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旧管道内修复挤压涂衬新工艺

发布日期:[2004-10-1]    共阅[6663]次
      目前,用于管道内修复的涂衬材料及施工方法很多,但如何选择经济可行且又方便有效的管道内修复方法,这是人们在进行管道内修复时所要考虑的重要问题。本文着重讨论了管道内修复方法的一种,即挤压涂衬工艺的基本概念、涂衬过程及其优点,尤其介绍了一种新型的双球行走器挤压涂衬方法,以便于管道工程人员在进行管道内修复时有所借鉴。管道内修复挤压涂衬工艺因具有性能可靠、涂层均匀等优点,是目前用于管道内修复的主要方法之一。

关键词:管道 内防腐 挤压 涂衬

一、延长老管线使用寿命势在必行

目前,我国的管线运输已经形成相当规模。但大量的油、气、水输送管线已进入中后期,相当一部分管线因腐蚀严重而不能使用,而管线的预制、铺设和更新费用又相当昂贵,因此,如何延长老管线的使用寿命已引起人们的关注。人们在制造、铺设、修复管道时,首先考虑到管道的安全性和经济性,而管道腐蚀又是一种不可避免的自然现象。管道因腐蚀而缩短了使用寿命,降低了输送能力或过早报废,经济损失巨大。据统计,美国因腐蚀造成的年花费约为 200 亿美元,而日本为此付出的年花费约为 100 亿美元。我国因管线腐蚀造成的经济损失也相当大。因此,世界各国都很重视对管道腐蚀问题的研究。随着管道工业的发展,人们在对管线内外表面防腐并重的情况下,越来越把高科技产品用于管道内防腐方面。因管道输送介质对管道内壁造成的腐蚀愈加严重,因而对管道内防腐质量的要求越来越高。据国外资料表明,油田地下金属管道的平均腐蚀速度每年为 1 ~ 1 .6mm ,因此,为防止管道内腐蚀或降低其腐蚀速度,延长管线使用寿命,以便减少预制和铺设或更新旧管线所花费的大量费用,必须对老管线采取有效的内防腐措施。

二、旧管道内修复挤压涂衬工艺

用于管道内防腐的涂衬材料及施工方法很多,但如何选择经济可行又方便有效的管道内防腐方法,这是人们在进行管道内防腐时所要考虑的重要问题。其中管道内挤压涂衬工艺因具有性能可靠,涂层均匀及可现场施工等优点,是目前用于管道内防腐的主要方法之一,尤其是最近人们研究出的双球行走器挤压涂衬法已逐渐在管道内防腐工程中得以应用和推广。

三、管道内挤压涂衬工艺的基本概念

管道内挤压涂衬工艺就是利用挤压涂衬法对待修复管线进行分段修复。整个内挤压过程是由冲洗、除油、干燥、喷砂(或机械清理)、化学清理、涂料选择及挤压施衬等几部分组成,即由表面准备、涂衬选择和挤压施衬三大部分组成。其中表面准备部分(除喷砂清理外)是利用专门规格的清管器并分别在混合去垢剂、表面除油剂、干燥氮气、 15% 浓度盐酸的作用下完成。关于涂料选择,一般选用流动性能好、粘结性强且在施衬后不会出现流淌现象的涂料。在完成管道挤压涂层后,要求涂料能完全填满管线腐蚀坑点,并全部固化而不会流淌。最后把挤压涂衬后的各节管段连接成线,就形成了一条新修复的管线。

四、管道内挤压涂衬前的准备工作

首先把待修复管线分段清理。先采用冲洗法,主要用软清管器将水和洗涤剂的混合液推入管道,除掉管道中的松散物质。然后,开始除掉管内表面粘附的油,可根据这类油的粘度,采用可溶的除油剂除油,其步骤是将第一个清管器送入管道,再往管内注除油剂,接着送入第二个清管器,以便除净管内附着的油类物质,然后采用软泡沫清管器和干性氮气相结合的方法,清理除油过程中的剩余水份。在管内表面经过冲洗除油后,根据挤压涂料的标准用喷砂清理设备把管段内表面喷打成白色或近白色。其方法是用压缩机把砂粒由氮气喷入管内,管壁经过大量砂粒的不断冲击,从而除掉其表面的腐蚀介质,使管道内壁形成锚纹图案,以便达到挤压涂衬要求。最后采用化学清洗法,其方法是用 15% 的盐酸清理掉管段内的剩余污物,在管段内壁达到预期效果后,再注入惰性气体,重新保持管道内表面的干燥程度,以便准备挤压内涂层。

五、管道内挤压涂衬过程

在完成待修复管道的分段清理及选择好挤压涂料后,方可进行挤压涂衬。挤压涂衬过程就是把配制好的挤压涂料夹在清管器中间,由压缩空气推动清管器在管内移动,进行挤压涂衬。其基本过程是首先在待修复管段两端分别安装发射装置和接收装置,然后投放清管器,最后回收清管器和过剩涂料。一般挤涂 1 ~ 3 次,有时一次就可达到所要求的涂层厚度。其中第一次涂层挤压力比第二次和第三次的力量大,以便将涂料挤压进管道内壁的凹坑内。挤压力的大小可通过调节管道发送和接收端的压力来实现,发送端压力越大推动清管器的压力就越大。第二次至第三次可以通过减少接收端的压力来减少挤压力,使涂层加厚。在两次挤涂之间,应留足够时间让涂层固化,以防破坏以前挤压好的涂层。在连续完成挤压涂衬各节管段后,把它们连接成线,就形成一条新修复的管道,从而恢复旧管道的输送能力。

人们已经研究出并投入使用了一种新型双球行走器挤压涂料工艺。其挤压涂料过程是在完成涂衬前的准备工作后,首先用喷射器向管内喷射稠涂料,在喷射一定涂料后停止,然后用发射装置向管内发射第一个球体行走器,由氮气驱动向管内前端移动。过一段时间,再向管内喷射稠涂料,停料后又向管内发射第二个球体行走器。通过两次喷射涂料及投放球体行走器,使涂料从管线一端挤压到另一端,剩余涂料进入回收装置。挤压成衬后的涂料在管道内壁形成一个平滑均匀的挤压膜。一般挤压一次就可达到所要求的涂衬厚度。如果需涂第二遍,那么在两次挤涂之间,应留足够时间让涂层固化,以防破坏以前挤压好的涂层。

在正常情况下,使用多密封皮碗圆盘形清管器可涂出干膜厚度为 0.0254 ~ 0 .762mm 的涂层,但这种清管器不易通过闭合的径向弯头,卡住时不易倒回。如果使用双向圆盘形清管器,不但可涂出上述涂层厚度,且易通过标准弯头,卡住时也可倒回,也可使用膨胀的球形清管器,涂后干膜厚度可达 0.1016 ~ 0 .1524mm ,通常用水压方法使这些清管器膨胀到和管壁压紧配合状态。这种膨胀的球体清管器不但易通过闭合的径向弯头并可倒回,而且在各种压力和应力作用下,都不会变形和损坏。

六、管道内挤压涂衬工艺的优缺点

该工艺尽管具有性能可靠、进行稳定和涂层光滑均匀等优点,但还存在工序复杂,表面准备、涂料选择和挤压过程要求都很严格等缺点。同时还受管道转弯处曲率半径(不应小于管径的五分之一)影响,仅限涂单一直径的组装管线。若管线是异径连接,在挤压施工时,则需更换清管器,并卸掉管线上的阀门和三通部分,用临时短管或双法兰短节来代替。

七、结论及建议

本文通过对旧管道内修复挤压涂衬工艺的基本概念、挤压涂衬过程及其优缺点进行分析和研究,并结合作者积累的管线防腐知识和经验,可得出如下结论:

管道内挤压涂衬工艺具有性能可靠、涂衬均匀等优点,是目前用于旧管道内修复的主要方法之一。尤其是双球行走器挤压涂衬法具有涂长管线能力,可连续地通过弯管,并在接缝或焊缝位置不会出现漏涂,因而在管线内修复工程中逐渐得以应用和推广。

挤涂时,最好使用速凝环氧树脂涂料,因这种涂料不但流动性能好,粘结性强,而且一次能挤涂较长距离,并且不会出现流淌现象。

挤压内涂衬的长度可根据实际情况而定,一般为5 ~ 8Km ,挤涂次数为 1 ~ 3 次,涂层厚度为 150 ~ 250 μ m 。如果挤涂次数在一次以上,那么下次挤涂要以相反方向进行,以便获得最佳涂层覆盖率,每次间隔时间一般为 12 ~ 14h 。

挤涂时,为了将由横向塞堵支管、法兰接头和偏移焊缝等非连续部位引起的凹陷或沟纹等弄平,须在每涂一层涂层后,再以相反方向在管道内运行刮光清管器。

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