采用的一種剛性接頭形式。為保證密封性，施工時(shí)常在內(nèi)外螺紋上涂抹粘接劑。這種接頭形式比普通承插粘接方式更可靠。

2 施工過(guò)程

玻璃鋼管道多埋于地下，其現(xiàn)場(chǎng)安裝的主要施工程序與普通地管安裝大致相同，都要經(jīng)過(guò)到貨驗(yàn)收、材料儲(chǔ)存、測(cè)量放線、管溝開(kāi)挖、管道組裝、水壓試驗(yàn)和管溝回填等工序。對(duì)于地上管道，不需要管溝開(kāi)挖回填程序，但要求管材本身具備防紫外線能力，避免陽(yáng)光照射加速樹(shù)脂老化而縮短管道壽命。

3 質(zhì)量控制要點(diǎn)

相對(duì)于其他金屬及非金屬管道來(lái)說(shuō)，玻璃鋼管道對(duì)施工過(guò)程精細(xì)程度要求更高，否則在試壓階段會(huì)出現(xiàn)大范圍的滲漏甚至泄露。因此，必須注重整個(gè)施工過(guò)程中的質(zhì)量管理，做好前期工作，避免在試壓階段發(fā)生大范圍的反口、補(bǔ)修。

3.1 到貨驗(yàn)收

首先在開(kāi)箱搬運(yùn)階段就需要采用專用工具，做好成品保護(hù)，避免金屬工具和野蠻搬運(yùn)造成的管道損傷。使用木材、橡膠等工具材料完成倒運(yùn)，禁止將金屬吊鉤直接鉤在管道端口,或用鋼絲繩捆扎管道。

3.2 材料儲(chǔ)存

用于地下的玻璃鋼管道不具備抗紫外線能力，在存放過(guò)程中要做好遮陽(yáng)。其使用的專用膠粘劑對(duì)儲(chǔ)存溫度要求較高，在環(huán)境溫度低于21℃或是環(huán)境溫度過(guò)高的情況下需要配置專用的保溫箱儲(chǔ)存。

3.3 管材清理與檢查

玻璃鋼管道接口前需要檢查管材本體是否有破損、開(kāi)裂，檢查連接斷口處表面是否光滑，有無(wú)縱向溝槽和直徑超過(guò)1.5～2.0mm 的氣泡。如果有的話應(yīng)進(jìn)行處理。

3.4 管道組裝

玻璃鋼管道組裝過(guò)程中一定要注意控制接口表面（包括密封圈、粘接劑）的清潔度，尤其是地下管道施工多在揚(yáng)塵嚴(yán)重的區(qū)域，因此在操作過(guò)程中要做好防護(hù)。同時(shí)，玻璃鋼作為易損件在施工過(guò)程中及最終就位前都要做好成品保護(hù)，避免因沒(méi)有及時(shí)加設(shè)支架，導(dǎo)致支承不夠而使管段承受額外應(yīng)力，最終造成系統(tǒng)泄漏。

為了應(yīng)對(duì)上述問(wèn)題，在做好技術(shù)交底，嚴(yán)格按工藝規(guī)程施工外，需要采用專用工具（例如帶扳手、造錐機(jī)、電加熱帶）達(dá)到更好的施工效果。

4 結(jié)論

目前國(guó)外工程中玻璃鋼管道的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，但因施工過(guò)程中質(zhì)量控制不足已造成多個(gè)項(xiàng)目實(shí)際投用的人力、費(fèi)用、工期遠(yuǎn)超預(yù)期。因此，需要在后續(xù)工程承接過(guò)程中提前認(rèn)識(shí)到玻璃鋼管道施工的特殊性及技術(shù)質(zhì)量控制要點(diǎn)，做好過(guò)程控制，最終達(dá)到滿意的施工效果。