管道修復技術發展研究

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編者按：本論文主要從國外管道修復技術的發展及應用；管道修復技術在國內的應用及效果等進行講述，包括了基于開挖的管道修復技術、基于非開挖的管道修復技術、塑膜管內襯修復技術應用、玻璃鋼內襯修復技術應用、聚合物水泥砂漿涂敷內襯修復技術應用、各種管道經過多年運行后,由于腐蝕、運行管理不善等原因等，具體資料請見：

論文關鍵詞:管道修復非開挖內襯修復聚合物

論文摘要:文章概括總結了國外管道修復技術的發展概況以及管道修復技術在我國的應用情況,能夠有效地指導破損管道修復,并針對當前管道修復技術的研究現狀,結合我國的國情提出了改進方向,應積極借鑒國外先進技術,加速發展國內技術,并做好管道修復技術的相應標準的配套工作,以推進管線修復技術的研究與進一步推廣應用。

一、概述

各種管道經過多年運行后,由于腐蝕、運行管理不善等原因,不可避免的會產生各種損傷和泄露,帶來嚴重的經濟損失,但全線更換新管道,不僅工程量龐大,而且耗資大、工程期長。如何經濟高效、快捷地恢復管道安全運行受到了國內外的極大關注,因此管道修復技術的研究具有十分重要的意義。

二、國外管道修復技術的發展及應用

(一)基于開挖的管道修復技術

ClockSpring復合修復套筒技術是近幾年在世界上發展比較迅速且應用較為廣泛的修復技術。該產品可應用于缺陷程度小于80%的管道缺陷補強修復。其優點有:修復期間不需要停輸,不影響生產運行;與傳統方法相比,節約成本40%～50%;恢復管道的運行能力可以達到100%;易于安裝,不需要專門的設備,也不需要專門的技術工人;整個安裝作業時間少于2h。

環氧填充套筒技術由英國天然氣公司(BG)、美國Battelle公司和荷蘭的Gasunie公司等各自獨立開發。它可以實現鋼質管道缺陷的永久性修復,可使管道腐蝕得到徹底抑制。修復施工時無需減壓或停輸操作,施工靈活性強,無熱操作風險,可修復各種管道外觀缺陷。從1992年起,WIUbots公司用英國天然氣公司制造的環氧套管為阿曼國有石油公司修復各種管道數百萬米,實現了不停輸在線修復,使用效果良好。

(二)基于非開挖的管道修復技術

非開挖技術一般是指管徑小于1米的管線,利用不開挖或少開挖方法進行安裝、修復與更換的技術。該技術是對傳統地下管線修復的一次革命,在西方發達國家成為一項政府支持、社會提倡和企業參與的新技術產業。

Amex-10型修復技術是英國的管道修復PMP公司推出的,它是一種適用于管道接頭及管道周邊裂紋的非開挖管道修復系統。這套裝置的密封對防止滲入和滲出都同樣有效,而且可適用于任何材料的管道。雖然Amex-10型裝置的壓緊力可達20bar(2MPa),但只需2～3bar(0.2～0.3MPa)的液壓就可以使它膨脹,所以它不會對低強度或是易碎的管材產生過大的壓力。

CIPP修復技術(cured-in-place-pipe,CIPP),稱為原位固化法或軟襯法,是在現有的舊管內壁上襯一層液態的熱固性樹脂,通過加熱利用熱水、熱汽或紫外線等使其固化,形成與舊管緊密配合的薄層管,管道的過流斷面沒有損失,但流動性能大大改善了。

法國BaRiquand公司研制了“Photoliner”系統,它也是基于CIPP法,用裝載機械人上的一些紫外線燈光來聚合聚酯樹脂。美國的Ultraline公司最近引入了一種新的全長度襯管系統PVCAlloyPipeliner,它可通過急拐的彎頭、移位的接頭和管道變徑部分,也可耐受大多數酸堿鹽燃料和腐蝕性介質。

對于那些穿越河流、湖泊、鐵路以及繁華地段的含缺陷管段的修復作業而言,非開挖技術更具有明顯優勢。通常管道埋置越深,采用非開挖修復技術的經濟效益越可觀。

三、管道修復技術在國內的應用及效果

(一)塑膜管內襯修復技術應用

穿插襯塑修復管道技術是在不開挖請況下,指將具有形狀記憶特性的熱縮性聚合物材料制成特定形狀的管材,該技術對環境有利,費用可節約管線重建費用40%以上,可靠性高,其使用壽命長達50年以上。

塔里木輪南油田注水干線應用塑料軟管內襯管道修復技術十分成功。自1992年12月投產后,2000年出現過多次腐蝕穿孔現象,嚴重影響正常注水工作。2000年8月,應用塑料軟管內襯管道修復技術對其進行了修復,僅25天完工,自2000年10月運行至今,管線運行正常,沒有出現腐蝕穿孔現象。

(二)玻璃鋼內襯修復技術應用

預成型軟管內襯玻璃鋼技術是以防護膜、無紡布、浸漬樹脂組成的復合軟管,用水牙或壓縮空氣壓力將其翻轉內襯在待修復管內,經加溫固化,與舊管內壁緊密粘接在一起,屬管中管修復,防腐、防滲漏整體效果好。

勝利油田勝利采油廠坨三站至坨十三隊φ219×7鋼質輸油管道,管道多處穿孔,采取“打卡子”和“補丁”的臨時措施維持運行。采用預成型軟管內襯玻璃鋼技術修復管道后,至今運行正常,管道無穿孔滲漏現象。該方法不污染環境,而工程費用低,僅為新建管道總造價的50%,具有明顯的經濟效益和良好的社會效益。

(三)聚合物水泥砂漿涂敷內襯修復技術應用

聚合物水泥砂漿涂敷內襯修復技術是用風送擠涂法(即管道內擠涂)將聚合物水泥砂漿—環氧膠泥—環氧鋼鱗片復合涂層涂敷于無油、無垢清潔的鋼管內壁,形成厚約4～6mm的復合襯層,三層之間粘結強度高,結構一體化程度好,具有防腐、防滲透、改善表面狀態、降低摩阻和擴大使用范圍的特點,能提高耐酸、耐堿等各種介質的腐蝕能力。

勝利油田東辛采油廠永一站至辛三站輸油管道內腐蝕非常嚴重,頻繁穿孔,于1998年被迫停用。1999年采用該技術對該管道進行修復,經驗收質量合格,試壓一次成功,使待報廢管道重新有了使用價值,經過近幾年的運行,取得了較好效果。

四、結語

隨著管道修復技術的發展,國內的管道修復市場正在日趨成熟,對老管線的缺陷補強修復與內部防腐是成功的,并顯示了巨大的經濟與社會效益。應積極借鑒國外先進技術,加速發展國內技術,并做好管道修復技術的相應標準的配套工作,以推進管線修復技術的研究與進一步推廣應用。

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