科技成果产业化的实践与探索—机械化液体聚氨酯补口技术产业化成果显著

文/王观 王辉



科技成果产业化的实践与探索—机械化液体聚氨酯补口技术产业化成果显著

文/王观 王辉

廖宇平（前排中）在项目验收现场

管线防腐补口历来是管线防腐工程的薄弱点，由于现场补口防腐作业环境条件、作业装备条件和材料技术条件的限制，补口质量通常与管体防腐层存在水平上的差距，管线防腐失效往往是从补口防腐失效开始。目前，3PE防腐管线主要采用热缩带进行补口，但对在运管线的腐蚀调查发现，部分热缩套补口防腐层已经和钢管丧失粘接，热缩带和管体3PE防腐层的粘接更是大量出现问题，部分补口钢管表面已遭受腐蚀。补口问题已经成为3PE管线防腐的焦点和难题。热缩带补口主要采用手工作业，大口径管道手工补口施工难度很大，补口质量受制于人为因素；热缩带聚乙烯基材有很高的电绝缘性能，在补口防腐层失效后，阴极保护电流容易受到屏蔽，在非水浸土壤中形成腐蚀风险。液体涂料补口技术在国外得到广泛应用，目前，环氧粉末防腐管线更多的采用液体环氧补口，3PE防腐管线则大量采用液体聚氨酯补口。现代液体聚氨酯补口采用无溶剂涂料技术和自动喷涂补口技术，提高了管线补口防腐技术水平，被认为是管线防腐补口技术应用的趋势。

为了攻克管线防腐补口这一难题，中油管道防腐工程有限责任公司廖宇平带领的课题组全面分析了国外管道补口适用技术，对液体涂料补口技术进行涂装试验，测试涂料以及涂层性能，比较各种涂料的优缺点以及适用性；对现有液体补口机械作业装备技术进行调研、分析，总结每种装备的特点和适用性，编写液体补口作业装备技术报告。课题组通过工艺评价试验和工业化涂装试验，完成了这项防腐补口技术的评价报告。在此基础上，课题组同时从几个方向着手开展技术国产化的研究攻关：（1）联合石油天然气管道科学研究院等单位，研究液体聚氨酯补口涂料配方；（2）自行开展液体聚氨酯补口施工装备研制，成套装备主要由喷涂机、供料循环系统及旋转枪架三部分组成；（3）编制液体聚氨酯补口涂料标准及工程规范。此外，课题组还在西气东输一线补口大修进行工业应用试验及验证。经过团体共同努力，液体聚氨酯自动喷涂补口技术取得突破，获得多项知识产权和科技成果奖项。

研究成果已成功完成工业化推广应用和产业转化。2011年液体聚氨酯机械化补口技术在西二线轮-土1016口径支干线首次成功应用，这是国内管线工程第一次采用这项先进技术，在业界引起强烈反响，获得管线建设方、运营方、工程监理及业内的广泛好评，也获得集团科技口的高度评价；2012-13年，这项技术在西气东输三线西段1219口径管道工程进行了规模化工业应用，再次赢得专家和工程各方好评，补口防腐层质量满足工程规范要求，性能达到ISO 21809-3《石油天然气工业-埋地、海洋管线外防腐》和DIN 30671《热固性埋地钢制管道防腐层》等国际标准要求。目前，已经形成机械化液体聚氨酯喷涂补口装备制造能力、涂料生产能力、补口工程作业能力。

机械化液体聚氨酯补口技术填补了我国在这一领域的空白，技术达到国际先进水平，主要表现在：1、无溶剂液体聚氨酯补口涂料产品研制填补国内液体聚氨酯补口涂料空白，性能领先国内同类产品水平，产品抗阴极剥离、耐热水浸泡等关键性能指标达到国际先进水平，优于多数国外同类产品；2、课题组研制的自动补口喷涂机填补国内空白，可替代进口产品，已获得国家专利（一种钢质管道补口自动喷涂装置，专利授权号：ZL201220109601.2），成套作业装备在装备配套、水平和适用性达到外国公司同等水平，破除了外国公司的技术封锁；3、工程规范和标准的编制对于国内工程材料、施工工艺、安全等提供相关标准:中石油企业标准《埋地钢质管道液体聚氨酯补口防腐层技术标准》、中石油天然气与管道分公司CDP文件《埋地钢质管道液体聚氨酯补口防腐层技术规定》及管道局企业标准《液体聚氨酯补口施工作业规范》，全面规范了埋地钢质管道液体聚氨酯补口防腐层的原材料性能、防腐层设计、涂敷作业机具、施工工艺、作业安全以及质量检验等方面要求；4、液体聚氨酯在役管线补口修复的应用报告和新建管线的工程总结报告将为今后液体聚氨酯补口工程提供参考。这项技术解决了管道补口防腐问题，为管道工程建设提供了一种高效、高质量的防腐补口技术，包括施工装备、涂料产品及涂敷工艺技术。

机械化液体涂料喷涂补口新技术成果的转化应用已取得极大经济效益和社会效益。西二线轮南-吐鲁番支干线60km补口工程共计完成5081道口创效900余万元，西三线西段工程400km补口工程共计31500道口，产值总计5463.59万元；替代外国设备和技术人员，节约费用866.25万元。液体聚氨酯涂料自动喷涂补口技术摆脱了补口材料对机械化施工的限制，拥有质量好、施工效率高等独特优势，并可防范补口失效导致的腐蚀风险，技术应用涂料费用比进口产品节约大约40%；该技术大幅提升了补口工程技术水平，大大提高了管线补口质量水平，对提高国家油气管道补口防腐质量、保证国家油气管线安全具有重要意义。

目前，研究工作并未止步，课题组已经研制成功第二代喷涂补口机，正在进行特殊地形及小型化的补口作业设备研制等系列化技术开发，液体聚氨酯补口技术的市场应用前景广阔。

西三线技术观摩

项目现场施工