原油管道聚氨酯泡沫、防水帽采購與加工問題探討

張學(xué)，紀(jì)軍

（中國石油工程建設(shè)有限公司華北分公司采購部，河北 任丘062552）

1 管道聚氨酯泡沫保溫

1.1 原料及工藝介紹

多異氰酸酯和組合聚醚俗稱“黑料”和“白料”，是管道發(fā)泡保溫的重要原材料，多用于小口徑原油管道的外層保溫。

通常情況下，生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料過程中所需的催化劑、發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑、阻燃劑等其他助劑均混合于聚醚多元醇中，共同構(gòu)成白料。供貨廠家會與加工單位溝通施工工藝、設(shè)備狀況，結(jié)合生產(chǎn)時的環(huán)境溫度等調(diào)配白料，并在試生產(chǎn)過程中根據(jù)發(fā)泡成形情況不斷調(diào)整發(fā)泡劑等配方，以保證成品質(zhì)量合格。

目前，行業(yè)通用的加工做法是采用“一步法”或“兩步法”的施工工藝，即在聚乙烯外護(hù)管與管道外壁形成的環(huán)形空間內(nèi)按比例注入多異氰酸酯和組合聚醚，混合后的多異氰酸酯、組合聚醚在發(fā)泡劑的作用下均勻發(fā)泡并充滿整個環(huán)形空間，達(dá)到原油管道保溫防護(hù)目的?！耙徊椒ā被颉皟刹椒ā惫に嚨牟煌瑑H區(qū)別于聚乙烯外護(hù)管的形成與發(fā)泡過程是否在同一生產(chǎn)線同步完成，由于“一步法”較“兩步法”工作效率更高，所以“一步法”在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用更加普遍。

1.2 存在問題及解決措施

對于EPC 總承包項目，多異氰酸酯和組合聚醚在采購和實(shí)施“一步法”工藝時，易存在以下方面的問題，其中對于質(zhì)量責(zé)任的認(rèn)定是問題解決的難點(diǎn)。

1.2.1 聚氨酯發(fā)泡管質(zhì)量問題

1）成品聚氨酯發(fā)泡管易出現(xiàn)發(fā)泡不均勻、空洞、偏心等問題，較難達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收要求。GB/T 50538—2010《埋地鋼質(zhì)管道防腐保溫層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中對保溫層的檢測要求為：保溫層檢驗(yàn)主要是采用目測逐根檢查，保溫層應(yīng)無收縮、發(fā)酥、開裂、燒芯等缺陷，不應(yīng)有明顯的空洞。

2）傳統(tǒng)的發(fā)泡劑為CFC-11，成分中的氟利昂分子破壞大氣臭氧層，聯(lián)合國環(huán)境署已經(jīng)禁用。國內(nèi)外已經(jīng)普遍應(yīng)用141B、環(huán)戊烷或水作為發(fā)泡劑，即為無氟發(fā)泡劑。但141B 對溫度等因素更加敏感，反應(yīng)性能不穩(wěn)定，對成品發(fā)泡質(zhì)量的穩(wěn)定性影響較大。

3）管徑大小對成品發(fā)泡質(zhì)量的影響。管徑越大對原料的反應(yīng)時間、填充速度、管材送進(jìn)速度等要求越高，質(zhì)量越不易保證，管徑越小則反之。

1.2.2 由發(fā)泡管質(zhì)量問題所引起的相關(guān)責(zé)任界定

1）多異氰酸酯和組合聚醚以原料液態(tài)供貨，經(jīng)過加工后，該原料在發(fā)泡劑的作用下以固體泡沫形式呈現(xiàn)。發(fā)泡成品的質(zhì)量受原料質(zhì)量、原料配比、環(huán)境溫度、管線送進(jìn)速度等多種因素的影響，出現(xiàn)質(zhì)量問題，各環(huán)節(jié)責(zé)任不能準(zhǔn)確界定。

2）目前，國內(nèi)對多異氰酸酯和組合聚醚的原料檢測有相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)，但對于成品發(fā)泡管，除上面提到的外觀檢測外，缺乏詳細(xì)且具體的指標(biāo)檢測標(biāo)準(zhǔn)。

3）多異氰酸酯和組合聚醚的供貨方和實(shí)施“一步法”加工的單位往往不是一家，由于質(zhì)量問題不能準(zhǔn)確界定責(zé)任方，所以EPC 總承包方對問題處理較為被動。

1.2.3 定額用量控制問題

1）對于原油管道建設(shè)EPC 項目，圖紙列明的材料數(shù)量依據(jù)《石油建設(shè)安裝工程預(yù)算定額》開具，但實(shí)際加工過程受生產(chǎn)線連續(xù)性、原料供應(yīng)及時性等因素影響，實(shí)際需求量往往會超出定額數(shù)量，原料的采購成本有不可控風(fēng)險。

2）由于對成品聚氨酯發(fā)泡管的質(zhì)量責(zé)任不能清晰界定，故對質(zhì)量問題所引起的材料損失，以及修補(bǔ)產(chǎn)生的材料投入、人員和機(jī)械投入等損失不易追索，EPC 費(fèi)用控制風(fēng)險較大。

1.2.4 解決措施

針對上述問題，建議保溫材料采購及施工分包時要從以下方面考慮：

1）建議將防腐保溫工程統(tǒng)一分包，即由施工分包單位統(tǒng)一負(fù)責(zé)多異氰酸酯和組合聚醚的供貨及保溫成品管加工工作，在分包之初做好分包價格測算以及黑料、白料用量控制等相關(guān)要求，由此解決對于保溫成品管質(zhì)量問題無法界定責(zé)任方而給EPC 總包單位造成的被動局面，同時，降低由于需求用量無法把握以及修補(bǔ)投入等總體費(fèi)用不可控的風(fēng)險。

2）如不將多異氰酸酯和組合聚醚的原料采購統(tǒng)一交由施工分包單位采購的話，在單純實(shí)施原料采購時，要注意如下問題：

（1）優(yōu)選優(yōu)秀供應(yīng)商，對投標(biāo)人資格要求須在常規(guī)要求的基礎(chǔ)上，增加如下條款：

要求企業(yè)經(jīng)營范圍符合石油管道發(fā)泡保溫的多異氰酸酯和組合聚醚制造商，或具有組合聚醚銷售資質(zhì)的供應(yīng)商；投標(biāo)人須具有與建設(shè)項目加工鋼管規(guī)格管徑相同或大于的管徑原油管道項目供貨業(yè)績。

（2）招標(biāo)文件的關(guān)鍵技術(shù)和商務(wù)要求。在對多異氰酸酯和組合聚醚實(shí)施采購的時候，招標(biāo)文件和技術(shù)文件往往僅對原料自身的技術(shù)性能、技術(shù)指標(biāo)做出詳盡的要求，即便招標(biāo)文件會要求供貨廠家對成品加工工程全程指導(dǎo)，但不能將成品效果與廠家供貨聯(lián)系起來，一旦出現(xiàn)成品質(zhì)量問題將無法確定責(zé)任人。所以在編制招標(biāo)文件時，務(wù)必將發(fā)泡成型結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求作為實(shí)質(zhì)性條款，要求投標(biāo)人響應(yīng)和承諾。

2 防水帽介紹

輻射交聯(lián)聚乙烯防水帽，是在輻射交聯(lián)聚乙烯基材上復(fù)合熱熔膠制成。安裝于泡沫夾克管的兩端，通過外部加熱，達(dá)到熱熔膠熔點(diǎn)使之熔化，使大頭端與外夾克表層黏接，小頭端與基層防腐鋼管黏接，從而對泡沫管端部起到密封、防水作用，同時免受機(jī)械損傷、腐蝕等。

防水帽是原油保溫管道常用物資，由于其質(zhì)量對管道發(fā)泡的防水功能影響較大，且需求量較大，所以一般由總承包單位實(shí)施采購。在采購時，視招標(biāo)額度采用招標(biāo)或詢價的采購方式。防水帽基材常見、加工技術(shù)簡單、單件金額較低，所以，一般不被特別重視，但隨著工程質(zhì)量驗(yàn)收越發(fā)嚴(yán)格，在質(zhì)量驗(yàn)收環(huán)節(jié)針對防水帽暴露出的問題越來越多。

2.1 防水帽生產(chǎn)、安裝常見問題

2.1.1 大小頭安裝后搭接長度小于技術(shù)要求

通常情況下，在防水帽的技術(shù)文件中會對材料的熱縮比和安裝后的搭接長度給出明確要求，如中國石油集團(tuán)管道建設(shè)技術(shù)文件CDP-S-GUP-AC-012-2014-2《油氣儲運(yùn)工程鋼質(zhì)管道硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐保溫層技術(shù)規(guī)格書》中約定：防水帽的周向熱縮比（收縮后∶收縮前）應(yīng)小于0.45，軸向收縮比（收縮后∶收縮前）應(yīng)大于等于0.95。防水帽與防護(hù)層以及防水帽與防腐層的搭接長度均應(yīng)不小于50mm。

防水帽材料受基材質(zhì)量、膠層軟化點(diǎn)、烤制時的溫度、速度等因素的影響，其收縮后的搭接長度會有較大變化。也就是說，不同供貨商的產(chǎn)品，原材料本身的熱收縮率可能有所差別，加之烤制過程中時間、溫度控制等因素，共同作用下可能造成防水帽與防護(hù)層以及防水帽與防腐層的搭接長度收縮較大，如供貨廠家提供的產(chǎn)品不能合理考慮這些因素，不適當(dāng)加長產(chǎn)品長度，很容易出現(xiàn)烤制安裝后搭接長度小于50mm 的情況。

2.1.2 搭接長度不足，責(zé)任問題無法界定

如本文2.1.1 問題所述，由于防水帽材料受原材料材質(zhì)以及安裝條件的影響，可能出現(xiàn)烤制后的防水帽搭接長度不滿足驗(yàn)收規(guī)范的要求。通常情況下，總承包單位負(fù)責(zé)防水帽的采購，防腐保溫施工分包單位負(fù)責(zé)防水帽安裝，在出現(xiàn)問題后，質(zhì)量責(zé)任不易界定。

2.1.3 防水帽供貨進(jìn)度不滿足安裝需求

國內(nèi)生產(chǎn)防水帽的企業(yè)，考慮該產(chǎn)品市場需求的局限性，對于該產(chǎn)品的加工能力均設(shè)置得較小。加之該產(chǎn)品機(jī)械化加工程度低，多個環(huán)節(jié)依賴人工完成，所以產(chǎn)出效率較低。在防水帽的最后成型環(huán)節(jié)，通常為3 人一組相互配合。按一組加工能力測算，生產(chǎn)1 個防水帽的時間約1min，按每天工作8h 計算，1d 生產(chǎn)數(shù)量不到500 個。而采用“一步法”加工保溫管連續(xù)生產(chǎn)24h，可生產(chǎn)300 個，甚至更多，對防水帽的需求至少為600 個以上，再考慮防水帽的運(yùn)輸時間，顯然防水帽的供貨進(jìn)度與保溫管的產(chǎn)出速度不匹配，造成防水帽安裝人員窩工。尤其夏季生產(chǎn)防水帽，工人受環(huán)境溫度和作業(yè)中烤制高溫影響，生產(chǎn)效率更低[1]。

2.1.4 防水帽膠層厚度不足、不勻

安裝防水帽是通過外部加熱，達(dá)到膠熔點(diǎn)使之熔化后與搭接部位黏合的過程。所以，膠層厚度和均勻度將直接影響防水帽與防護(hù)層和防腐層的黏合質(zhì)量。膠層在加工過程中是利用人工涂抹或機(jī)械貼（膠）片的方法與基材粘貼在一起，加工程度較粗，質(zhì)量偏差不易做到精細(xì)把控，易造成膠層厚度不足和均勻性較差的情況。

膠層厚度不足以及均勻性差，會使烤制過程出現(xiàn)基材燒損、黏接不足等問題，無法達(dá)到防水帽密封、防水功能。不僅如此，還需更換材料，相應(yīng)地引起材料損耗、人工時等費(fèi)用增加。

2.2 采購注意事項

基于上述問題，總承包單位采購部門在進(jìn)行防水帽采購時，需要注意以下問題：

1）在招標(biāo)/詢價文件中務(wù)必明確，供應(yīng)商提供產(chǎn)品在嚴(yán)格執(zhí)行其提供的操作說明情況下，收縮后的搭接長度不得小于標(biāo)準(zhǔn)要求，否則視為產(chǎn)品質(zhì)量問題。

2）在招標(biāo)/詢價文件中要求供應(yīng)商提供詳細(xì)的、具有指導(dǎo)性的操作說明，該操作說明至少應(yīng)包含：烤制順序、烤制溫度、烤制時間、操作要領(lǐng)以及注意事項等，采購部門要組織人員對操作說明的可行性進(jìn)行評審。

3）在招標(biāo)/詢價文件中要求供應(yīng)商首次提供技術(shù)指導(dǎo)。要求供應(yīng)商在相應(yīng)時間到場，并按操作說明實(shí)際指導(dǎo)施工分包單位工人操作。采購部門需對培訓(xùn)過程予以視頻錄像，對培訓(xùn)結(jié)果組織雙方書面簽署。

4）總包單位采購部門需提前啟動防水帽的采購工作，依據(jù)保溫鋼管加工進(jìn)度，合理測算防水帽需求，要特別考慮防水帽潛在投標(biāo)人的地理位置以及運(yùn)輸時間。在招標(biāo)/詢價文件中要明確批次最低交貨數(shù)量要求，必要時要求供應(yīng)商增加生產(chǎn)組數(shù)量或延長工作時間。防水帽供應(yīng)以確保滿足保溫管產(chǎn)出需求為基本目的，建議留有3d 以上的備用量。

5）防水帽越大即配套安裝的鋼管管徑越大，其生產(chǎn)、包裝和運(yùn)輸能力越受限制，會加劇“供不應(yīng)求”的情況。所以，在采購時，無論是基于運(yùn)輸成本還是減少供貨進(jìn)度的風(fēng)險考慮，就近選擇防腐保溫供應(yīng)商都是重要原則。

6）防水帽到場后，需委托有資質(zhì)的第三方檢測機(jī)構(gòu)對樣品進(jìn)行檢測，各項指標(biāo)應(yīng)合格。這里需特別注意檢查膠層軟化點(diǎn)溫度是否與技術(shù)要求一致。

3 結(jié)語

本文詳細(xì)闡述了原油管道聚氨酯泡沫保溫加工過程以及防水帽安裝過程易出現(xiàn)的各類問題，并對涉及的主要物資在采購工作方面提出實(shí)施建議，旨在降低管理單位可能面臨的質(zhì)量風(fēng)險、費(fèi)用風(fēng)險及進(jìn)度風(fēng)險等。