環(huán)氧玻璃鋼在長輸管道定向鉆穿越中的應(yīng)用

任彥兵

中國石油天然氣第一建設(shè)有限公司 河南洛陽 471023

環(huán)氧玻璃鋼主要由改性無溶劑環(huán)氧樹脂漆和玻璃纖維布組成。改性無溶劑環(huán)氧樹脂漆為雙組分反應(yīng)性材料，其中A 組分由改性環(huán)氧樹脂、各類助劑及高強(qiáng)耐磨填料組成，B 組分為耐溫、耐濕熱的高效進(jìn)口固化劑。改性無溶劑環(huán)氧樹脂漆具有高耐磨、抗劃傷等良好的機(jī)械性能，與玻璃纖維布配合使用形成的環(huán)氧玻璃鋼復(fù)合涂層，作為定向鉆穿越管道防腐層外保護(hù)層具有優(yōu)越的保護(hù)性能。環(huán)氧玻璃鋼施工有二布五油、三布六油和四布七油3 種工藝，根據(jù)設(shè)計(jì)工藝要求可以選擇不同工藝，本項(xiàng)目選用二布五油對防腐層進(jìn)行保護(hù)，即環(huán)氧樹脂漆（表干）+ 環(huán)氧樹脂+ 玻璃布+ 環(huán)氧樹脂+ 玻璃布+ 環(huán)氧樹脂漆（表干）+ 環(huán)氧樹脂。

1 工程概況

蒼山溪定向鉆穿越工程位于浙江省天臺縣三合鎮(zhèn)寺前村。定向鉆水平長度為623m，穿越的地層主要為含碎石粉質(zhì)黏土、卵石、全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖和中風(fēng)化砂礫巖等地質(zhì)。其中，含碎石粉質(zhì)黏土、卵石、全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖和中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖水平長度為523m。為了保護(hù)回拖管道的外防腐層，采用加強(qiáng)級3PE 防腐層+ 二布五油環(huán)氧玻璃鋼保護(hù)層防護(hù)。施工工藝流程如圖1 所示。

2 操作要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備

在進(jìn)行環(huán)氧玻璃鋼防腐施工前，首先每隔20m 左右的距離將管道用土墩墊起，墊起的部位應(yīng)避免焊道，并使管道距離地面有0.5m 以上的操作空間。施工最佳環(huán)境溫度≥15℃，相對濕度≤85%。遇有風(fēng)沙、雨雪、低溫等天氣，停止作業(yè)或搭建作業(yè)棚。濕度較大和溫度較低時(shí)，采用火焰加熱表面除濕及提高表面溫度。

2.2 管體表面清理

用干凈抹布將管道表面的泥土、灰塵擦拭干凈，有較大凸起物的位置還應(yīng)用鏟刀進(jìn)行清除，直至管道表面完全清潔。

圖1 防腐操作工藝流程圖

2.3 管道防腐層檢查及補(bǔ)傷

用15kV 電火花檢漏儀進(jìn)行漏點(diǎn)檢查，對檢測出的漏點(diǎn)要及時(shí)修補(bǔ)。對于直徑不超過10 mm 的漏點(diǎn)或損傷，且損傷深度不超過管體防腐層厚度50%時(shí)，在預(yù)制廠內(nèi)可用管體PE 專用料生產(chǎn)廠提供的配套PE 粉末及補(bǔ)傷帶修補(bǔ)。對10 mm＜直徑≤30mm 的損傷，用PE 補(bǔ)傷片進(jìn)行修補(bǔ)。對＞30 mm 的損傷，先除去損傷部位的污物，將該處的PE 層打毛，并將損傷處的PE層修切成圓形，邊緣應(yīng)倒成鈍角；在孔洞部位填滿與補(bǔ)傷片配套的膠粘劑，再貼補(bǔ)傷片；最后，在修補(bǔ)處包覆一條熱收縮帶，包覆寬度應(yīng)比補(bǔ)傷片的兩邊至少各大50mm。

2.4 對管道防腐層進(jìn)行火焰極化處理

灰塵清理干凈和防腐補(bǔ)傷合格后, 采用火焰加熱方式對管道防腐層進(jìn)行極化處理, 極化溫度控制在70～90℃之間, 同時(shí)使用鋼絲刷交叉拉毛，拉毛深度在0.3～0.4mm。做過粗糙化處理后的管道表面，使用抹布蘸工業(yè)酒精擦拭干凈管道防腐層表面，處理干凈灰塵、顆粒等后進(jìn)行環(huán)氧樹脂涂刷。環(huán)氧玻璃鋼防腐施工前，要在管道下方鋪設(shè)具有防滲功能的彩條布，以防施工時(shí)環(huán)氧樹脂掉落造成環(huán)境污染。

2.5 第一層環(huán)氧樹脂漆涂刷

將改性無溶劑環(huán)氧樹脂涂料的A、B 雙組分按100∶16 的比例混合倒入攪拌器內(nèi)充分?jǐn)嚢杈鶆颍蝗缓髮h(huán)氧樹脂從管道頂部緩緩倒下，同時(shí)用輥輪進(jìn)行涂敷；涂敷時(shí)輥輪按自上而下的順序進(jìn)行，保證涂敷厚度一致，不漏底，無流掛現(xiàn)象。

待第一層環(huán)氧樹脂漆表干后（常溫條件下1～2h），使用測厚儀對涂層厚度進(jìn)行檢查，涂層厚度要不小于150μm。如果出現(xiàn)局部厚度不達(dá)標(biāo)，要調(diào)制較少環(huán)氧樹脂漆并固化2～3min 后用輥輪進(jìn)行涂敷，使其形成平滑過渡。

2.6 第二層環(huán)氧樹脂漆涂刷

在第一層環(huán)氧樹脂漆表干后，使用相同的施工工藝涂刷第二層環(huán)氧樹脂漆，要求涂層厚度不小于150μm。

2.7 第一層玻璃纖維布纏繞

第二層環(huán)氧樹脂漆涂刷后立即按管道起始端向終端的順序纏繞玻璃纖維布，纏繞時(shí)先將玻璃纖維布一端繃緊貼住管道，一端搭接在涂刷區(qū)，進(jìn)行連續(xù)螺旋纏繞，邊纏繞邊環(huán)向滾刷，使玻璃纖維布充分浸透環(huán)氧樹脂粘膠液，無露白空鼓現(xiàn)象，管道底部無流掛現(xiàn)象。纏繞時(shí)玻璃纖維布之間的壓邊、搭接應(yīng)均勻且粘結(jié)緊密，壓邊寬度大于150mm，使玻璃布網(wǎng)孔完全被漆料填充飽滿。

2.8 第三層環(huán)氧樹脂漆涂刷

在第一層玻璃纖維布纏繞完畢后，采用相同的施工方法涂刷第三層環(huán)氧樹脂漆。涂層厚度不小于150μm。

2.9 第二層玻璃纖維布纏繞

在第三層環(huán)氧樹脂漆的涂刷后，立即進(jìn)行第二層玻璃纖維布的纏繞，纏繞方法及相關(guān)要求與第一層玻璃纖維布纏繞時(shí)相同。

2.10 第四層環(huán)氧樹脂漆涂刷

在第二層環(huán)氧纖維布纏繞完畢后，立即進(jìn)行第四層環(huán)氧樹脂漆的涂刷，涂層厚度不小于150μm。

2.11 第五層環(huán)氧樹脂漆涂刷

在第四層環(huán)氧樹脂漆表干后，開始在其表面涂敷第五層環(huán)氧樹脂漆，以提高環(huán)氧玻璃鋼整體的耐磨、耐劃傷性能。環(huán)氧樹脂漆要在管體上均勻涂敷，厚度要達(dá)到200μm 以上。

2.12 檢查與驗(yàn)收

施工完畢后，應(yīng)對環(huán)氧玻璃鋼表面進(jìn)行檢查，保證表面平整，無開裂、空鼓、褶皺、發(fā)白、脫層、流掛，以及玻璃纖維外露，壓邊和搭接均勻且粘結(jié)密實(shí)，玻璃布網(wǎng)孔為漆料所灌滿。尤其環(huán)氧玻璃鋼與管道防腐層的粘結(jié)應(yīng)充分牢固，無分層、異物夾雜、纖維布裸露、環(huán)氧樹脂結(jié)節(jié)，以及表面色澤明顯不均勻等現(xiàn)象。

在環(huán)氧玻璃鋼施工完畢后，常溫下固化5—7d。待完全固化后，對環(huán)氧玻璃鋼防護(hù)層的厚度、硬度，以及管道防腐層的粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行檢測，合格標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。

表1 環(huán)氧玻璃鋼防腐層合格參數(shù)

（1）厚度檢測：環(huán)氧玻璃鋼防護(hù)層實(shí)干后，采用磁性涂層測厚儀對鋼管逐根進(jìn)行測試。沿每根鋼管軸向隨機(jī)取3 個(gè)位置，測量每個(gè)位置圓周方向均勻分布的任意4 點(diǎn)涂層厚度并記錄，其厚度不應(yīng)小于1.2mm。當(dāng)測得的某一點(diǎn)的厚度值低于最小厚度要求時(shí)，應(yīng)對受此影響的鋼管沿軸線以1m 的間隔段進(jìn)行檢測，若測得的平均值不符合要求或某一點(diǎn)的厚度值低于要求的最小厚度值50μm 以上時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)涂。

(2）固化度檢驗(yàn)：環(huán)氧玻璃鋼固化后應(yīng)對鋼管逐根進(jìn)行固化度檢驗(yàn)。沿管子軸向測量平均分布的3 個(gè)點(diǎn)，采用巴氏硬度計(jì)進(jìn)行玻璃鋼防護(hù)層硬度檢驗(yàn)，結(jié)果應(yīng)不小于30 MPa。

(3）粘結(jié)強(qiáng)度檢驗(yàn)：對連續(xù)敷設(shè)的100 根鋼管至少抽取1 根（不足100 根時(shí)以100 根計(jì)），按照Q/ SY 1477 附錄A 規(guī)定的方法進(jìn)行粘結(jié)強(qiáng)度測試。若不合格，應(yīng)加倍檢驗(yàn)，并及時(shí)調(diào)整外護(hù)層涂敷工藝。該檢驗(yàn)應(yīng)在環(huán)氧玻璃鋼防護(hù)層固化后進(jìn)行。

3 質(zhì)量控制

（1）在進(jìn)行管道表面處理時(shí)，一定要將管體處理干凈，管道3PE 防腐層的拉毛施工要符合相關(guān)規(guī)范要求；

（2）每一層環(huán)氧樹脂漆涂刷要均勻，不允許出現(xiàn)少刷或涂刷過厚的現(xiàn)象出現(xiàn)；

（3）玻璃纖維布的纏繞要緊密，避免出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象；

（4）施工時(shí)要加強(qiáng)防風(fēng)、防雨措施，保證施工質(zhì)量；

（5）環(huán)氧玻璃鋼涂層的厚度需滿足設(shè)計(jì)要求；

（6）環(huán)氧玻璃鋼的硬度以及對管道防腐層的粘結(jié)強(qiáng)度要滿足設(shè)計(jì)要求；

（7）環(huán)氧玻璃鋼的每層涂敷均要滿足厚度要求；

（8）所有檢測儀器均在有效期內(nèi)。

4 安全措施

（1）所有施工人員必須正確佩戴勞保用品；

（2) 按正確操作方式使用施工機(jī)具；

（3）注意現(xiàn)場的臨時(shí)用電安全，避免出現(xiàn)觸電事故；

（4）所有液化氣瓶必須安裝減壓閥，防止發(fā)生局部火災(zāi)；

(5）使用機(jī)械配合時(shí)，設(shè)置專門的指揮人員；

（6）加強(qiáng)班前安全交底的工作，提高施工人員安全意識。

5 環(huán)保措施

（1）施工人員應(yīng)文明施工，禁止對周圍環(huán)境造成污染和破壞；

（2）嚴(yán)格控制施工作業(yè)帶的寬度，禁止超占、多占地，施工機(jī)具必須在作業(yè)帶內(nèi)和施工便道內(nèi)行走；

（3）禁止堵塞當(dāng)?shù)匾延械呐潘疁匣蜻厹?，保證其暢通；

（4）施工過程中產(chǎn)生的廢棄物隨時(shí)進(jìn)行清理回收，做到工完、料凈、場地清；

（5）現(xiàn)場設(shè)置專用垃圾桶，避免生活垃圾隨處丟棄。

6 結(jié)語

蒼山溪定向鉆采用加強(qiáng)級3PE 防腐層+ 二布五油環(huán)氧玻璃鋼保護(hù)層的形式作為定向鉆穿越管道的防腐防護(hù)層，定向鉆穿越完成回拖后, 按照SY 1477 中防腐層電導(dǎo)率測試方法，對穿越段外保護(hù)層電導(dǎo)率進(jìn)行測試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，管線穿越段外保護(hù)層標(biāo)稱電導(dǎo)率為100μS/ m2，防腐層質(zhì)量評價(jià)為優(yōu)。證明3PE 防腐層+二布五油環(huán)氧玻璃鋼保護(hù)層具有優(yōu)良的抗防腐性能和機(jī)械性能，可有效保護(hù)防腐層的完整性。