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1、长输保温管道补口保温新工艺牛士力，李云芳，顾大伟（中国石油天然气管道第三工程公司，河南中牟 451450）摘要：为降低能耗及减排环保， 长庆油田-呼和浩特石化原油管道工程减少了沿线的加热站，而采用了全线路保温方案，成 为目前为止我国最长的全线 路保温原油长输管道。管道 焊口的防腐与保温对于管道的防腐蚀与保温效果至关重要，本文介 绍了一种首次应用于长输管道的防腐保温补口工艺，为长输 保温管道焊口防腐保温技术总结 了经验。关键词：保温 管道 补口 新工艺0 引言2009 年 12 月 19 日召开的哥本哈根世界气候大会，清晰地预示着低碳时代已经来临，环保理念深入到我们的生产生活中，那些高能耗、低效
2、率的工业模式日趋被激烈的行业竞争所淘汰。长庆油田-呼和浩特石化原油管道工程起自陕西省定边县长庆油田油房庄生产运行储备库，到达呼和浩特石化，管道总长约 564km，工程管径 457mm，采用加热密闭输送方式，同时辅以原油的加剂热处理降凝工艺，全线原计划设置 9 座中间加热站场，为节能减排，实现“十二五”期间单位国内生产总值能耗降低 17.3的目标，只保留其中 4 座中间加热站场。为防止液体太粘或凝固而影响输送，管道全线钢管采用保温技术，从而来达到降凝目的。1 管道焊口防腐保温的重要性管道焊口的防腐对管线的运行安全及使用寿命至关重要，据统计：我国每年因腐蚀造成的经济损失高达 2800 亿元，石油化
3、工等行业中管道因腐蚀穿孔达 2 万次年，其主要发生在钢管的接口处，因此管道焊口的防腐对管道保护有着重要意义。焊口位置保温对保温管道全线的保温效果影响重大，我国原油大多属于三高原油，即高含蜡，高凝点，高粘度。虽然每道焊口位置只有 380-390mm，但全线焊口累计长度达到了 20km 左右，约占全线长度的 3.5%，如果保温效果不好，热损将相当大，很容易发生凝管事故，造成非常严重的后果，因此焊口位置的保温技术与质量至关重要。1.1 防腐补口方式随着长输管道的不断发展，埋地管道外防腐补口的方法也在不断改进与发展，总结常用具有代表性的补口方法主要有以下几种。1.1.1 热烤沥青缠带补口使用浸涂过焦油
4、瓷漆或石油沥青的玻璃纤维毡缠绕带，现场边加热边缠绕形成多层结构。其优点是原材料广泛，与管体为同种材料时熔结较好；缺点是操作步骤较复杂，对人的操作水平和熟练程度要求较高。1.1.2 聚乙烯胶粘带补口先涂刷与胶粘带配套的底漆，然后缠绕聚乙烯胶粘带作为防腐层，外保护层采用聚氯乙烯或聚乙烯外缠带。其优点是施工速度快，不需加热，操作简单；缺点为粘结力较差，防水性能低，受施工环境影响较大，强度低。1.1.3 环氧粉末补口现场喷砂除锈后静电加热喷涂环氧粉末。优点是熔结好，与钢管粘结力强；缺点为对现场机具要求高，难度大，费用高。1.1.4 幅射交联聚乙烯热收缩套(带) 补口将幅射交联聚乙烯热收缩套(带) 包覆
5、在补口处，均匀加热使其产生径向收缩，内层胶熔化，紧密地与管体防腐层和补口钢管表面粘接在一起。优点是密封性强、粘结力好、施工方便、无环境污染；缺点为受雨雪、风沙天气影响大，对操作工的责任心、熟练程度要求较高。1.2 保温方式钢管保温方式多种多样，多用于城市热输送管道及各种炼化工艺管道，总结常用的保温方法主要有以下几种。1.2.1 聚氨酯泡沫塑料保温用于直埋管段的保温。具有热损失小、抗压性能强、防腐防水性能好等特点，广泛用于集中供热、输油、化工、制冷及高寒地区供水等工程。1.2.2 高级橡塑保温是整体成型保温材料，工艺较为简单、进度快、对健康无害。常应用于空调制冷系统的载冷剂管道、冷凝水管道的保温
6、上。1.2.3 酚醛泡沫保温由酚醛树脂通过发泡而得到的一种泡沫塑料。分为热塑性树脂及热固性树脂。热固性树脂工艺性能良好，可以连续生产酚醛泡沫，制品性能较佳，故酚醛泡沫材料大多采用热固性树脂。 1.2.4 聚苯乙烯泡沫塑料保温具有闭孔结构，吸水性很小，耐低温性好，耐溶冻性好且无毒、无腐蚀性、吸水性小、体轻、保温、模具成型、抗酸碱腐蚀，广泛用于制冷设备和冷藏设备中。2 防腐补口保温新工艺长庆油田-呼和浩特石化原油管道工程为达到既能够降低能耗及减排环保，又能起到很好的保温效果的目的，结合了各种防腐补口及保温方式的特点及优点，采用了一种最新的补口保温工艺，通过在工程中的实际应用，此工艺在工程中起到了很
7、好的效果。2.1 保温钢管组成及结构长庆油田-呼和浩特石化原油管道工程采用全线路保温钢管，防腐保温层由防腐层-保温层- 防护层-端面防水帽组成，见图 2.1-1。保温层、防护层距防腐层端面的长度大于70mm，防水帽与防护层、防水帽与防腐层的搭接长度不小于 50mm。2.2 焊口补 口保温工艺2.2.1 补口保温结构焊口补口防腐及保温层质量不低于成品管的防腐保温质量。防腐保温层补口结构采用图 2.2-1 的结构形式。2.2.2 补口保温施工程序防腐保温层补口程序：防腐层补口保温层补口防护层补口。2.3 技术要求补口前，必须对补口部位的钢管表面进行处理，表面处理质量应达到涂装前钢材表面锈蚀等级和除
8、锈等级 （GB/T 8923）中规定的 Sa2 级以上或 St3 级，并符合补口材料要求。 2.3.1 防腐层补口补口防腐层采用无溶剂环氧涂料（干膜 300m）+辐射交联聚乙烯热收缩带；补口防腐层应覆盖管道原预留的防腐层；补口带的规格必须与管径相配套；钢管与防水帽必须干燥，无油污、泥土、铁锈等杂物；除去防水帽的飞边，用木锉将防水帽打毛；补口带与防水帽搭接长度应不小于 40mm；补口带周向搭接必须在管道顶部。 2.3.2 保温层补口A. 模具现场发泡可采用模具现场发泡方法。使用内径与防水帽外径相同尺寸的补口模具；模具固紧在端部防水帽处，其搭接长度不应小于 100 mm，浇口向上，保证搭接处严密；
9、将 A、B 两种料剂按比例调均，用发泡机将混合料灌入模具中；环境温度低于 5时，模具、管道和发泡原料应预热后再进行发泡；观察泡沫发泡情况，补口处泡沫塑料应无空洞、发酥、软缩、泡孔不均、烧芯等缺陷。B. 预制保温瓦块安装在预制厂制作模具，预制成直径略大于钢管直径，长 1.2m 的半环柱体，运至施工现场用锯切割成实际所需尺寸，通常预制好的瓦块可锯成 3 段，将按实际尺寸切割好的两个瓦块对扣于防腐完成的管口，如图 2.3-1 所示，周向接缝处及轴向两侧的空隙处，采用单组份聚氨酯泡沫填缝剂填实，确保接缝处严密。图 2.3-1 预制瓦块安装示意图现场模具发泡保温，方法简单，操作方便，可一次性成型，与管端
10、防水帽结合严密，避免了预制组装需要填补缝隙，也减少了预制瓦块运输的费用，但现场发泡对环境温度要求较高，环境温度低时不但需要进行预热，而且发泡时间增长，施工效率降低。预制保温瓦块现场安装的方法虽然增加了运输环节成本，但此种方法对环境温度要求不高，在气温较低的季节施工非常适用，同时节省了发泡设备，环境污染小，施工速度快，效率高。因此两种方法各有优点，可根据现场的实际情况灵活选择运用。2.3.3 防护层补口保温工序完成后，进行外防护层的补口工序。防护层补口采用辐射交联热收缩补口套（带） ，补口套（带）的规格应与防护层外径相配套，补口套（带）与防护层搭接长度应不小于 100mm，加热温度要有效控制，避
11、免加热温度过高对保温层造成损伤。 3 新工艺的优点通过现场的实际应用，它与传统的保温防腐管道相比，不但安装简便、操作方便、施工速度快、效率高，同时还具有保温性能好、防腐、绝缘性能好、使用寿命长、占地面积小、工程造价低等一系列优点。4 注意事项与建议防水帽的保护：防水帽的作用很大，当管道中某一根防腐保温钢管防护层意外受损，水浸入这根钢管的保温层时，防水帽可以有效地阻止水继续浸入两侧相邻的钢管保温层，从而避免管道保温层整体进水，发生更大的热损失。防水帽采用的是辐射交联热收缩补口套形式。由于管口的防腐保温是最新的施工工艺，没有经验可以借鉴，如果按照传统的防腐补口方法，在对防腐补口热收缩套（带）进行火
12、焰加热时，稍有不慎就会对管口的防水帽造成损坏。因此，在进行钢管焊口防腐的工序中要特别注意对防水帽进行保护。a. 首先选择合适的火焰喷枪，推荐采用 32 型喷火枪，其次在加热时火焰角度远离防水帽方向，同时注意施工时的风向，避免风将火焰吹偏损伤防水帽，必要时可采用防风措施。b. 使用隔热挡板装置，将防水帽与热源彻底隔离，从而最大限度地保护防水帽的完好。这两种方法可以使进行焊口防腐作业中防水帽被损伤的机率大大降低，使防水帽的损伤情况得到有效控制，从而使不但有效地保护了防水帽，同时也使焊口防腐作业工效得到了明显提升。防水帽与焊口防腐均采用常温型辐射交联热收缩补口套（带） 。由于二者在加热温度上没有差别
13、，因此在进行焊口防腐作业时如果操作不当，就会对防水帽形成二次加热收缩，从而造成防水帽过度收缩撕裂破损，而失去防水作用。如果防水帽采用高温型热收缩形式，进行焊口防腐作业施工时，由于二者在加热收缩的温度上有了差别，就可以最大限度地保护防水帽不受损伤。因此建议在施工设计时，将防水帽设计采用高温型热收缩形式，将对防水帽的保护提前至设计环节，增加了管道施工的质量保障。5 结束语以上介绍的这种首次应用于长输管道的防腐保温补口工艺，在实际应用中取得了良好的效果，操作简单方便，在实际施工中具有较强的可操作性，保证了施工质量与施工进度，因此具备较强的实用价值，为长输保温管道焊口防腐保温技术总结了经验。作者简介：李云芳（1973） ，男，广东陆丰人，工程师，国家一级注册建造师，1999 年毕业于石油管道学院，现从事石油天然气管道工程项目管理工作。通讯地址：河南中牟管道三公司项目管理中心 451450联系电话：李云芳 13849027373 邮箱地址：
