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    環氧粉末一步法防腐保溫管道防腐層補口技術優選

    2019-06-27 05:04:43

    埋地鋼質原油集輸管道防腐保溫結構包括瀝青玻璃布防腐一聚氨醋泡沫保溫一瀝青玻璃布防水、聚乙烯膠帶防腐一聚氨醋泡沫保溫一聚乙烯膠帶防水、環氧粉末防腐-一步法保溫防水、瀝青玻璃布防腐-一步法保溫防水、聚乙烯膠帶防腐-一步法保溫防水、聚乙烯膠帶防腐一聚氨醋泡沫保溫一瀝青玻璃布防水、瀝青玻璃布防腐一聚氨醋泡沫保溫一聚乙烯膠帶防水等多種方式,甚至還可采用環氧煤瀝青、聚丙烯膠帶防腐,采用巖棉、硅酸鹽等材料作為保溫層,結構形式多種多樣。結構不同,制作工藝不同,因此防腐、保溫、防水性能各異。

    上述防腐保溫結構在原油集輸管道上雖然還有應用,但人們普遍認可的是環氧粉末防腐-一步法保溫防水的方式(即涂覆環氧粉末防腐層的管線在保溫管預制廠生產線上同時進行聚氨醋發泡保溫和包覆聚乙烯夾克防水),其無論是制作工藝,還是防腐保溫性能,都是其他防腐保溫結構無法比擬的,目前環氧粉末防腐-一步法保溫防水方式已成為油田D159~426mm原油集輸管道的防腐保溫結構。無論哪種防腐保溫結構,管道的現場補口都是防腐保溫質量控制的難點,也是質量控制的關鍵。

    防腐補口技術優選

    環氧粉末防腐-一步法保溫防水結構的補口方式通常是熱收縮帶防腐一澆注聚氨醋泡沫保溫一熱收縮套(或帶)防水。這種補口方式中澆注聚氨醋發泡保溫、熱收縮套(帶)防水效果較理想,但用熱收縮帶作為防腐層補口卻存在一些問題,影響補口質量,成為管道防腐保溫質量的薄弱環節。華北油田對熱收縮帶、聚乙烯膠帶、無溶劑液體環氧涂層三種可用于環氧粉末防腐管防腐補口的材料進行了研究對比,認為無溶劑液體環氧涂層防腐補口具有較明顯的優點。

    1熱收縮帶防腐補口

    熱收縮帶(或套)作為聚乙烯夾克防腐管、3PE防腐管的補口技術已應用多年,主要優點是耐沖擊性能較好,但它作為環氧粉末防腐-一步法保溫防水結構的防腐補口卻存在著一些缺點。

    1)耐溫性能相對較低。原油集輸管道通常采用加溫輸送的方式,個別管段油溫可能會接近70℃,而熱收縮帶的膠層在該溫度下已基本失去粘接力,防腐性能會變差。這是由熱收縮帶膠層本身的性能決定的,其膠層屬于熱熔膠,需具備高溫流淌的特性,否則影響熱收縮帶制作過程中的成型及后續使用過程中的工藝性能。

    2)與管體防腐層相容性較差。熱收縮帶的膠層主要由丁基橡膠、EVA類主材添加增豁劑、保濕劑、抗氧劑、著色劑等復配而成,與管體環氧粉末防腐層只是物理粘接。

    3)補口施工質量不易保證。熱收縮帶補口操作主要是人工烘烤,各部位很難烘烤一致。在進行熱收縮帶(套)補口質量調研時發現管線頂部、底部及兩側部位剝離強度完全不一樣,有的部位粘接較好,有的部位較差,甚至沒有粘接力;即使是相同的部位,不同的人員操作也同樣存在粘接力的差異。另外,還容易出現加熱不夠或溫度過高,造成熱熔膠未熔透或產生聚乙烯焦化的現象。

    4)補修處質量較差。按照有關標準要求,熱收縮帶補口后需要進行性能檢測,檢測項目包括外觀、漏點和粘接力。外觀、漏點為逐根檢測項,粘接力為每100道口抽測1道。外觀、漏點檢測為非破壞性檢測,規定為逐根檢測,而粘接力測試為破壞性檢測,需要破壞補口防腐層,所以規定一定數量后抽測1根。粘接力是熱收縮帶補口防腐的重要性能指標,沒有逐根檢測對補口性能不能進行有效、可靠的把控,難以確認每道口補口質量如何。另外,對于抽測后剝開部位的修補,目前也沒有可靠的方法,修補處會成為整道口的薄弱環節,抽測得越多,不可靠處越多。

    (5)成本較高。熱收縮帶防腐補口成本較高,對于D273mm環氧粉末防腐-一步法保溫防水管線而言,僅防腐補口用熱收縮帶每口就需100元左右的費用。

    2無溶劑液體環氧涂層防腐補口

    眾所周知,環氧涂層具有很好的防腐蝕性能,但直接與土壤接觸時,由于耐沖擊性能較差,目前除雙層環氧涂層外已很少使用。若采用無溶劑液體環氧涂層防腐、現澆聚氨酷泡沫保溫、熱收縮帶(套)防水的補口方式,無溶劑液體環氧防腐層受保溫層和防水層的保護不直接與土壤接觸,可發揮優異的防腐蝕性能。

    無溶劑液體環氧涂層防腐補口的主要優點:

    (1)補口防腐層與管體防腐層一致。管體防腐層材料為環氧粉末,補口防腐層采用無溶劑液體環氧涂層,兩者均為環氧樹脂材料,只是外觀和加工工藝不同,涂層性能基本相同,相容性好,可形成一個整體。

    (2)主要性能容易控制。補口處噴砂除銹合格后,可采用刷涂、噴涂等方式涂覆無溶劑液體環氧涂料,涂覆道數可據實際情況確定,直至達到300μm或400μm(加強級)厚度以上。防腐涂層現場施工的性能檢測主要有涂層厚度和涂層漏點兩項,簡便易行。如果需要抽測補口防腐涂層的附著力,涂層也易于修復,且修復后能與原涂層形成一體,不影響原涂層性能。

    (3)與管線主體防腐層耐溫性能一致。無溶劑液體環氧涂料與管線主體防腐層用環氧粉末都屬環氧類涂料,兩者耐溫性能基本相同,可耐80℃高溫,防腐性能受原油加熱溫度的影響較小。

    (4)成本相對較低。無溶劑液體環氧涂料每噸市場價相對較高,但每道口用量很少,加強級防腐涂層厚度≥400μm即可,所以每道口防腐成本比熱收縮帶低。以D273mm管線為例,每道口用量約0.16kg,折合人民幣8元左右,而采用熱收縮帶補口涂層,則需要100元左右。

    無溶劑液體環氧涂層防腐補口的主要缺點:

    (1)采用人工刷涂或噴涂,涂層厚度的均勻性很難保證,需要進行多點位的測厚、補涂。

    (2)現場施工受雨雪天氣影響較大。

    1.3聚乙烯膠帶防腐補口

    聚乙烯膠帶防腐補口的主要優點:

    (1)現場施工比較方便??芍苯硬捎萌斯だp繞、輥壓成型,一般不需要加熱烘烤。

    (2)成本相對較低。按加強級聚乙烯膠帶防腐計算,膠帶厚度為1.0mm,以D273mm管線為例,用量約0.3kg,加上底漆的費用,每道口不超過10元。

    聚乙烯膠帶防腐補口的主要缺點:

    (1)耐溫性能相對較低。聚乙烯膠帶主要有兩種生產工藝:一是聚乙烯膜層與膠層共擠出熱復合而成;二是膠層擠涂在經過極化處理的聚乙烯膜上輥壓而成。聚乙烯膠帶的膠層與熱收縮帶類似,也屬于熱熔膠,只是膠中含有保濕組分,使其具備了不干膠的性質。

    (2)現場施工質量不易保證。由于現場補口作業空間所限,膠帶纏繞用力的均勻性很難保持一致,膠帶的粘接性能也就不均勻。另外,纏繞過程容易形成皺褶、空鼓等缺陷。

    (3)與管體防腐層相容性較差。聚乙烯膠帶的膠層與熱收縮帶的膠層類似,配方組分基本相同,只是組分的用量存在差異,因此與管體環氧粉末防腐層的相容性也較差。

    (4)粘結強度較差,防水性能低,受施工環境影響較大,耐沖擊、抗拉伸強度較低。

    2無溶劑液體環氧涂層防腐補口的應用

    華北油田在馬一任管線建設過程中采用無溶劑液體環氧涂層作為環氧粉末防腐-一步法保溫防水結構管道的防腐層補口,與熱收縮帶相比,施工工藝、補口質量、補口成本等都具有一定的優點。

    無溶劑液體環氧涂層防腐補口施工工藝:管體除銹處理一除銹質量檢測一涂刷無溶劑液體環氧涂料一濕膜,干膜測厚一檢漏一補涂。

    質量控制包括:

    (1)外觀控制。補口涂層外觀應平整、光滑,無流掛、裂紋、起包、氣孔等現象。

    (2)厚度控制。按加強級防腐標準,涂層厚度不低于400μm。用磁性測厚儀逐根多點檢測,對厚度不符合要求的進行補涂。

    (3)漏點控制。用電火花檢漏儀逐根檢測,檢漏電壓不低于2kV(5V/μm)。發現漏點,對漏點部位進行補涂。

    (4)附著力檢測。在試片檢測合格的基礎上進行附著力檢測,具體參照行業標準。

    結論

    (1)通過對三種常用補口防腐層的耐溫性能、施工工藝、質量控制、補口費用與管體防腐層相容性等方面的研究分析,得出無溶劑液體環氧涂層作為環氧粉末防腐-一步法保溫防水結構管道的防腐層補口具有比較明顯的優點。

    (2)經現場應用可知,除極端天氣外,無溶劑液體環氧涂層補口技術能夠滿足現場施工的要求,使用效果較好。


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