海洋平台管线涂塑工艺研究

海洋平台管线涂塑工艺研究

高玉凤1王戈占2赵建宇1郝敬雷1

海洋石油工程股份有限公司1天津市300452天津修船技术研究所2天津市300456

摘要：涂塑管线在海洋平台中有着广泛应用，涂塑钢管具有优良的耐腐蚀性能。同时涂层本身还具有良好的电气绝缘性，不会产生电蚀。吸水率低，机械强度高，摩擦系数小，能够达到长期使用的目的。还能有效的防止环境应力的破坏等。由于其涂塑面光洁如镜，在输送流体时阻力系数小，不混生细菌，霉菌，具有良好的防蜡，防结垢性能。一般情况下比同直径管道输送流体量多10%-20%，输送动力消耗低15%以上，使用寿命高10倍以上。然而在实际应用中，解决好涂塑钢管接口处的连接及防腐问题是进一步推广的关键。

关键词：涂塑；海洋平台；工艺设计；

在一般施工过程中，通常采用对接焊接的方法进行涂塑钢管的连接，这种方法连接性好，成本低，是最经济实用的方法，但是在焊接的局部高温条件下，其塑料膜会裂解破坏，其腐蚀速度会比裸管更快，在很短时间内就会使整个管道丧失其防腐能力。因此，用什么方法连接涂塑钢管且不影响其耐腐蚀能力便成了一个十分重要的研究课题。

1、外涂塑钢管的管道连接和耐腐蚀处理

外涂塑钢管的管道一般都使用在较为复杂的环境下，其连接方式也是多采用对接焊接方法。其焊接的要求是：在涂塑钢管的接口处预留150mm长光管（防止工序间锈蚀可涂耐高温防锈底漆），这样焊接时就不会烧坏涂塑膜。焊接后，焊接质量合格者才采用塑料带缠绕包覆法，收缩带包覆法或火焰喷涂发对焊口和预留的300mm管端部进行耐腐蚀处理。

1.1塑料耐腐蚀带缠绕包覆法

在焊接好的钢管接口处，对焊接口进行打磨，并把预留的300mm未涂塑的钢管表面去除污物及焊接残留物等，打磨干净，涂上一种塑带专用胶粘剂，在适当的加热或常温下，将与钢管涂塑膜完全相同材质的塑料耐腐蚀带严密缠绕在接口处，缠绕时各圈应重叠1/2，最少缠绕2层，层与层之间也要涂专业胶粘剂，缠绕范围要超出未涂塑部分100mm。

1.2收缩带包覆法

在钢管外涂LLDPE塑模时，有一种LLDPE收缩带，是用LLDPE和专用添加剂制成的，其宽度400mm，厚度2-3mm，此收缩带在120-140摄氏度时，纵向收缩率可达40%-50%。焊接后接口的处理同上，在欲包覆部位涂上胶粘剂，根据收缩带的收缩率，留出收缩裕量，包覆钢管后用喷灯从中间向两侧加热收缩带，收缩带收缩后紧紧的粘接在钢管的接口和端部。在收缩带未完全冷却前，适当加压使收缩带和钢管壁粘结力更强。需指出的是，此收缩带在收缩后也应包覆管端已涂部分约50-100mm，以保证接口部位的耐腐蚀性能。

1.3火焰喷涂法

对焊口和接口处理干净后，也可用火焰喷涂法喷涂于钢管涂塑膜材质完全相同的塑粉。火焰喷涂后应对接口的塑膜进行质量检测，发现针孔等缺陷应进行补修，以保证涂塑钢管管道的整体性能。

2、内涂塑钢管的管道连接和耐腐蚀处理

2.1法兰连接

法兰连接可分为固定法兰连接和活动法兰连接。固定法兰连接是将法兰焊接在钢管上，然后在带法兰的钢管上进行内涂塑，涂塑时法兰部位要进行精加工。法兰面涂层厚度应在1.5mm以上，经过刨，磨平整，刨磨纹路呈圆周状，不能径向刨，磨，以免泄露。法兰涂塑面和法兰面必须互相平行，误差不得大于1°，安装时需垫上与涂膜材质相同的塑膜垫。这种方法安装比较方便，制作费用较高，但由于工厂批量生产，所以，中，小直径内涂塑膜钢管采用法兰连接较多。活动法兰式钢管涂塑前先经胀口，法兰套在钢管上，胀口部位经车削后，管端前面呈可配合的凹凸槽，槽内可放置密封圈，经法兰压紧后密封性比固定法兰要好。法兰连接部位在涂塑钢管时应按要求涂塑膜。法兰连接一般情况可承压6-8MPa。

2.2螺纹连接中，小直径内涂塑钢管可采用管接头螺纹连接，为安装方便，中等直径管路连接，其管接头可用正反扣。管接头和钢管的螺纹可在涂塑前车好（涂塑时保护螺纹部位不涂），也可在钢管涂塑后在用专门设备进行套扣，用专用工具套扣时可不除去塑膜。为保证接口处耐腐蚀性能，管接头部位外部也应做好耐腐蚀包覆。管接口可为正反扣，同时内部应喷涂与涂塑钢管相同材质的塑膜，连接后从内部看接口应平整光滑。

2.3沟槽式连接

沟槽式连接又称抱箍式接口，是在钢管端部先预辊压深约5-8mm，宽约5-10mm的沟槽，然后再涂塑。连接时，用特制的抱箍，卡紧两管端部的沟槽，螺纹卡紧抱箍前，应在涂塑钢管的端部增加与涂塑膜材质相同塑膜垫，以防泄露。此种方法可适用于中小直径的输水管，耐压在2.5MPa以下，管接头的管件采用球墨铸铁或铸钢涂塑件。

2.4焊接

1）高频圈加热涂塑法

内涂塑钢管焊接后，其焊口和端部处理后，可用高频感应圈加热，钢管加热温度均匀后，用可推进钢管内的移动喷涂机进行喷涂。为保证不损坏内涂塑钢管，喷涂机推进轮采用胶轮，喷涂机的压缩空气（0.4-0.6MPa）用软管输送，喷头应能360°匀速旋转，对已加热的钢管接口部位进行喷涂，喷涂完成后进行质量检测。

2）补口机补扣技术

国内研制成功的SL-1型钢质管道内壁检测补扣涂覆机，已形成了各种涂塑钢管内壁塑膜涂层涂覆补扣工艺技术，设备完整配套，技术先进可靠，较好的解决了钢质管道内壁除锈，内涂，补扣，检测和补涂等技术难点，保证了管路防护涂层的整体施工质量。补口机在检测和补涂的作业过程中，如遇障碍，在水或电压不足时，可进行自我保护，自动退回管端，同时可以对单道死口进行补扣和检测补涂。本设备不足之处是对管路中的三通，弯头及变径部位补扣不适用，且其规格多，造价高。

3）记忆合金材料内补口技术

把记忆合金做成一段管接头，在被连接的关口外端涂强化粘结剂。将带有内防腐涂层管段的两个管口插入扩口后的记忆合金管接头中，然后低温加热管接头，使管接头恢复记忆形状，收缩紧固在两个管口的接头部位，达到连接管道和内防腐层补扣的目的。

一般多用铁基记忆合金材料。主要适用于DN150以下的管道内补口，其补口质量基本可靠，施工较为方便。但因其成本较高，目前工程应用还不普遍。

4）滑入式接口

输水用大直径涂塑钢管也可采用滑入式接口。这种接口方式的有点是结构简单，且能吸收接口之伸缩，挠曲变形，甚至可允许管线接口转动，胶圈移动，接口吸收变形后仍能保持良好的密封性。由于我国大直径钢管多为螺旋焊管（少量为直缝焊管），经涂塑后，如采用滑入式接口，需在涂塑前做管端处理，去除焊缝突起部分，使钢管外壁平整，而后才能采用滑入式接口。由于滑入式接口承受压力较低（约1PMa），对于输油和天然气等要求承受压力较高的输送管道，尚无使用经验，有待研究开发。

小结

管道的接口连接和防腐问题一直是制约涂塑钢管广泛使用的关键因素，解决了接口的连接和防腐问题，涂塑钢管的应用就会得到快速发展。

本文为叙述方便分为内涂塑和外涂塑钢管，在时机运用中可灵活使用。内外涂塑钢管都可选用合适的接口连接方式和防腐措施。

参考文献

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