【关键词】管道修复 非开挖 内衬修复 聚合物
【摘 要】文章概括总结了国外管道修复技术的发展概况以及管道修复技术在我国的应用情况,能够有效地指导破损管道修复,并针对当前管道修复技术的研究现状,结合我国的国情提出了改进方向,应积极借鉴国外先进技术,加速发展国内技术,并做好管道修复技术的相应标准的配套工作,以推进管线修复技术的研究与进一步推广应用。
一、概述
各种管道经过多年运行后,由于腐蚀、运行管理不善等原因,不可避免的会产生各种损伤和泄露,带来严重的经济损失,但全线更换新管道,不仅工程量庞大,而且耗资大、工程期长。如何经济高效、快捷地恢复管道安全运行受到了国内外的极大关注,因此管道修复技术的研究具有十分重要的意义。
二、国外管道修复技术的发展及应用
(一)基于开挖的管道修复技术
Clock Spring复合修复套筒技术是近几年在世界上发展比较迅速且应用较为广泛的修复技术。该产品可应用于缺陷程度小于80%的管道缺陷补强修复。其优点有:修复期间不需要停输,不影响生产运行;与传统方法相比,节约成本40%～50%;恢复管道的运行能力可以达到100%;易于安装,不需要专门的设备,也不需要专门的技术工人;整个安装作业时间少于2h。
环氧填充套筒技术由英国天然气公司(BG)、美国Battelle公司和荷兰的Gasunie公司等各自独立开发。它可以实现钢质管道缺陷的永久性修复,可使管道腐蚀得到彻底抑制。修复施工时无需减压或停输操作,施工灵活性强,无热操作风险,可修复各种管道外观缺陷。从1992年起,WIUbots公司用英国天然气公司制造的环氧套管为阿曼国有石油公司修复各种管道数百万米,实现了不停输在线修复,使用效果良好。
(二)基于非开挖的管道修复技术
非开挖技术一般是指管径小于1米的管线,利用不开挖或少开挖方法进行安装、修复与更换的技术。该技术是对传统地下管线修复的一次革命,在西方发达国家成为一项政府支持、社会提倡和企业参与的新技术产业。
Amex-10型修复技术是英国的管道修复PMP 公司推出的,它是一种适用于管道接头及管道周边裂纹的非开挖管道修复系统。这套装置的密封对防止渗入和渗出都同样有效,而且可适用于任何材料的管道。虽然Amex-10型装置的压紧力可达20bar(2MPa),但只需2～3bar(0.2～0.3MPa)的液压就可以使它膨胀,所以它不会对低强度或是易碎的管材产生过大的压力。
CIPP修复技术(cured-in-place-pipe,CIPP),称为原位固化法或软衬法,是在现有的旧管内壁上衬一层液态的热固性树脂,通过加热利用热水、热汽或紫外线等使其固化,形成与旧管紧密配合的薄层管,管道的过流断面没有损失,但流动性能大大改善了。
法国BaRiquand公司研制了“Photo liner”系统,它也是基于CIPP法,用装载机械人上的一些紫外线灯光来聚合聚酯树脂。美国的Ultraline公司最近引入了一种新的全长度衬管系统PVCAlloy Pipe liner,它可通过急拐的弯头、移位的接头和管道变径部分,也可耐受大多数酸碱盐燃料和腐蚀性介质。
对于那些穿越河流、湖泊、铁路以及繁华地段的含缺陷管段的修复作业而言,非开挖技术更具有明显优势。通常管道埋置越深,采用非开挖修复技术的经济效益越可观。
三、管道修复技术在国内的应用及效果
(一)塑膜管内衬修复技术应用
穿插衬塑修复管道技术是在不开挖请况下,指将具有形状记忆特性的热缩性聚合物材料制成特定形状的管材,该技术对环境有利,费用可节约管线重建费用40%以上,可靠性高,其使用寿命长达50年以上。
塔里木轮南油田注水干线应用塑料软管内衬管道修复技术十分成功。自1992年12月投产后,2000年出现过多次腐蚀穿孔现象,严重影响正常注水工作。2000年8月,应用塑料软管内衬管道修复技术对其进行了修复,仅25天完工,自2000年10月运行至今,管线运行正常,没有出现腐蚀穿孔现象。
(二)玻璃钢内衬修复技术应用
预成型软管内衬玻璃钢技术是以防护膜、无纺布、浸渍树脂组成的复合软管,用水牙或压缩空气压力将其翻转内衬在待修复管内,经加温固化,与旧管内壁紧密粘接在一起,属管中管修复,防腐、防渗漏整体效果好。
胜利油田胜利采油厂坨三站至坨十三队φ219×7钢质输油管道,管道多处穿孔,采取“打卡子”和“补丁”的临时措施维持运行。采用预成型软管内衬玻璃钢技术修复管道后,至今运行正常,管道无穿孔渗漏现象。该方法不污染环境,而工程费用低,仅为新建管道总造价的50%,具有明显的经济效益和良好的社会效益。
(三)聚合物水泥砂浆涂敷内衬修复技术应用
聚合物水泥砂浆涂敷内衬修复技术是用风送挤涂法(即管道内挤涂)将聚合物水泥砂浆—环氧胶泥—环氧钢鳞片复合涂层涂敷于无油、无垢清洁的钢管内壁,形成厚约4～6mm的复合衬层,三层之间粘结强度高,结构一体化程度好,具有防腐、防渗透、改善表面状态、降低摩阻和扩大使用范围的特点,能提高耐酸、耐碱等各种介质的腐蚀能力。
胜利油田东辛采油厂永一站至辛三站输油管道内腐蚀非常严重,频繁穿孔,于1998年被迫停用。1999年采用该技术对该管道进行修复,经验收质量合格,试压一次成功,使待报废管道重新有了使用价值,经过近几年的运行,取得了较好效果。
四、结语
随着管道修复技术的发展,国内的管道修复市场正在日趋成熟,对老管线的缺陷补强修复与内部防腐是成功的,并显示了巨大的经济与社会效益。应积极借鉴国外先进技术,加速发展国内技术,并做好管道修复技术的相应标准的配套工作,以推进管线修复技术的研究与进一步推广应用。
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