熱煨彎管單層FBE外纏聚乙烯復(fù)合帶防腐技術(shù)

彭　真 蔣宏業(yè) 敬玉娟四川石油天然氣建設(shè)工程有限責(zé)任公司

彭真等.熱煨彎管單層FBE外纏聚乙烯復(fù)合帶防腐技術(shù).天然氣工業(yè)，2016,36(2):98-101.

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熱煨彎管單層FBE外纏聚乙烯復(fù)合帶防腐技術(shù)

彭真 蔣宏業(yè) 敬玉娟
四川石油天然氣建設(shè)工程有限責(zé)任公司

彭真等.熱煨彎管單層FBE外纏聚乙烯復(fù)合帶防腐技術(shù).天然氣工業(yè)，2016,36(2):98-101.

摘 要熱煨彎管形狀特殊，適用于地形起伏相對較大、道路狀況較差區(qū)域的天然氣管道敷設(shè)施工，但其在運輸過程中易受到磕碰撞擊，因此，要求熱煨彎管應(yīng)具有良好的防腐、耐磨和抗沖擊性能。為此，對目前國內(nèi)外常用的熱煨彎管防腐形式在現(xiàn)場應(yīng)用的效果、防腐性能等方面進行了對比分析，針對熱煨彎管因運輸、現(xiàn)場布管等多種原因容易造成防腐層損壞，增加了現(xiàn)場補傷工作量、降低了防腐性能的問題，提出了新的防腐結(jié)構(gòu)：熱煨彎管單層FBE 外纏聚乙烯復(fù)合帶，即將單層FBE防腐結(jié)構(gòu)和聚乙烯復(fù)合帶防腐結(jié)構(gòu)這兩種防腐形式相結(jié)合，以提高防腐層的抗沖擊能力和耐磨性。具體做法：熱煨彎管噴砂除銹后聚乙烯復(fù)合帶防腐結(jié)構(gòu)中的靜電噴涂環(huán)氧粉末厚度由150 μm提高到400 μm，形成單層FBE防腐層；再在作業(yè)線上由纏繞機纏繞聚乙烯復(fù)合帶形成防護層，從而提高熱煨彎管最終的整體防腐質(zhì)量?，F(xiàn)場應(yīng)用效果表明，該新型防腐結(jié)構(gòu)的剝離強度高、抗沖擊性能好，能滿足長途運輸及施工現(xiàn)場惡劣環(huán)境的要求。

關(guān)鍵詞天然氣長輸管道熱煨彎管防腐結(jié)構(gòu)單層FBE聚乙烯復(fù)合帶防護層耐磨性抗沖擊性能剝離強度

由于熱煨彎管形狀特殊，天然氣管道敷設(shè)施工現(xiàn)場使用多集中在地形起伏相對較大、道路狀況較差的區(qū)域內(nèi)，運輸過程中易受到磕碰撞擊。因此，要求熱煨彎管應(yīng)格外具有良好的防腐、耐磨和抗沖擊性能。

單層FBE防腐技術(shù)是國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的熱煨彎管外防腐的主要技術(shù)體系之一，能在防腐作業(yè)線上預(yù)制，受外界環(huán)境影響及操作人員制約相對較少，防腐層質(zhì)量穩(wěn)定[1]。管道外防腐聚乙烯復(fù)合膠帶具有吸水率低、耐磨、抗沖擊性能、機械強度高等優(yōu)點。將上述兩種防腐結(jié)構(gòu)相結(jié)合能彌補單一防腐結(jié)構(gòu)及其他防腐技術(shù)的缺點，能有效地滿足熱煨彎管的運輸性能要求、提高防腐質(zhì)量，尤其適合惡劣環(huán)境下的管道防腐。

1　技術(shù)現(xiàn)狀

目前國內(nèi)熱煨彎管的外防腐形式主要有3種，分別為雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末(雙層FBE)外纏聚丙烯膠黏帶、輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶（套）、聚乙烯復(fù)合帶防腐層。

雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末(雙層FBE)外纏聚丙烯膠黏帶防腐層由熔結(jié)環(huán)氧粉末內(nèi)層、改性熔結(jié)環(huán)氧粉末外層及聚丙烯膠黏帶組成。內(nèi)層環(huán)氧粉末與一般的單層FBE相同，外層的環(huán)氧粉末經(jīng)過改性，提高防腐層的抗機械損傷性能，聚丙烯膠黏帶再進行防腐層的防護。近年來，該防腐形式在中緬管道、中貴管道、西氣東輸三線東段等工程得到了大量應(yīng)用。但實踐應(yīng)用中雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層仍會在運輸、彎管對接組焊以及下溝回填過程中由于磕碰、拖拽等原因而受到損壞，外纏的聚丙烯膠黏帶沒有起到應(yīng)有的防護作用，且現(xiàn)場修補困難。

輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶（套）采用蝦米狀搭接包覆方式。由于受熱煨彎管形狀影響，其施工工藝比補口更加復(fù)雜，易出現(xiàn)搭接不均勻、烘烤不均勻和不到位等情況，完全由人工操作施工，防腐質(zhì)量取決于施工人員的施工技術(shù)、熟練程度，人為因素影響較大。

聚乙烯復(fù)合帶防腐采用冷帶熱纏聚乙烯復(fù)合帶的方式，將聚乙烯專用料和膠黏劑熱合而成復(fù)合帶[2]。在作業(yè)線上集中預(yù)制，采用纏繞機把復(fù)合帶纏繞在沿彎管曲率半徑旋轉(zhuǎn)的彎管表面[3]。采用此種形式的防腐性能和可靠性都大為提高，克服了其他彎管防腐形式與直管常用的 3LPE不匹配的弊端，實現(xiàn)了彎管與直管防腐質(zhì)量的一致性。但復(fù)合帶周向纏繞時搭接部位因彎管形狀碾壓不到位，有可能出現(xiàn)高低間隙，進而影響防腐質(zhì)量。

2　技術(shù)思路

2.1單層FBE 外纏聚乙烯復(fù)合帶防腐

由單層熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層外纏聚乙烯復(fù)合帶組成，形成優(yōu)良的防腐層和保護層。彎管噴砂除銹后，將聚乙烯復(fù)合帶防腐結(jié)構(gòu)中的靜電噴涂環(huán)氧粉末厚度從150 μm提高到400 μm，形成單層熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層，再在作業(yè)線上由纏繞機機械纏繞聚乙烯復(fù)合帶形成防護層。

主要施工工藝為：彎管表面噴砂除銹—彎管中頻預(yù)熱—靜電噴涂環(huán)氧粉末—機械纏繞復(fù)合帶—水冷—質(zhì)量檢驗。

2.2單層FBE防腐層

單層FBE具有與鋼管表面黏結(jié)性優(yōu)異、防化學(xué)介質(zhì)侵蝕、防腐性能好、陰極剝離半徑?。▓D1）、使用溫度范圍廣、耐磨和固化時間短等優(yōu)點，涂層質(zhì)量較好控制[4]。

圖1　單層FBE陰極剝離試樣圖

2.2.1環(huán)氧粉末

采用北京碧海舟腐蝕防護工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的FBE-Ⅲ-200型號；經(jīng)復(fù)驗后滿足SY/T 0315—2013《鋼質(zhì)管道單層熔結(jié)環(huán)氧粉末外涂層技術(shù)規(guī)范》[5]的要求。

2.2.2彎管管件涂層

通過工藝性試驗確定熱煨彎管靜電噴涂熔結(jié)環(huán)氧粉末的防腐工藝參數(shù)，使防腐層厚度和涂敷溫度達到要求，并按此工藝參數(shù)制作試件，檢驗結(jié)果見表1。

表1　熱煨彎管管件涂層性能指標(biāo)表

2.3聚乙烯復(fù)合帶防護層

熱煨彎管聚乙烯復(fù)合帶防護層是一種新的防腐層防護形式，參照Q/SY 113—2010《埋地鋼質(zhì)彎管聚乙烯復(fù)合帶防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[6]的要求，剝離強度、抗沖擊性能好，與現(xiàn)場焊接補口都采用聚乙烯材料，進一步提高了天然氣長輸管道建設(shè)的防腐質(zhì)量。

2.3.1聚乙烯復(fù)合帶

采用成都電纜雙流熱縮制品廠公司所生產(chǎn)的CRJD型號聚乙烯復(fù)合帶；經(jīng)復(fù)驗后滿足Q/SY 113—2010《埋地鋼質(zhì)彎管聚乙烯復(fù)合帶防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，其性能指標(biāo)見表2。

表2　聚乙烯復(fù)合帶性能指標(biāo)表

2.3.2防護層性能指標(biāo)

聚乙烯復(fù)合帶防護層的性能指標(biāo)見表3。

表3　復(fù)合帶防護層性能指標(biāo)表

3　外防腐效果

熱煨彎管采用單層FBE外纏聚乙烯復(fù)合帶，其熔接環(huán)氧粉末涂層外觀平整、色澤均勻，無氣泡、無開裂及縮孔，聚乙烯復(fù)合帶防護層表面平滑，無暗泡、麻點、皺折裂紋，色澤均勻。此種新的防腐結(jié)構(gòu)從原理、施工工藝、防腐材料和試驗得出的防腐、防護層性能指標(biāo)等，其剝離強度、抗沖擊功、陰極剝離等性能指標(biāo)均優(yōu)于目前常用的熱煨彎管防腐結(jié)構(gòu)（圖2、3）。

圖2　剝離強度試驗圖

圖3　抗彎曲、沖擊強度、陰極剝離試樣圖

4　結(jié)論

熱煨彎管單層FBE 外纏聚乙烯復(fù)合帶防腐是一種新型的防腐結(jié)構(gòu)，通過對前人的經(jīng)驗總結(jié)，將單層熔結(jié)環(huán)氧粉末和聚乙烯復(fù)合帶外防腐技術(shù)結(jié)合，提高了彎管防腐的質(zhì)量和可靠性。雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末(雙層FBE)加外纏聚丙烯膠黏帶保護層的方式中，起防腐作用的主要為底層的FBE，其防腐性能與單層熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐差別不大，而聚丙烯膠黏帶系冷纏且人工操作，張緊力不能得到有效控制，復(fù)合帶采用作業(yè)線機械纏繞，其剝離強度、抗沖擊等性能指標(biāo)均高于聚丙烯黏膠帶，所以聚乙烯復(fù)合帶具有更好的防護作用，更能滿足長途運輸及施工現(xiàn)場惡劣環(huán)境的要求。新結(jié)構(gòu)提高了熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層厚度，但外層聚乙烯復(fù)合帶僅起防護作用，實際生產(chǎn)中可根據(jù)防腐管徑的大小和防護等級適當(dāng)降低復(fù)合帶厚度，經(jīng)濟效益與傳統(tǒng)防腐形式差別不大。

熱煨彎管防腐質(zhì)量無論采用哪一種防腐形式都與材料的生產(chǎn)質(zhì)量、施工要求和操作人員熟練程度及質(zhì)量檢驗密切相關(guān)。因此，綜合提高各個環(huán)節(jié)的水平才是提高熱煨彎管防腐質(zhì)量的關(guān)鍵所在[7]。

參考文獻

[1]解蓓蓓,韓文禮.鋼質(zhì)熱煨彎管用無溶劑液體環(huán)氧涂料的研究[J].涂料工業(yè),2011,41(9):57-60.Xie Beibei,Han Wenli.Study on solventless liquid epoxy coatings applied on heating bending steel pipes[J].Paint ＆ Coatings Industry,2011,41(9):57-60.

[2]何洪勇,田華,彭真,劉斌.聚乙烯復(fù)合帶外防腐彎管[J].石油科技論壇,2012,31(5):68-69.He Hongyong,Tian Hua,Peng Zhen,Liu Bin.Bend pipe with exterior coating of polyethylene composite tape[J].Oil Forum,2012,31(5):68-69.

[3]喬軍平.大口徑熱煨彎管三層防腐涂層技術(shù)研究[J].腐蝕科學(xué)與防護技術(shù),2010,22(6):543-546.Qiao Junping.Three-layered polyethylene anti-corrosion coating for large diameter bend pipe[J].Corrosion Science and Protection Technology,2010,22(6):543-546.

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[6]中國石油天然氣股份有限公司管道建設(shè)項目經(jīng)理部.Q/SY 113—2010 埋地鋼質(zhì)彎管聚乙烯復(fù)合帶防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:石油工業(yè)出版社,2010.PetroChina Pipeline Construction Project Management.Q/SY 113-2010 Specification for polyethylene composite tape coating of buried steel elbow pipe[S].Beijing:Petroleum Industry Press,2010.

[7]解蓓蓓,韓文禮.鋼質(zhì)熱煨彎管外防腐材料的現(xiàn)狀與發(fā)展探討[J].全面腐蝕控制,2011,25(6):7-9.Xie Beibei,Han Wenli.Status and development on outside anti-corrosion materials which could be applied on heating bending pipes[J].Total Corrosion Control,2011,25(6):7-9.

（修改回稿日期 2015-11-03 編輯 何 明）

2016年中國天然氣需求量將突破2 000億立方米

中國石油經(jīng)濟技術(shù)研究院日前發(fā)布預(yù)測報告，價格下調(diào)和環(huán)保趨嚴將拉動天然氣需求量增速回升，2016年中國天然氣表觀消費量將達2 050×108m3，增長7.3%，但總體供應(yīng)量仍然過剩，季節(jié)性供需矛盾仍然存在。

據(jù)上述報告測算，2016年天然氣在我國一次能源消費結(jié)構(gòu)中所占比重將達到6.4%，其中城市燃氣消費量為827×108m3，增長9.1%；發(fā)電用氣量約為319×108m3，增長8.7%；工業(yè)燃料用氣量為611×108m3，增長61%；化工用氣量為293×108m3，增長3.7%。

供應(yīng)方面，2016年中國天然氣供應(yīng)量將穩(wěn)定增長，總量達到2 080×108m3。國產(chǎn)氣供應(yīng)量將達到1 390×108m3，增長5.5%，低氣價將制約煤層氣、頁巖氣和煤制氣的生產(chǎn)。進口天然氣量保持較快增長，預(yù)計全年進口天然氣690×108m3，增長10.6%，占天然氣消費總量的比例為33.7%。其中，LNG進口2 160×104t（約合300×108m3），增長11.1%。

此外，該報告還特別提示，2016年LNG長貿(mào)協(xié)議陸續(xù)進入窗口期，資源增量將超過700×104t，資源過剩問題突出，國內(nèi)儲氣調(diào)峰能力不足，夏季限產(chǎn)、冬季限供的問題仍有可能發(fā)生。

（天工 摘編自《經(jīng)濟參考報》）

Anti-corrosion technology for heat-bending bends by winding polyethylene composite straps on monolayer FBE

Peng Zhen,Jiang Hongye,Jing Yujuan
(Sichuan Petroleum Construction Engineering Co.Ltd.,Neijiang,Sichuan 641000,China)

NATUR．GAS IND．VOLUME 36，ISSUE 2，pp.98-101， 2/25/2016．(ISSN 1000-0976；In Chinese)

Abstract:A heat-bending bend,with a special shape,is applicable to gas piping in the areas under the larger topographic relief and poorer road conditions.In the process of transportation,however,due to its vulnerability to collision and impact,it should be good in anti-corrosive performance,abrasion resistance and impact resistance.In this paper,a comparative analysis was performed on the globally common anti-corrosion methods for heat-bending bends in terms of field application and anti-corrosive performance.Anti-corrosion insulations are easily damaged by multiple reasons during the transportation and field laying of heat-bending bends,as a result,the field repair load is increased and the anti-corrosive performance is also spoilt.Therefore,a new anti-corrosion structure was proposed to wind the monolayer FBE of heat-bending bends with polyethylene composite straps.That is to say,the impact resistance and abrasion resistance of anti-corrosion insulations are improved by combining two corrosion forms (i.e.,monolayer FBE and polyethylene composite strap) with each other.In details,monolayer FBE anti-corrosion insulations are formed when the epoxy powder in the anti-corrosive structures of polyethylene composite straps thickens to 400 μm from 150 μm after sandblasting and derusting of heat-bending bends.Then,protective layers are formed by winding polyethylene composite straps on the operation lines with a winding machine.In this way,the overall anti-corrosion performance of heat-bending bends is ultimately improved.Field application proves that this new anti-corrosion structure is characterized by high peel strength and good impact resistance and that it can meet the requirements of the long-distance transportation and the adverse construction site environment.

Keywords:Long-distance natural gas pipeline; Heat-bending bend; Anti-corrosion structure; Monolayer FBE; Polyethylene composite strap; Protective layer; Abrasion resistance; Impact resistance; Peel strength

作者簡介：彭真，1984年生，工程師；主要從事壓力容器與壓力管道元件制造及防腐工作。地址：（641000）四川省內(nèi)江市市中區(qū)雙洞路165號。電話：13550290885。ORCID:0000-0001-9433-9168。E-mail:25998092@qq.com

DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2016.02.014