管道防腐保溫預(yù)制工藝技術(shù)研究

劉玉亮 張憲國

（1. 大慶油田工程建設(shè)有限公司油建公司，黑龍江 大慶 163000；2. 大慶油田工程項(xiàng)目管理有限公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

隨著管道應(yīng)用范圍的增大，很多區(qū)域都應(yīng)用到了管道，管道的作用是多方面的，在實(shí)際應(yīng)用過程中，受地理環(huán)境影響，管道會(huì)出現(xiàn)各種各樣的情況，這里我們主要考慮低溫環(huán)境下對(duì)管道的影響。管道防腐保溫預(yù)制工藝技術(shù)是近幾年才逐漸出現(xiàn)的一種技術(shù)，它主要是通過多方面溫度平衡，保證管道處于一個(gè)穩(wěn)定的溫度狀態(tài)，從而有效達(dá)到防腐保溫的目的[1]。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目前我們所熟知的大多數(shù)長輸油管道，很多都是采用的相同的保溫管結(jié)構(gòu)，由鋼管作為第一層，然后內(nèi)設(shè)聚氨酯泡沫保溫層，外部設(shè)有聚乙烯外護(hù)管防護(hù)層，某管線處于高含地區(qū)，管線敷設(shè)在凍土中，凍土厚度普遍在4m左右，為了保證管線敷設(shè)不對(duì)該地區(qū)環(huán)境造成影響，我們需要做好各個(gè)方面的協(xié)調(diào)工作，考慮低溫因素的影響，保證保溫管能夠在這種環(huán)境下長期穩(wěn)定可持續(xù)運(yùn)行，管道要具備防腐、防水、保溫三種性能優(yōu)勢(shì)。為了進(jìn)一步提高管道性能，我們可以采用一種新型的負(fù)荷保溫管結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)綜合了防腐和保溫的雙重優(yōu)勢(shì)，在原有管道的三層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化完善，鋼管為主體結(jié)構(gòu)，內(nèi)嵌三層PE防腐層和聚氨酯保溫層，外設(shè)聚乙烯外護(hù)管，與傳統(tǒng)的保溫管相比，這種管道在具備保溫的同時(shí)還有著防腐的功效，極大程度上延長了管道的使用周期，這種管道的復(fù)合性比較高，從管道特性的角度來說，可以進(jìn)一步加強(qiáng)其性能指標(biāo)，使管道運(yùn)行更加穩(wěn)定。當(dāng)然，判斷管道是否可被利用，需要經(jīng)過一系列的指標(biāo)測(cè)試試驗(yàn)，最終以試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)，主要測(cè)試管道的保溫層密度、保溫層熱導(dǎo)系數(shù)、抗壓強(qiáng)度三個(gè)方面的內(nèi)容。

2 低溫保溫材料

在管道防腐保溫預(yù)制工藝技術(shù)中，對(duì)所使用的材料有著一定的標(biāo)準(zhǔn)需求，一般情況下，聚氨酯泡沫是在低溫狀態(tài)下進(jìn)行預(yù)制的，主要目的是為了貼合環(huán)境溫度需求，保溫管道需要穿過永凍土層，對(duì)土層的整體要求比較高，凍土層一般都處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，我們穿過管道的時(shí)候會(huì)對(duì)土層造成影響，要合理選擇各種發(fā)泡劑，優(yōu)化相關(guān)工藝。進(jìn)一步優(yōu)化材料配比比例，適當(dāng)調(diào)整泡沫主原料成分，泡沫主原料成分較為多樣化，很多泡沫主原料都是可以被調(diào)整的，不要使用單一化的聚醚多元醇發(fā)泡，選擇性添加聚醚多元醇，充分利用進(jìn)口發(fā)泡機(jī)，在試驗(yàn)調(diào)整的時(shí)候，應(yīng)該選用環(huán)戊烷發(fā)泡劑，用加熱的方式提高材料預(yù)熱溫度，將發(fā)泡模具的溫度控制在一個(gè)合理的范圍，溫度的升高可以抑制發(fā)泡速度，實(shí)現(xiàn)軟化均衡，將氣體完成封存在閉孔中，這樣可以避免低溫收縮坍塌問題。將表現(xiàn)活性劑與穩(wěn)定劑結(jié)合在一起使用，將氣相控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，保證尺寸大小合理，不能添加其他混合物，從而有效增大泡沫密度[2]。

3 防腐保溫預(yù)制工藝技術(shù)研究

3.1 工藝方案設(shè)計(jì)

保溫管道輸入長度比較長，為了控制外界低溫對(duì)保溫管道的影響，需要合理調(diào)控各個(gè)環(huán)節(jié)的對(duì)接關(guān)系，遵循相關(guān)建設(shè)原則，以就近生產(chǎn)、就近供管為主要原則進(jìn)行規(guī)劃。防腐保溫管道的預(yù)制是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，涉及的操作環(huán)節(jié)比較多，需要合理協(xié)調(diào)好各個(gè)環(huán)節(jié)的對(duì)接關(guān)系，以鋼管3PE防腐為主，結(jié)合聚乙烯外護(hù)管，通過聚氨酯泡沫保溫層進(jìn)行發(fā)泡。嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，做好技術(shù)對(duì)接工作，防腐保溫管的外界環(huán)境溫度波動(dòng)幅度控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)化完善相關(guān)生產(chǎn)工藝，在原有的技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，創(chuàng)新3PE防腐層，對(duì)外護(hù)管進(jìn)行在線極化處理，保證防腐保溫的穩(wěn)定性，添加多種新的工藝技術(shù)，最大程度上保證工藝實(shí)施的合理性和創(chuàng)新性，適當(dāng)優(yōu)化發(fā)泡工藝參數(shù)，提高技術(shù)指標(biāo)。

3.2 配套裝置研制

在保溫管道發(fā)泡過程中，要選擇合理的注料辦法，注重水平端主料，然后偏移到中部開孔注料。一般情況下，水平端注料管體的外觀都是比較平整的，但是管體內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較緊密，使得管道的整體密度分布不均勻，還有就是在管體中部開孔注料，這種方式有著一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可以保證整體密度均勻分布，當(dāng)然也存在一定的局限性，工藝完成后會(huì)留有一些小孔，這些小孔是需要被填充的，這種方法優(yōu)化了傳統(tǒng)工藝，降低了液壓升降平臺(tái)，使管體的傾斜角度更加科學(xué)合理。在正式注料之前，需要做好各個(gè)方面的準(zhǔn)備工作，協(xié)調(diào)好注料對(duì)接環(huán)節(jié)，先從端部底端注料，然后逐漸向管內(nèi)環(huán)狀空間注料，這是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，要慢慢來，注料完成后，需要降低管體高度，將管體高度偏移到水平位置，使混合料可以在管腔內(nèi)部來回流動(dòng)。在內(nèi)液的流動(dòng)作用下，可以使液料循環(huán)流動(dòng)，對(duì)于后期排氣有著一定的幫助。

傳統(tǒng)的斷面密封法為外罩法蘭密封，從法蘭結(jié)構(gòu)的角度來看，其外護(hù)管之間的縫隙漏料比較多，造成了很多不必要的資源浪費(fèi)，這里我們使用一種新型的液壓封堵法蘭，這種法蘭的密封性和實(shí)用性都比較高，通過內(nèi)部壓力逐漸壓入外護(hù)管和鋼管之間的環(huán)形空間，在法蘭的其他地方也留有一定的排氣孔。合理控制低溫生產(chǎn)工藝參數(shù)，在低溫狀態(tài)下，聚氨酯和聚乙烯可能會(huì)出現(xiàn)開裂問題，為了有效提高防腐管道的整體性能指標(biāo)，我們可以采用預(yù)加熱的方式進(jìn)行彌補(bǔ)，保證其管道運(yùn)行的合理性。

4 結(jié)語

管道防腐保溫預(yù)制工藝技術(shù)包含了多個(gè)方面的內(nèi)容，在具體應(yīng)用過程中，要綜合考慮各個(gè)方面的影響因素，針對(duì)于低溫因素，采用合適的控制措施，做好相關(guān)環(huán)節(jié)的對(duì)接工作，控制各項(xiàng)生產(chǎn)工藝系數(shù)，保證工藝的完整性，最大程度保證防腐保溫管道應(yīng)用的穩(wěn)定性。