低溫環(huán)境管道3PE防腐補口技術(shù)研究

一、編制依據(jù) 1、《埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》sy/t0413-2002； 2、《輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶（套）》sy/t4054-2003； 3、《油氣長輸管道工程施工及驗收規(guī)范》gb50369-2006； 二、補口施工措施 1、補口準(zhǔn)備 1)熱收縮帶表面應(yīng)平整，無氣泡、麻坑、裂紋，無氧化變質(zhì)現(xiàn)象，用測厚儀， 測定其厚度應(yīng)大于或等于設(shè)計規(guī)定的厚度。熱收縮套（帶）膠層應(yīng)無裂紋，內(nèi)襯護(hù)薄 膜應(yīng)完好。 2)用篩子篩選石英砂，用于噴砂除銹。砂子顆粒均勻，粒徑在2～4mm，無泥土 草棍等雜質(zhì)。 3)空壓機運轉(zhuǎn)良好，壓縮機排量不小于6m3/min。 4)加熱用液化氣火焰加熱器，液化氣鋼瓶輸出壓力應(yīng)滿足施工要求（p≧ 0.15mpa）。 5)準(zhǔn)備好卷尺、紅外線數(shù)字測溫計(量程為：0～300℃)、壓輥、棉紗及木楔等 材料。 2、管道防腐表面的清理 1)將焊口及兩側(cè)涂

基于高寒凍土地區(qū)氣候地質(zhì)特點對防腐層特殊需求進(jìn)行分析,通過調(diào)研國內(nèi)外3pe防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),分析相關(guān)技術(shù)指標(biāo),提出3pe防腐層在高寒凍土地區(qū)應(yīng)用時必須具備的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。決定3pe防腐層應(yīng)用效果的關(guān)鍵參數(shù)為低溫斷裂伸長率、低溫脆化、硬度、耐磨性、低溫沖擊韌性、低溫彎曲性能、低溫剪切強度及抗凍融循環(huán)性能。上述各關(guān)鍵參數(shù)必須具有優(yōu)良的性能,才能保證3pe防腐層在高寒凍土環(huán)境的良好應(yīng)用。

西氣東輸二線部分管道采用x80直縫鋼管,常規(guī)的3pe防腐層涂敷過程會對x80直縫鋼管力學(xué)性能產(chǎn)生不利的影響。針對x80直縫鋼管對防腐層的涂敷溫度要求,研究了可在低溫下(在185～195℃溫度范圍內(nèi))固化的3pe防腐涂層及低溫涂敷工藝,而涂層的性能能夠達(dá)到常規(guī)涂敷(200～230℃涂敷)的3pe防腐層性能,滿足西氣東輸二線管道工程對3pe防腐層的防腐性能要求。

在對管道3pe防腐層的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)sy/t4013—95進(jìn)行修訂過程中,根據(jù)實際生產(chǎn)應(yīng)用需要,對防腐層厚度指標(biāo)進(jìn)行了重新研究。通過詳細(xì)研究國外pe防腐層厚度確定依據(jù),并調(diào)研分析國內(nèi)3pe防腐管的實際應(yīng)用情況,認(rèn)為應(yīng)該繼續(xù)沿用依據(jù)德國din30670標(biāo)準(zhǔn)制定的3pe防腐層厚度指標(biāo);同時通過實際涂敷試驗和檢測分析,認(rèn)為可以適當(dāng)降低焊縫部位防腐層的厚度要求(不得低于管體防腐層厚度規(guī)定值的70%)。該研究結(jié)果作為新版技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)sy/t0413—2002及有關(guān)的管道工程企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容,在近兩年的實際應(yīng)用中取得了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益

針對3pe涂層在國內(nèi)管道工程應(yīng)用中存在剝離的現(xiàn)象,對國內(nèi)外3pe涂層相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)格書進(jìn)行了對比分析。從涂層結(jié)構(gòu)、原材料指標(biāo)、涂裝工藝評定和涂裝表面要求及質(zhì)量檢驗等四個方面,對比分析了主要技術(shù)指標(biāo)的差異,重點考察了環(huán)氧層、表面要求以及長期陰極剝離等指標(biāo)對3pe涂層質(zhì)量控制的影響,提出了今后需要進(jìn)一步改進(jìn)的性能指標(biāo)。

-173- 解決3層pe管道現(xiàn)場補口問題勢在必行 王芷芳 （天津大學(xué)材料學(xué)院天津300072） 摘要：本文從3層pe管道現(xiàn)場補口暴露出來的大量問題，對管道防腐質(zhì)量擔(dān)憂；認(rèn)為gb/t23257-2009《埋 地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》要求不嚴(yán)格也導(dǎo)致補口質(zhì)量的下降；根據(jù)現(xiàn)場條件文章介紹一種較好的 防腐材料，簡便的施工工藝，結(jié)合現(xiàn)場應(yīng)用實例，將管道防腐水平提高一步。 關(guān)鍵詞：管道腐蝕3lpe補口結(jié)構(gòu)新材料新工藝現(xiàn)場應(yīng)用實例介紹 1金屬管道的腐蝕原因 外腐蝕是管道防腐層破損或失粘剝離而陰極保護(hù)欠保護(hù)或不起作用情況下發(fā)生的，特別是 防腐層出現(xiàn)剝離，在地面上測得保護(hù)電位正常，但腐蝕在剝離層下方繼續(xù)進(jìn)行，具有極強的隱 蔽性和危害性。發(fā)生在涂層老化剝離或3層pe熱收縮套/帶與管體黏接不良造成的剝離。眾所

3PE防腐鋼管的pe技術(shù)

針對目前國內(nèi)埋地鋼質(zhì)管道3層結(jié)構(gòu)pe防腐層補口施工中存在的缺陷和西氣東輸管道工程建設(shè)的需要,開發(fā)了一套適用于較大口徑管道3層pe防腐層的防腐補口技術(shù)。該補口技術(shù)采用熔結(jié)環(huán)氧粉末、共聚物底膠中間層和聚乙烯外保護(hù)層3層體系的補口施工工藝和技術(shù),解決了采用一般熱收縮帶補口時,在土壤應(yīng)力作用下,補口防腐層易產(chǎn)生滑移,致使補口防腐層與管體防腐層黏接失效的問題,提高了補口防腐層的等級,可以滿足國內(nèi)大口徑管道3層pe防腐層的補口要求。

3pe外防腐鋼管 1.通用性要求 鋼管應(yīng)符合《石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管》gb/t9711標(biāo)準(zhǔn)或《輸 送流體用無縫鋼管》gb/t8163標(biāo)準(zhǔn)。鋼管外防腐應(yīng)符合《埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯 防腐層》gb/t23257標(biāo)準(zhǔn)三層結(jié)構(gòu)擠壓聚乙烯防腐層加強級防腐要求。 2.技術(shù)參數(shù)要求 （1）鋼管材質(zhì)為l245psl1/psl2或20#鋼，加工長度12米/根。無縫鋼管 應(yīng)選擇寶鋼、鞍鋼、衡鋼或萊鋼等規(guī)模鋼廠生產(chǎn)的鋼管；焊接鋼管應(yīng)選擇寶鋼、 金洲或勝利湘鋼焊制的鋼管（若選用其他廠家焊制的鋼管，需經(jīng)我司評審合格后 方可選用），焊制鋼管應(yīng)采用寶鋼、鞍鋼、首鋼、武鋼、湖南華菱或江蘇沙鋼生 產(chǎn)的鋼板。 （2）鋼管采用三層pe加強級外防腐。 （3）鋼管兩端留10～12厘米非防腐段，且非防腐段須涂可焊油漆及管端接 口進(jìn)行約350坡口處理。 3.廠家資質(zhì)要求 注冊資本為5000萬

熱煨彎管的防腐一直是埋地管道防腐的薄弱環(huán)節(jié),直接影響管道的使用壽命。防腐性能優(yōu)異的3pe防腐層在直管防腐中廣泛采用,而熱煨彎管3pe防腐在國內(nèi)外還是空白。文章就熱煨彎管3pe防腐進(jìn)行了研究,熱煨彎管3pe防腐層由環(huán)氧粉末底層、共聚物膠中間層和聚乙烯表層組成。共聚物膠和聚乙烯在工廠內(nèi)加工成一定寬度和厚度的復(fù)合pe帶,在防腐作業(yè)線上采用行星式纏繞機按照冷帶熱纏工藝進(jìn)行防腐作業(yè);環(huán)氧粉末采用高壓靜電噴涂。文中還對除銹和防腐的兩套圓環(huán)型自動控制作業(yè)線進(jìn)行了闡述。

隨著3pe防腐層在埋地鋼質(zhì)管道的大量使用,其缺陷也開始逐步暴露,主要表現(xiàn)為防腐層的剝離。本文就造成埋地鋼質(zhì)管道3pe防腐層剝離的因素:自身缺陷、剝離電位、水和氧的滲透等方面進(jìn)行探討。

介紹了國外3pe防腐技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用以及我國3pe防腐設(shè)備的引進(jìn)、吸收、國產(chǎn)化的發(fā)展過程和在石油天然氣管道建設(shè)中的使用情況。闡述了3pe防腐標(biāo)準(zhǔn)的制訂過程,埋地鋼質(zhì)管道防腐采用3pe結(jié)構(gòu)的可靠性。在市場經(jīng)濟(jì)條件下,對3pe防腐采用的原料質(zhì)量和要求、現(xiàn)用標(biāo)準(zhǔn)存在的問題、涂敷工藝過程的質(zhì)量控制等提出了意見和建議。

隨著國內(nèi)與俄羅斯及中亞等國能源合作的深入,高緯度(高寒)地區(qū)的管道施工技術(shù)越來越被人們所重視,統(tǒng)計資料顯示高寒地區(qū)防腐保溫管道現(xiàn)場補口技術(shù)是影響管道安全運行關(guān)鍵技術(shù)之一。針對高寒地區(qū)防腐保溫管道現(xiàn)場補口技術(shù)難題,在材料的選擇、現(xiàn)場補口機具的研制及現(xiàn)場補口工藝的試驗研究等方面做了大量的研究試驗工作,在多個方案中進(jìn)行優(yōu)化篩選,最終選出最優(yōu)方案并成功應(yīng)用于中哈、漠大等管線部分標(biāo)段的現(xiàn)場補口,跟蹤測試各項指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求,取得了良好效果。

工程技術(shù)交底記錄 共2頁第1頁 單位工程名稱 古交（清徐）至太原煤層氣管 道施工工程四標(biāo)段 交底時間 施工單位中化二建集團(tuán)有限公司交底部位樁a080a104 工序名稱管道防腐 交底提要：防腐工藝要求 交底內(nèi)容： 1、除銹 1.1本工程采用噴砂除銹。噴砂采用的壓縮空氣應(yīng)干燥潔凈，不得含有油污和水分，并經(jīng) 以下方法檢驗合格方可使用：將白布和白漆靶板置于壓縮空氣流中1min，其表面用肉眼觀 察無油、水等污跡。 1.2噴砂的砂粒采用石英砂，應(yīng)干燥潔凈、無油污、雜物；含水量應(yīng)小于1%。 1.3噴砂除銹后，鋼材表面應(yīng)無可見的油脂和污垢，并且沒有氧化皮、鐵銹、涂料涂層和 異物，任何殘留的痕跡應(yīng)僅是點狀或條紋狀的輕微色斑。金屬表面應(yīng)呈均勻的粗糙度。 1.4管線除銹自檢合格后在2小時內(nèi)通知監(jiān)理工程師進(jìn)行檢查，合格后方可進(jìn)行涂漆工序。 表面

鋼質(zhì)管道3pe防腐層是性能優(yōu)異的管道防腐層,其生產(chǎn)自動化程度高,施工速度快,易于施工管理和質(zhì)量控制。本文對鋼質(zhì)管道外3pe防腐層生產(chǎn)施工中的質(zhì)量控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行論述和總結(jié)介紹。

遼河油田雙6儲氣庫工程采用雙金屬復(fù)合管作為單井注采管道和采氣干線管道,這種內(nèi)壁為不銹鋼,能夠有效防止co2對鋼管內(nèi)壁的腐蝕,但是鋼管外壁仍然需要3pe防腐層保護(hù)鋼管免遭自然環(huán)境的腐蝕。這種鋼管3pe防腐具有鋼管管壁厚,最高加熱溫度低等難點,為保證順利完成雙金屬復(fù)合管的防腐預(yù)制任務(wù),我們進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān),通過增加中頻加熱器,選擇新材料進(jìn)行工藝性試驗等措施,最終完滿完成了雙金屬復(fù)合管的防腐預(yù)制任務(wù)。

研究開發(fā)了一種適用于大口徑埋地鋼質(zhì)管道3層pe防腐層的補口技術(shù)。通過對管道補口部位預(yù)熱時加熱溫度、加熱時間對管體防腐層性能的影響,確定加熱方式和加熱工藝參數(shù),對環(huán)氧粉末涂料配方進(jìn)行了改進(jìn)。由于將pe及共聚物膠粘劑涂敷到補口部位,是施工的技術(shù)難點,本文對噴涂共聚物膠粘劑粉末時,pe采用注模工藝、纏繞pe復(fù)合帶工藝及膠粘層+pe復(fù)合帶工藝分別進(jìn)行了研究,得出使用膠粘層+pe復(fù)合帶工藝可達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)要求的結(jié)論。

本文將詳細(xì)介紹3pe防腐鋼管的防腐工藝，包括其原理、施工步驟和應(yīng)用范圍等內(nèi)容。通過了解3pe防腐鋼管的相關(guān)知識，可以為建設(shè)工程領(lǐng)域的防腐工作提供參考和指導(dǎo)。

國內(nèi)傳統(tǒng)主力油田已經(jīng)進(jìn)入高含水開發(fā)期,由此引發(fā)注采系統(tǒng)和集輸系統(tǒng)嚴(yán)重的管道腐蝕問題。介紹了油氣管道內(nèi)防腐技術(shù),包括管材耐蝕材料選擇機理、緩蝕劑加注技術(shù)、內(nèi)涂層和內(nèi)襯里技術(shù)等。并提出針對后腐蝕現(xiàn)象,可以采用局部修補技術(shù)對管道破損部位進(jìn)行維護(hù),以延長管道的使用壽命。為保障油氣管道安全生產(chǎn)運行,應(yīng)進(jìn)一步研究管道內(nèi)腐蝕機理,開發(fā)經(jīng)濟(jì)有效、環(huán)境友好的管道內(nèi)防腐新技術(shù)。

管道3pe防腐涂層使用的聚乙烯專用料在國內(nèi)外輸油、氣工程中得到了廣泛的應(yīng)用,但對其熱性能的研究鮮見報道。采用熱重分析,結(jié)合coats-redfern法對熱分解過程進(jìn)行了研究,用紅外光譜、力學(xué)拉伸等方法考察了不同加熱溫度對聚乙烯專用料的性能和組成的影響。研究結(jié)果表明:當(dāng)熱分解溫度達(dá)到315℃以上時,聚乙烯專用料的失重速率迅速變大,371℃時失重速率達(dá)到最大;coats-redfern法適用于聚乙烯專用料的熱分解動力學(xué)分析,整個熱分解過程可分為四個階段,其中第三失重階段范圍為316～402℃,活化能最高達(dá)到167.9kj/mol,樣品質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化也最大,即從96.1%降低到12.0%;在245℃以上處理1h時,聚乙烯專用料的力學(xué)性能呈明顯下降趨勢,性能的下降主要是由于芳香族化合物及氧化產(chǎn)物的生成。

通過工程實例對堿性環(huán)境下建筑結(jié)構(gòu)材料的腐蝕作用和加固方法進(jìn)行了探討,針對強堿環(huán)境和構(gòu)件材料的具體條件,采取了耐堿腐蝕的防腐材料和防腐工藝做法,并針對強堿環(huán)境下不同構(gòu)件因腐蝕造成的強度損失的具體條件以及荷載的作用情況采取了多種補強及加固方法,(如:鋼筋混凝土采大型屋面板用高強環(huán)氧防腐砂漿抹面的防腐方法;鋼平臺、鋼支撐采用刷70-h環(huán)氧鐵紅防腐涂料、h06-3環(huán)氧云鐵防銹漆的防腐方法;鋼筋混凝土屋架、平臺梁采用采用碳纖維布粘貼,外刷rp-w防腐砂漿的防腐方法;赤泥車間還采用了卸除部分荷載和粘貼碳纖維相結(jié)合的方法等),經(jīng)長期實踐應(yīng)用證明取得了較好的防腐和加固效果.

本文介紹了一種防腐支架在大口徑3pe熱收縮帶補口施工中的應(yīng)用技術(shù),為今后大口徑管道工程施工提供了經(jīng)驗。