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管道接口保温防腐防水一体化技术
时间:2022-05-07 08:52:26

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一、技术背景


      我们知道,保温管道的优劣是决定整个管网系统成败的关键,随着科技不断进步,聚氨酯保温管道技术日臻成熟和完善。目前,我国绝大多数聚氨酯保温管道均采用塑(PE)套钢结构,采用内部填充聚氨酯泡沫的方法进行保温。        

       然而,在实际应用中塑套钢管道在接口处破裂的情况频频发生,其使用寿命远远达不到设计要求,由此带来的后果是,管网跑、冒、滴、漏,不能正常运行,给企业和用户带来损失,甚至引发社会不良影响。


二、原因分析

(一)聚氨酯泡沫游离释酸及水解

     预制保温管在储存、运输、施工时磕碰易造成保温层泡沫开裂渗水,且在现有技术下管网运行中补口PE外护易开裂,导致水进入保温层,聚氨酯泡沫水解产生释放游离酸,在保温前未对钢管做防腐处理的情况下,钢管极易被腐蚀爆管。

(二)焊缝处晶间腐蚀
      焊接时由于不均匀加热和冷却,造成热影响区组织和性能的不均匀性,特别是过热区晶粒变大,腐蚀会沿着晶粒边界腐蚀出一条窄缝,使晶粒间的结合力大大削弱,腐蚀量虽然很小,但强度下降很大,这便是焊缝处的晶间腐蚀。
(三)弯头处应力腐蚀
      弯头处存在较强的应力腐蚀,在拉应力作用下,金属在腐蚀介质中引起破坏。应力腐蚀一般认为有阳极溶解和氢致开裂两种。常见应力腐蚀的机理是:在应力和腐蚀介质作用下,表面的氧化膜被腐蚀而受到破坏,破坏的表面和未破坏的表面分别形成阳极和阴极,阳极处的金属成为离子而被溶解,产生电流流向阴极。由于阳极面积比阴极的小得多,阳极的电流密度很大,进一步腐蚀已破坏的表面。加上拉应力的作用,破坏处逐渐形成裂纹,裂纹随时间逐渐扩展直到断裂。这种裂纹不仅可以沿着金属晶粒边界发展,而且还能穿过晶粒发展。
(四)现有工艺缺陷

      目前,石油、热力等行业中从本质上解决管道腐蚀漏水的有效技术尚未成熟,采用较多的工艺为电热熔套或热缩套进行的防腐防渗处理,在一段时间后,电热熔套或热缩套易开裂,水渗入造成管体腐蚀。主要原因有:一是塑套钢的PE外护材料为难粘材料, PE表面存在弱边界层,其呈现化学惰性,使得热熔胶与PE难以粘接;二是PE外护管失圆,熔接时嵌合度不足,又长期受剪切力作用易开裂,引起更大规模的渗水。

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三、解决方案

管道接口保温防腐防水一体化技术

      塑套钢保温管道接口保温防腐防渗一体化技术是根据管网中不同运行条件下的管段进行的加强型保温防腐防渗处理,达到管网使用寿命统一和本质安全。 该技术通过多重防护对管道薄弱环节进行了加强,彻底解决管道补口等薄弱处PE外护破裂,水汽渗入造成的管体腐蚀。该技术涉及的材料有自主研发的强渗透性NR-7氟硅防腐涂料、聚酯布等。

       技术工艺:

      (一)工作钢管外壁除锈后,用NR-7氟硅防腐涂料添加5~8%磷酸锌(与余锈反应转换形成络合物钝化层)彻底搅拌均匀涂刷或者喷涂到钢管表面,缠绕二层聚酯布中间涂刷氟硅防腐涂料(形成二布五油防腐结构),然后在接口保温层端面涂刷NR-7达到防水密封作用,待表干后,就可以进入补口保温工艺。

      (二)如果穿越海河或者顶管工艺需要加强防腐要求可参考:
       在以上工艺基础上,用氟硅防腐涂料+碳纤维缠绕带(缠绕二层五油)后缠绕热收缩带加以保护,此工艺已经在国内多地电厂穿越海河工程中应用,达到甲方各项技术要求,各项性能指标均超过3PE防腐效果,同时可应用于蒸汽管外护管防腐及天然气管道防腐补口,此技术将参加2022年廊坊国际管道展。

      (三)NR-7氟硅防腐涂料可有效替代保温管防水帽。防水帽在使用中工艺较为复杂,施工现场操作不便。管道在预制保温完成后,采用NR-7氟硅防腐涂料喷刷到保温管端口处,起到密封防水效果,施工时无需再次进行处理,可直接进行保温补口,减少施工工序,缩短工期。

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四、工程案例

(一)青岛能源集团九江路抢修工程


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(二)泰能热电抢修工程

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(三)青岛白沙河管道穿越工程

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(四)开源热电管道穿越工程

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