凍土區(qū)油氣管道保溫技術(shù)現(xiàn)狀分析

劉志增

摘 要：隨著石油天然氣的需求越來越大，油氣管道的發(fā)展成為油氣運(yùn)輸也發(fā)展中的重要部分，而在油氣管道的建設(shè)過程中，部分管道要穿越凍土區(qū)，這就對(duì)油氣管道提出了更高的要求。本文主要是對(duì)凍土區(qū)油氣管道保溫技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，以期促進(jìn)油氣管道更好的發(fā)展，滿足人們?cè)谏a(chǎn)和生活中對(duì)油氣的需求量。

關(guān)鍵詞：凍土區(qū)；油氣管道；保溫技術(shù)

在我國的油氣運(yùn)輸中，最主要的方式之一就是管道運(yùn)輸，隨著人們對(duì)油氣的需求量越來越大，對(duì)油氣管道的要求也越來越高。而在我國的油氣管道運(yùn)輸過程中，有一段的管道運(yùn)輸是需要穿過凍土區(qū)的，這就對(duì)管道的保溫技術(shù)提出了更高的要求。因此，本文對(duì)凍土區(qū)油氣管道的保溫技術(shù)現(xiàn)狀展開討論具有十分重要的意義。

一、國內(nèi)凍土區(qū)油氣管道保溫技術(shù)狀況

國內(nèi)穿越凍土區(qū)的油氣管道主要有格爾木——拉薩成品油管道（簡(jiǎn)稱格拉線）、中俄原油管道漠河——大慶段管道（簡(jiǎn)稱漠大線）。格拉線是迄今為止中國最長、世界上海拔最高的輸送成品油的固定管道。漠大線是國內(nèi)第一條通過多年凍土區(qū)的大口徑長輸原油管道，穿越大興安嶺不連續(xù)多年凍土區(qū)的長度達(dá)441km，漠河至加格達(dá)奇之間的凍土、低洼、沼澤地區(qū)超過70km管道的設(shè)計(jì)采用了預(yù)制直埋保溫管。本文以漠大線為例，著重介紹其保溫管的預(yù)制工藝及保溫補(bǔ)口技術(shù)。

（一）漠大線保溫管預(yù)制工藝

漠大線的預(yù)制直埋保溫管道防腐保溫層是由防腐層、保溫層、防護(hù)層構(gòu)成的，其中，防腐層主要是采用三層結(jié)構(gòu)聚乙烯（3PE普通級(jí)）；保溫層采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料（厚80mm）；防護(hù)層采用高密度聚乙烯塑料（厚12mm）。保溫管預(yù)制工藝主要內(nèi)容為：在防腐管的外表面安裝等間距的支撐板后，再將其穿入到高密度聚乙烯外護(hù)管中；轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)泡平臺(tái)，采用液壓法蘭進(jìn)行兩端封堵；調(diào)整發(fā)泡平臺(tái)，使其處于傾斜狀態(tài)，傾角約15°；高壓發(fā)泡機(jī)調(diào)試完成后，在傾斜保溫管的高端處注料，注料完成后將其調(diào)至水平狀態(tài)進(jìn)行發(fā)泡；待泡沫固化后，開啟兩端液壓封堵；之后進(jìn)行端頭二次處理，安裝防水帽。

（二）漠大線保溫補(bǔ)口技術(shù)

由于漠大線穿越過凍土區(qū)、低洼區(qū)和沼澤區(qū)，因此，其需要在冬季進(jìn)行施工。而由于保溫補(bǔ)口環(huán)境溫度較低，不適合采用現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡工藝進(jìn)行保溫層的補(bǔ)口。因此，我們可以采用預(yù)制保溫瓦塊捆扎的方式進(jìn)行，由3塊120°與主管體同材質(zhì)的硬質(zhì)聚氨酯泡沫瓦塊拼接而成，拼接采用子母扣連接方式，性能指標(biāo)滿足GB/T29047-2012《高密度聚乙烯外護(hù)管硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料預(yù)制直埋保溫管及管件》中相關(guān)規(guī)定?，F(xiàn)場(chǎng)的補(bǔ)口工藝是：先對(duì)管道的接口進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度一般在50～70℃；對(duì)管道的接口進(jìn)行除銹處理，同時(shí)處理好防腐層的表面；無溶劑環(huán)氧涂料，黏彈體防腐層補(bǔ)口；安裝聚氨酯保溫瓦3塊拼接成補(bǔ)口保溫層，并加以固定；采用捆扎帶安裝電熱熔套（厚12mm），電熱熔套兩端與管道防護(hù)層搭接寬度不小于100mm，接通電源熱熔焊接；電熱熔套軸向搭接焊縫及其兩端與管道外護(hù)層的搭接焊縫均采用黏彈體膠條進(jìn)行密封，再采用聚丙烯膠帶進(jìn)行外防護(hù)。

二、管道保溫技術(shù)的要點(diǎn)解析

（一）管道保溫技術(shù)分析

管道的保溫技術(shù)主要分為兩種：管中管和一次成型。其中，管中管技術(shù)就是利用穿管技術(shù)將PE的外護(hù)管套進(jìn)鋼管上，并將聚氦酷泡沫塑料灌入它們的環(huán)形空間中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保溫作用。而一次成型技術(shù)就是將已經(jīng)經(jīng)過防腐處理的鋼管放在同一條生產(chǎn)線上，完成相應(yīng)的硬質(zhì)泡沫保溫和相應(yīng)的保護(hù)層。除此之外，最重要的就是焊口保溫技術(shù)，其主要是在焊口連接之后，對(duì)焊口進(jìn)行相應(yīng)的保溫處理，在進(jìn)行處理的過程中，重點(diǎn)是制作焊口保溫模具，還要注意留有一定的空間，防止焊接的過程中烤壞防腐保溫層。在焊口處一定要進(jìn)行除銹工作，并且還要達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)才行。焊口的保溫模塊大小是根據(jù)保溫的長度來決定的，同時(shí)還要按照相應(yīng)的比例對(duì)所用的材料進(jìn)行混合，再放入保溫膜中發(fā)泡，在保溫膜中經(jīng)過一段時(shí)間的反應(yīng)后，并且保證其是經(jīng)過固化的，就會(huì)形成我們需要的聚氦酷泡沫，最后拆掉模具，需要注意的是在整個(gè)的工藝過程中，一定都要保障產(chǎn)品的質(zhì)量沒有問題，進(jìn)而確保良好的管道保溫性能。

（二）管道保溫技術(shù)改進(jìn)措施

在管道保溫技術(shù)中，要加強(qiáng)保溫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，滿足保溫條件的要求，熱損失量應(yīng)該低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，并應(yīng)該保證保溫層的厚度，防水性能良好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)械強(qiáng)度高，材料消耗量小，并且要保證保溫結(jié)構(gòu)和防腐結(jié)構(gòu)的銜接，防止它們之間的相互影響。并且，保溫材料應(yīng)該盡量選擇價(jià)格便宜，并能就地取材的，并且要施工方便，便于維修保養(yǎng)，加強(qiáng)監(jiān)督，定期進(jìn)行檢查，對(duì)出現(xiàn)保溫?fù)p傷的地方，要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，使保溫技術(shù)達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

（三）保溫常用材料選擇

硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料因其導(dǎo)熱系數(shù)低、密度小、可工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)施工方便，廣泛應(yīng)用于埋地長輸管道的保溫。當(dāng)輸送高溫介質(zhì)管道時(shí)，經(jīng)綜合經(jīng)濟(jì)比較后可采用復(fù)合結(jié)構(gòu)，即在鋼管與聚氨酯泡沫之間加微孔硅酸鈣等耐溫材料。泡沫塑料是一種發(fā)泡體保溫材料，由多異氰酸酯、組合聚醚加催化劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑等原料組成，其中發(fā)泡劑是聚氨酯泡沫中最重要的一種助劑，應(yīng)為無氟發(fā)泡劑。

三、結(jié)語

綜上所述，本文主要對(duì)我國的漠大線保溫管預(yù)制工藝以及漠大線保溫補(bǔ)口技術(shù)進(jìn)行了分析，對(duì)其所在凍土區(qū)的管道保溫技術(shù)進(jìn)行了分析，并提出了有效的管道保溫技術(shù)改進(jìn)措施，最后說明了常用的保溫材料的選擇，對(duì)提高凍土區(qū)的管道運(yùn)輸效率具有一定的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣林林，潘麗紅，韓文禮，張紅磊.凍土區(qū)油氣管道保溫技術(shù)現(xiàn)狀[J].石油工程建設(shè)，2014，04：41-44.