管道3LPE防腐层技术的研究与应用进展

文章介绍了3LPE防腐层及其配套热收缩带补口技术研究和应用的最新进展,包括3LPE防腐层应用问题的调查研究、新版国家标准的技术要求、低温涂敷3LPE技术、粉末喷涂型3LPE技术、热煨弯管3LPE防腐技术、热收缩带技术改进研究等。     

聚乙烯热收缩带补口应用现状及施工工艺

为提高在役管道3 LPE防腐层的补口质量,减少由于热收缩带补口失效导致的管体腐蚀现象产生,保证管道防腐层的完整性,有必要了解热收缩带补口结构及补口材料的组成和性能,识别影响热收缩带补口质量的主要因素。通过对国内外管口加热方式、热收缩带安装方式的比较,明确了干膜型热收缩带和中频加热设备相结合的补口施工工艺有着湿膜安装和手工火焰加热工艺所不具备的优势,可以有效预防和控制补口失效,减缓管体腐蚀。最后,对热收缩带补口施工流程和质量检验的要求做了简单介绍。     

环氧粉末一步法防腐保温管道防腐层补口技术优选

为解决埋地钢质环氧粉末一步法防腐保温管道防腐层补口质量缺陷,从补口防腐层的耐温性能、施工工艺、质量控制、补口费用与管体防腐层相容性等方面研究了环氧粉末一步法防腐保温管道目前常用的几种防腐补口技术的优缺点。通过研究可知,无溶剂液体环氧涂层防腐补口技术具有较明显的优势,其施工工艺简便、质量可靠、造价低、综合性能好,同时可避免热收缩带、聚乙烯胶带防腐补口存在的一些缺点。现场应用证明,除极端天气外,无溶剂液体环氧涂层补口技术能够满足现场施工的要求,应用效果较好。     

埋地钢质管道三层结构PE防腐层配套补口技术

针对目前国内埋地钢质管道3层结构PE防腐层补口施工中存在的缺陷和西气东输管道工程建设的需要,开发了一套适用于较大口径管道3层PE防腐层的防腐补口技术。该补口技术采用熔结环氧粉末、共聚物底胶中间层和聚乙烯外保护层3层体系的补口施工工艺和技术,解决了采用一般热收缩带补口时,在土壤应力作用下,补口防腐层易产生滑移,致使补口防腐层与管体防腐层黏接失效的问题,提高了补口防腐层的等级,可以满足国内大口径管道3层PE防腐层的补口要求。     

管道防腐补口技术的进展及施工要求

介绍了国内管道补口防腐技术的进展及施工要求,重点论述了当前应用较多的3PE防腐层配套的热收缩带补口施工技术及存在问题。     

燃气管道热收缩带补口失效的故障树分析

热收缩带广泛应用于燃气管道3PE防腐层补口,良好的补口是燃气管道防腐层质量的保障。通过建立燃气管道热收缩带补口失效的故障树,运用布尔代数求出补口失效故障树的最小割集,计算出各个基本事件的结构重要度系数,并按照结构重要度系数的大小对各个基本事件进行了排序。文章通过故障树分析,得出了热收缩带补口失效的原因,得到了热收缩带补口失效的主要危险源,并从三个方面提出预防和控制热收缩带补口失效的建议。     

管道外防腐层补口技术国家标准与国际标准对比分析

从管道补口防腐层的分类、补口材料、补口防腐层的施工以及补口防腐层的性能指标,对比分析了GB/T 51241-2017和ISO 21809-3:2016关于管道外防腐层补口技术的规定。相比GB/T 51241-2017,ISO 21809-3:2016针对补口类型分类更详细;对于热收缩材料补口防腐层,ISO 21809-3:2016中设计温度规定更细致,GB/T 51241-2017对热收缩材料厚度的规定更为具体,并且还规定了原材料的性能要求;两个标准对热收缩材料补口防腐层的表面预处理要求以及施工工艺规程基本相同;在施工环境和热缩材料在管体防腐层的搭接量的规定上,GB/T 51241-2017更为严格。对于热收缩材料补口防腐层的性能指标方面,ISO 21809-3:2016增加了压痕抗力、搭接剪切强度等性能指标,两个标准对热收缩材料补口防腐层耐阴极剥离性能要求基本一致。     

管道热收缩带补口失效原因分析及相关对策研究

辐射交联聚乙烯热收缩带补口是国内外公认的三层PE管道防腐层补口技术中较为成熟、可靠的方式,而且国内外许多工程实例的应用效果也很好。针对目前国内部分管道三层PE防腐层热收缩带补口出现的问题,总结了热收缩带补口失效常见的几种形式,从材料性能指标、施工安装等方面对失效的主要原因及影响因素进行了分析,着重指出了部分检测评价方法有可能引起的产品性能偏移的导向。提出了合理确定热收缩带部分指标、重视热收缩带材料的抗老化性能研究观点,以及加强补口安装现场质量监督等对策、措施和建议。     

三层PE防腐管道补口质量缺陷及其解决办法

我国的天然气长输管线大多采用较为成熟的三层PE防腐,补口材料选用聚乙烯热收缩套(带),但因其施工要求高、补口质量制约因素多,使补口处成为管线安全的薄弱环节,对投产2~6 a的防腐补口应用进行调查,发现管道环焊缝补口处的热收缩带存在翘边、剥离、破损等缺陷。其原因在于火焰加热存在相关缺陷,湿膜法施工的化学交联不能形成,热收缩带(套)与三层PE间搭接部位的回火控制不到位。为了严格控制补口质量,避免管道腐蚀发生,针对性地提出了相应的解决办法:①应先分析补口材料的性质,制订施工工艺技术规定;②针对湿膜法施工,要求环氧底漆表面干燥前,必须完成热收缩带(套)补口操作;③钢管的预热温度要低,甚至不需要预热;④干膜法施工时,钢管表面预热温度、固化的环氧树脂温度一定要达到80℃;⑤热收缩带(套)加热时,不允许采取火焰加热器直接加热,宜使用中频加热,且应注意回火的温度与时间。     

热收缩套控制环氧粉末涂层防腐管道补口工艺

近几年，热收缩套补口技术以其简便、高效的施工特点，在国内几条大的管线上都采用过，如陕京管线、库善管线等。但它们都是用于聚乙烯防腐管道，至于用于环氧粉末防腐管道补口还不多见。标准《钢制管道熔结环氧粉末外涂层技术标准》（SY／T0315－97）也只规定了采用现场喷涂补口的技术要求。在2000年建设的镇海炼化－杭州康桥成品油管道工程中，设计采用了热收缩套用于环氧粉末防腐管道补口的施工方法。但由于国内关于这种补口的成熟工艺及检验方法尚无现成的标准可依，因此在施工初期，出现了不同程度的质量问题。为此，专门成立技术攻关小组进行攻关，摸索出了一套较好的工艺方法，解决了环氧粉末防腐管道补口施工中的质量问题。     

用于管道补口的聚氨酯改性环氧底漆涂料

底漆加热收缩带是长输管道常用的补口材料,在底漆干膜状态下包覆热收缩带会造成热收缩带与底漆间因黏接力低、容易渗水而导致补口处钢管腐蚀。该文研制了一种用于长输管道热收缩带补口的无溶剂聚氨酯改性环氧底漆涂料,利用聚氨酯中丰富的极性基团,增加与热溶胶的黏结能力,使涂料在湿膜或干膜状态下均与热收缩带具有良好的黏接性能,并具有优良的耐腐蚀性能,使底漆加热收缩带补口的施工质量得到控制。     

双环氧防腐配重管三种防滑脱工艺试验研究

部分海底油气输送管道通常采用双层熔结环氧粉末层加混凝土配重层结构。由于上述双层熔结环氧粉末层外表面较为光滑,因此在搬运铺设过程中,混凝土配重层容易出现层间脱落现象。为此采用了聚脲起脊法(A法)、冷缠带缠绕法(B法)及热缩带+冷缠带法(C法)防滑脱工艺制作海管以改善上述性能。试验结果表明:采用A法制作的海管混凝土配重层,其最大的抗剪切强度为0.057MPa;采用B法,其值为0.08MPa;采用C法,其值为0.093MPa。采用A法制作的海管混凝土配重层,由于聚脲材料表层非极性基团定向排布形成光滑的憎水表面,另外聚脲的立体网状结构在混凝土轴向剪切力的作用下可能发生破坏,因而其抗剪切性能较差。采用B法制作的配重层,由于冷缠带表面较为粗糙,同时所使用的高粘性橡胶材料具有较高的粘结力,因而提高了配重层的抗剪切力。采用C法制作的配重层,由于热收缩带被包裹在冷缠带内层,它增加了防滑层的起脊高度,因而进一步提高了配重层的抗剪切强度。但冷缠带高粘接性的防腐胶层会随轴向剪切力作用的增加而发生蠕变,从而导致配重层的最终滑移脱落。     

钢管三层聚烯烃涂层基材修补技术和工艺研究

针对目前钢管三层聚烯烃涂层（3PE）在加工及运输过程中出现的涂层破损且修补技术不成熟的现状,分析了涂层损伤的类型以及涂层的性能要求,并对底层液态环氧涂料“胶化窗口”的把控以及中间层胶粘剂和面层聚烯烃的施工时间进行了研究。在研究的基础上形成了一种有效的、满足质量标准要求的长输管线3LPE涂层底层损伤修补技术和工艺,给出了该修补技术的工艺流程并进行了工艺验证。验证结果表明,采用该技术形成的3LPE修补涂层满足GB/T 23257—2017关于管体3LPE涂层指标的要求,并且可减少材料浪费,节约成本,提高产品质量。     

新型海底单层保温配重管节点补口技术应用研究

为满足海底单层保温配重管补口防水和保温要求,本文结合海洋油气管线现场铺设和服役工况,优化设计了“热收缩带+聚氨酯弹性体”的补口结构,并开展了工艺评定试验。试验结果显示,“热收缩带+聚氨酯弹性体”补口施工方便;聚氨酯弹性体导热系数为0.158 W/m·K;补口结构经过79℃,0.3 MPa,7 d静水压密封试验,无透水现象,显示了良好的保温和防水密封性能。该补口技术成功地在蓬莱19-3油田4区调整项目海底管线实现工程应用。     

钢质弯管粉末涂装三层PE成型技术

讨论一种铜质弯管三层PE外涂敷新技术,采用环氧粉末、粉状中间粘接剂和粉末状聚乙烯涂料,按照不同的涂装方式在加热的弯管表面沉积,通过管本体温度熔融3种粉末后一次成膜,形成三层PE涂层。该技术圆满实现了弯管的三层PE涂层成型,提高了弯管的防腐质量。     

3PE防腐管道防腐层剥离因素及控制措施

为了延长3PE防腐管道的服役寿命,针对防腐层剥离这一重要影响因素,分析了导致3PE防腐层发生剥离的钢管表面处理、环氧粉末性能、环氧粉末喷涂、胶粘剂和聚乙烯的缠绕、3PE防腐层的冷却及3PE防腐管使用环境等因素。在分析结果的基础上,提出了一些防腐钢管生产及检测等控制措施,措施包括增加环氧粉末涂料性能检测指标、提高钢管表面处理的灰尘度等级、关注钢管表面处理后的锚纹形貌和环氧粉末喷涂时压缩空气的质量、增加熔结环氧粉末涂层附着力测试方法以及3PE防腐层的热水浸泡和冻融循环试验等。     

钢管3PE外防腐多层聚烯烃涂敷新工艺介绍

介绍了常规的钢管3PE外防腐工艺及其优缺点及目前国内外为提高钢管3PE外防腐质量所采取的有效措施。重点介绍了一种由环氧粉末喷涂、胶粘剂粉末喷涂、聚烯烃粉末喷涂和聚烯烃挤出缠绕组成的多层聚烯烃涂敷新工艺。该方法能减少钢管焊道上的涂层减薄,并能消除焊顶、焊脚处出现的空穴,显著减小涂层内的残余应力,从而提高3PE钢管外防腐质量。     

海底单层保温管节点防水密封试验研究

海底单层保温配重管现场节点的防护与填充是保障海底管道安全运行的关键。文章对海管现场节点的两种补口结构(防水帽+热缩带(焊口)+聚氨酯保温半瓦+高强聚氨酯泡沫填充结构;防水帽+热缩带(焊口)+高强聚氨酯泡沫填充结构)进行了20、40 m水深条件下的防水密封性试验研究,同时开展了其在60 m水域内的适用性研究。结果表明,上述两种节点补口结构可在40 m水域内安全运行;热熔胶型防水帽可用于40～60 m水深;现有单层保温管的保温层抗压强度仅为0.2 MPa,不适用于60 m水深的海底管道。