采用玻璃钢涂层保护长输管道外防腐在小凌河穿越施工中的应用

杨兆平 张勇

摘 要：为了保证在特殊环境下长输管道施工过程中外防腐层不受外力破坏，从而在施工时采取的行之有效，且完全能满足现场需求，同时具有长期、稳定保护管道的一种方法。

关键词：玻璃钢；长输管道；河流穿越；保护；防腐层

1 概述

铁岭-锦西原油管道复线工程穿越小凌河，φ508管道、穿越长度1.968km，管沟挖深6～14m，小凌河枯水季水面宽度约170m，穿越处地质取样表明40m以内均为卵、砾石，粒径在20mm左右，含量在70%以上，经计算，开挖沉管最大降排水量约103900m3/天。

2 方案确定

综合分析穿越方案并结合以往经验，最终选择大开挖围堰导流，借鉴秦-沈管道施工经验，难点是穿越段地下水位高，最大降排水量大，在开挖沉管过程中很容易损坏管道防腐层，防腐补伤开挖排水工程量大，每处防腐层漏点补伤需发生施工成本费用初步测算在90万以上。针对防腐层保护，多次探讨，最后确定在管道防腐层外面涂覆玻璃钢保护层的方法，以保护管道PE防腐层在沉管开挖施工过程中不被破坏。采用玻璃钢作为防腐保护层，因它具以下性能优点：①有轻质高强的性能，比重只有1.4～2.0，而纤维缠绕玻璃钢的拉伸强度可达300～500MPa，超过普通钢的极限强度；②耐腐蚀性强；③可设计型好，可以通过不同的成型方法和模具方便地加工成所需形状；④抗老化性强和阻燃性好、使用寿命长；⑤综合造价低，玻璃钢作为一种新型的功能性材料，由于所用原材量价格较高，一般来说，玻璃钢设备的价格高于碳钢和一些塑料，而低于不銹钢和其他一些有色金属；⑥施工工艺简单、方便，适合大型、整体、结构复杂的现场施工操作。

为试验玻璃钢保护层实际防护效果，经模拟试验，涂覆2mm以上玻璃钢防护层，挖掘机挖斗轻微刮擦、斗齿碰撞试验良好，管道PE层均未损坏。

3 玻璃钢防护层施工具体方案

3.1 方案简介

具体运用到管道防腐层保护中，玻璃钢防护层从管道3PE向外由3部分组成，底层、中间加强层、面层组成。

3.1.1 底层：由底漆树脂涂刷，主要达到渗透3PE里面，含胶量为100%，做界面层用的树脂。

3.1.2 中间层：中间层防渗层，它由玻璃纤维布和树脂组成，含胶量为60%～70%。

3.1.3 面层：由全环氧树脂组成，主要起到纤维布丝孔填衬和防漏、耐磨作用，含胶量为100%。

3.2 工艺流程

3PE表面处理（清洗外表面，破面，增加粗糙面，便于黏接牢固）→涂刷底层（用羊毛辊涂刷）→固化→涂刷第二道→固化→采用连续法，加强玻璃纤维布到厚度→固化→修整（解决气孔、积胶、毛刺等问题）→涂刷面层→固化→自检→验收。

3.3 接口处工艺

在管道3PE接口处清洗后，用钢丝刷破面、划毛，在错茬高低不平处，树脂胶泥进行过渡，严禁破坏错茬高处和低处持平，会破坏3PE防腐层；接口纤维布搭接要延伸到管道平处，搭接在50～100mm之间。

3.4 玻璃钢固化

采用常温固化，相对湿度不大于85%，并不得与水或其他腐蚀介质接触，固化要保证温度均匀，防止急剧收缩固化。

3.5 质量控制

在施工的全过程中进行质量检查，各道工序间应进行互检，发现缺陷应立即修整，合格后方可继续施工。在常温固化后，应进行全面质量检查，发现缺陷立即修补。

3.6 注意事项

3.6.1 表面处理到位

采用砂轮机或者钢丝刷打磨，管道表面需打磨平整，验收合格后，才能进行下道工序。

3.6.2 玻璃钢施工前的准备及要求

（1）原材料采购应检查品种、规格、合格证书、检查报告等，必要时要进行分析检验。

（2）玻璃纤维制品易霉变，应存放于通风、干燥的地方。为了防止外形质量受到影响，不应重叠码放。

3.6.3 施工环境要求

（1）施工时应在15～30℃的条件下，施工温度过低会造成玻璃钢衬里层胶凝时间过长，胶液流动、变形，从而产生脱壳。但可用低温固化剂、增加促进剂用量改善。施工温度过高，衬里固化过快，衬里表面过快胶凝，水分等不容易蒸发或溢出，而产生气泡，可减少固化剂或者促进剂调整。但应注意，加入量应不少于配方最低用量，否则应停止作业。

（2）当相对湿度大于80%时，应停止衬里施工。应避开雷雨季或室内保温很有必要。

（3）为了避免水汽凝结，在施工前，应使基本或衬里的表面温度比施工外部环境空气露点温度高出5℃，尽量避免起泡或者脱壳现象。

（4）避免在过堂风场所施工，这样就避免了灰尘并衬里层表面过早胶凝。同时应避开尘土飞扬的环境。

（5）应避开阳光直射方向，避免裂纹产生。

3.6.4 涂刷环氧树脂

根据产品说明书配比配置，充分搅拌，静置30min使其熟化方可涂刷。涂刷应按顺序、均匀、细致、纵横交错进行，不得漏涂，针孔气泡等缺陷不能产生。

4 结论

有了玻璃钢隔离层作为保护，经现场试挖，在沉管下沟最深一级我们大胆采用带水开挖沉管方法，穿越小凌河近2km，沉管下沟施工并小回填后，经雷迪检漏无一漏点，管道防腐层保护良好，解决了带水沉管施工管道PE防腐层的保护难题，节省了最深一级2m开挖施工过程中的降水费用，节约费用支出约120万元。

参考文献

[1]何永双.玻璃钢管道施工中的质量问题及解决方法[J].中国石油和化工标准与质量，2011，31（4）：109-109.

[2]傅国栋.我国玻璃钢工业发展回顾和问题探讨[J].玻璃钢/复合材料，1992，（4）：26-32.

（作者单位：1.辽宁省盘锦市兴隆台区辽河油田建设工程公司；2.陕西省西安市陕西省天然气股份有限公司）