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光固化套在黄浦江穿越中的应用韦焕杰

发表时间：2020/9/8 来源：《基层建设》2020年第14期作者：韦焕杰

[导读] 摘要：黄浦江是兼有饮用水源、航运、排洪排涝、渔业、旅游等价值的多功能河流，金虹航油管道定向钻穿越黄浦江，输送介质为航空煤油，环保压力大，工程质量要求高。

        中航油石化管道有限公司 101399
        摘要：黄浦江是兼有饮用水源、航运、排洪排涝、渔业、旅游等价值的多功能河流，金虹航油管道定向钻穿越黄浦江，输送介质为航空煤油，环保压力大，工程质量要求高。为防止回拖过程中管道防腐层出现磨损、划伤及补口套滑脱、撕裂等风险，采用光固化套技术为管道防腐层提供机械性能保护，现场人员结合设计开展光固化套防护层涂覆工艺研究，并在该穿越工程实际应用中取得了良好效果，为今后同类型江河定向钻穿越工程的设计与施工提供参考。
        关键词：航油管道定向钻防腐层防护层光固化
        定向钻穿越施工因工期短、穿越质量好、不受季节限制、不影响航运、安全环保、工程造价低等诸多优点，在河流穿越工程中应用广泛。管道防腐是穿越作业的重要项目之一，是保障管道运行安全的关键环节。如何做好穿越管道的防腐层保护，避免管道穿越过程中防腐层出现机械损伤，是目前设计和施工中需要解决的重要难题。
        1 项目应用
        金虹航油管道全长73.7km，连接上海石化和虹桥机场，是虹桥机场的航油供应的重要保障，对上海市民航事业和经济建设的发展有着重大战略意义。黄浦江定向钻穿越为该项目Ⅲ标的控制性工程。管道规格为φ457的高频直缝电阻焊钢管,穿越长度为659m，管道防腐采用双层熔结环氧粉末涂层。管道穿越主要的地层分布为杂填土、淤泥质粉质黏土、含碎石砖块等建筑垃圾、云母、有机质等。
        管道回拖施工中，防腐层主要风险有两项：双层熔结环氧粉末涂层较薄，总抗冲击功、涂层电阻率、抗吸水性较差，虽在穿越施工前有地质勘查报告，但在钻孔、扩孔过程中，不可避免地产生岩屑和碎石。此外，扩孔后的孔洞内壁往往存在局部凸出的小岩石。这些都易导致回拖过程中管道外防腐层的破坏；管道补口套、牺牲套受轴向磨阻力作用，撕裂滑脱，补口失效。破坏部位的外防腐层无法进行修复，即使在实际使用过程中加强阴极保护也不能避免腐蚀的发生。
        为做好防腐层保护，确保管道后期的运行安全，采用光固化套为该定向钻穿越管道的双层熔结环氧粉末涂层提供机械性能保护，以解决其在穿越过程中可能产生的机械损伤。
        2 工作原理
        由上海纹广贸易有限公司参与施工的光固化保护层,是在双层熔结环氧粉末涂层外用紫外光固化的一种树脂混合特种纤维及添加剂的耐压耐磨擦型复合材料。光固化保护套材料底膜撕掉后露出具有一定粘性的内表面,贴合在管道的外层与防腐层或管身相粘结具有一定的粘结力,与3LPE或热收缩套粘结力较弱,但对与双层熔结环氧粉末涂层粘结力极强;在紫外光下交联固化的同时自身收缩,自身的径向收缩使光固化保护套材料抱紧管身使其剪切强度大幅度增加，环形剪切强度高达5.94MPa;对于管径为720mm的管线，一个650mm的焊口保护,可承受314吨的拉力负荷。在管道拖动的过程中光固化保护套与管身的粘结和自身收缩所形成的摩擦力保证了管道拖动中光固化保护套不被拖掉。
        3 材料验收
        现场接收光固化带时,检查产品信息的完整性,包括：产品名称、批号、生产日期、保质期限、安全数据单、产品说明书、第三方检测报告及出厂质量合格证书，在产品保质期内使用；未打开防光膜的产品手感是柔软并有弹性的，打开纸箱后，检查产品外包装的防光膜是否完整，一旦防光包装破损，会导致产品提前硬化失效。
        4 安装施工
        4.1防腐层表面处理
        施工前，清除管道防腐层表面的油脂和污垢等附着物，当温度达到露点或在管道表面结有冷凝水时不应施工，保持管道表面干燥。表面处理后，及时进行光固化带的施工安装。若管道表面受潮或受到沾污时，重新进行表面处理。
        4.2安装
        安装环境温度控制在5~45℃，并在无阳光直射的环境下进行。将光固化保护套上的玫瑰色薄膜撕下来，以45度角紧贴管身包裹，并抚平表面的褶皱。保护套两端的搭接部分至少要有8cm。纵向搭接处在管道1点钟至3点钟方向交替,相邻的两个搭接避免在同一直线上,以防止4层材料重合在同一位置,不利于充分固化。同时,搭接处朝向日光处。
        4.3固化
        光固化带安装完成后直接暴露在阳光下，利用阳光紫外线的照射进行固化；也可采用紫外光灯照射固化。固化时间在自然光作用下不大于20分钟，利用紫外线灯固化不大于30分钟。
        4.4补口补伤
        光固化套安装后，表面如有破损和缺陷，露出了里面的防腐层则必须进行修复，修补方法可以用另一小块光固化带材料贴补，用人造紫外光固化。修补块边缘与破损处边缘的最小距离不得小于100mm。
        5 检验
        光固化带安装完后进行100%外观检查，表面平整光滑、无气泡、无裂纹、色泽基本一致；固化后的材料性能采取抽检的方法，对材料的拉伸弹性模量,弯曲弹性模量，抗压强度,抗击强度等进行测试，测试结果见表1。

        6结论
        本管道定向钻长距离穿越黄浦江，选择了与双层熔结环氧粉末涂层有良好粘接力的光固化复合材料，该材料现场安装工艺简单，具有硬度大、耐划伤、耐磨沙、抗机械损伤能力强等优点，有效防止管道在施工回拖过程中的热收缩套脱落现象，同时，也加强了管道防腐层，将可能存在的漏点全部密封，延长管道服役寿命。
        参考文献
        [1]曾强.浅谈定向钻穿越中管道外防腐层的保护.天然气与石油.2008.08.
        [2]唐勇.大型江河定向钻玻璃钢防护层技术应用.油气储运.2015.10