钢管道防腐保温泡沫夹克成型技术是八十年代初,由原来石油部基建局组织专家赴加拿大考察后,在国内油田推广的新技术,并在国外“二步法”成型工艺的基础上,由胜利油田油建工艺技术研究所于 1983 年首次推出“一步法”成型技术,即钢管道泡沫防腐保温成型技术与外部保温用夹克层一次成型,我们称这为“一步法”作业。这一工艺技术的成功,不但提高了作业效率,也大大节省了材料,降低了成本,方便了施工,很快这一技术在全国油田得到了推广,并获得了山东省十佳科技成果, 1985 年获得国家发明专利,直至目前,国内没有“一步法”技术问世。
影响国外推广“一步法”成型工艺的关键是,国内采用的泡沫材料颜色为黄色,夹克层为黄色聚乙烯材料,我们俗称为黄夹克;国外通用的却是黑夹克,而我们的“一步法”作业线粘结强度、保护层采用黑夹克都有一系列技术问题没有得到解决。
近二年来,青岛大仓管道防腐保温器材有限公司针对“一步法”存在的问题,组织专家攻关,取得了六大关键性技术突破,在过去通用的“一步法”作业线技术上有了实质的突破,我们称为新“一步法”作业线。
一.六大技术突破
1 、由黄(夹克)变为黑(夹克)的突破
德国拜耳公司亚洲销售经理参观“一步法”生产线后,曾评价说:“此工艺技术很先进,但欧洲同类产品的夹克颜色是黑的,夹克和泡沫是粘接的,这两点非常重要,它决定了产品的耐老化性能和产品层间结构的稳定性。”国外研究测试结果是:黑夹克比黄夹克耐老化性能提高 20 倍。所以,肯定地说,黑不仅仅是颜色的问题,而是质量的问题,黑夹克在抗紫外、耐老化方面具有不可比的优异性能,与黄夹克比较,如黄夹克在阳光照耀下即产生龟裂,而黑夹克不产生龟裂。
2 、发泡沫位置可见性技术的突破
采用黑夹克的关键性技术是解决发泡位置的可见性,对发泡质量及发泡可能形成的空洞进行观察,否则黑夹克成为一句空话。我公司研制成功了黑泡沫夹克“一步法”工艺测试仪,该仪器可以在电视显示荧光屏上直接透过黑夹克层观测发泡位置,使泡沫夹克管在“一步法”生产应用上起到了开拓的作用。
3 、泡沫与夹克粘接技术的突破
对保护层黑夹克内壁进行电极化处理,使无极性的聚乙烯材料极性化,与极性聚氨酯泡沫塑料粘合时,形成泡沫与夹克的粘结层,使二者牢固地粘接在一起。
4 、采用沥青聚氨酯泡沫塑料作保温材料
使保温防腐二合一,形成黑夹克、黑瓤。实现了“黑黑”最佳组合。由于研制成功了发泡位置可见性技术,使采用沥青聚氨酯泡沫材料“管中管”技术成为可能。
沥青聚氨酯泡沫塑料是在原普通聚氨酯泡沫塑料中加入 30 % ~40% 的沥青,使聚氨酯泡沫塑料改性,由酸性材料变成中性材料,同时抗老化、抗紫外的性能加强,对埋地管线有效地抗虫咬、鼠嗑,这无疑增加了管道的防腐保温寿命,一般可达 20 年。
沥青聚氨酯泡沫塑料与普通聚氨酯泡沫塑料比较
类别
项目 |
聚氨酯硬质泡沫塑料 |
沥青聚氨酯泡沫塑料 |
透水性 |
透水性不如沥青聚氨酯硬泡沫塑料
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具用透水性 |
耐老化性 |
不耐大气风化,耐老化性能差 |
对基材粘结性好,能抵抗大气的风化作用,耐老化性能好 |
防腐性 |
阻燃硬泡易放出酸性物质,易腐蚀钢材、管材 |
硬泡呈中性,对钢管、管材具有防腐性能,可取消底层防腐 |
催化剂用量 |
需催化剂的品种很多,且使用量大
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沥青中含有催化作用的胺基及亚胺基等活性氢化合物,具有催化作用 |
使用沥青聚氨酯泡沫硬塑后,钢制管道可不用作防腐层,使防腐工艺简化,成本降低 10 %
5 、纠偏机构由电力驱动向液压驱动的突破
原“一步法”纠偏机为电动机带动纠偏机构,着水后易使电机烧坏,改成液压后,以液压站为动力,通过上下、左右、前后、开合四台液压油缸对偏心的泡沫夹克层进行自动纠偏。
6 、防腐保温层和夹克层粘结强度的突破
使其不错位,从而可能导致取消防水帽,大大降低成本,改革工艺。
二.具有良好的性能价格比
新“一步法”作业线具有单机组合的优点,可根据工艺要求随意组合,而其成本和售价都不高于“一步法”作业线。
三.经济可行性好
1.新“一步法”作业线后,由于机器的优越性和夹克与保温层的粘结性好,管接头不易损坏,可取消工艺中的防水帽,可大大降低防腐保温的成本,降低 20 % ~30% 。
2.采用沥青聚氨酯泡沫塑料,可降低成本 5 % ~10% 。
3.管线防腐保温寿命加长,比原“一步法”可提高 10~20 倍。
4.管线防日照抗爆性能加强。
四.应用情况及前景
经青海油田花格 400 公里管道上的应用,证明新“一步法”工艺切实可行,设备操作、运行简单,产品质量好,辽河等油田已订购。
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