環氧玻璃鋼在長輸管道定向鉆穿越中的應用

任彥兵

中國石油天然氣第一建設有限公司 河南洛陽 471023

環氧玻璃鋼主要由改性無溶劑環氧樹脂漆和玻璃纖維布組成。改性無溶劑環氧樹脂漆為雙組分反應性材料，其中A 組分由改性環氧樹脂、各類助劑及高強耐磨填料組成，B 組分為耐溫、耐濕熱的高效進口固化劑。改性無溶劑環氧樹脂漆具有高耐磨、抗劃傷等良好的機械性能，與玻璃纖維布配合使用形成的環氧玻璃鋼復合涂層，作為定向鉆穿越管道防腐層外保護層具有優越的保護性能。環氧玻璃鋼施工有二布五油、三布六油和四布七油3 種工藝，根據設計工藝要求可以選擇不同工藝，本項目選用二布五油對防腐層進行保護，即環氧樹脂漆（表干）+ 環氧樹脂+ 玻璃布+ 環氧樹脂+ 玻璃布+ 環氧樹脂漆（表干）+ 環氧樹脂。

1 工程概況

蒼山溪定向鉆穿越工程位于浙江省天臺縣三合鎮寺前村。定向鉆水平長度為623m，穿越的地層主要為含碎石粉質黏土、卵石、全風化泥質粉砂巖、強風化泥質粉砂巖、中風化泥質粉砂巖和中風化砂礫巖等地質。其中，含碎石粉質黏土、卵石、全風化泥質粉砂巖、強風化泥質粉砂巖和中風化泥質粉砂巖水平長度為523m。為了保護回拖管道的外防腐層，采用加強級3PE 防腐層+ 二布五油環氧玻璃鋼保護層防護。施工工藝流程如圖1 所示。

2 操作要點

2.1 施工準備

在進行環氧玻璃鋼防腐施工前，首先每隔20m 左右的距離將管道用土墩墊起，墊起的部位應避免焊道，并使管道距離地面有0.5m 以上的操作空間。施工最佳環境溫度≥15℃，相對濕度≤85%。遇有風沙、雨雪、低溫等天氣，停止作業或搭建作業棚。濕度較大和溫度較低時，采用火焰加熱表面除濕及提高表面溫度。

2.2 管體表面清理

用干凈抹布將管道表面的泥土、灰塵擦拭干凈，有較大凸起物的位置還應用鏟刀進行清除，直至管道表面完全清潔。

圖1 防腐操作工藝流程圖

2.3 管道防腐層檢查及補傷

用15kV 電火花檢漏儀進行漏點檢查，對檢測出的漏點要及時修補。對于直徑不超過10 mm 的漏點或損傷，且損傷深度不超過管體防腐層厚度50%時，在預制廠內可用管體PE 專用料生產廠提供的配套PE 粉末及補傷帶修補。對10 mm＜直徑≤30mm 的損傷，用PE 補傷片進行修補。對＞30 mm 的損傷，先除去損傷部位的污物，將該處的PE 層打毛，并將損傷處的PE層修切成圓形，邊緣應倒成鈍角；在孔洞部位填滿與補傷片配套的膠粘劑，再貼補傷片；最后，在修補處包覆一條熱收縮帶，包覆寬度應比補傷片的兩邊至少各大50mm。

2.4 對管道防腐層進行火焰極化處理

灰塵清理干凈和防腐補傷合格后, 采用火焰加熱方式對管道防腐層進行極化處理, 極化溫度控制在70～90℃之間, 同時使用鋼絲刷交叉拉毛，拉毛深度在0.3～0.4mm。做過粗糙化處理后的管道表面，使用抹布蘸工業酒精擦拭干凈管道防腐層表面，處理干凈灰塵、顆粒等后進行環氧樹脂涂刷。環氧玻璃鋼防腐施工前，要在管道下方鋪設具有防滲功能的彩條布，以防施工時環氧樹脂掉落造成環境污染。

2.5 第一層環氧樹脂漆涂刷

將改性無溶劑環氧樹脂涂料的A、B 雙組分按100∶16 的比例混合倒入攪拌器內充分攪拌均勻；然后將環氧樹脂從管道頂部緩緩倒下，同時用輥輪進行涂敷；涂敷時輥輪按自上而下的順序進行，保證涂敷厚度一致，不漏底，無流掛現象。

待第一層環氧樹脂漆表干后（常溫條件下1～2h），使用測厚儀對涂層厚度進行檢查，涂層厚度要不小于150μm。如果出現局部厚度不達標，要調制較少環氧樹脂漆并固化2～3min 后用輥輪進行涂敷，使其形成平滑過渡。

2.6 第二層環氧樹脂漆涂刷

在第一層環氧樹脂漆表干后，使用相同的施工工藝涂刷第二層環氧樹脂漆，要求涂層厚度不小于150μm。

2.7 第一層玻璃纖維布纏繞

第二層環氧樹脂漆涂刷后立即按管道起始端向終端的順序纏繞玻璃纖維布，纏繞時先將玻璃纖維布一端繃緊貼住管道，一端搭接在涂刷區，進行連續螺旋纏繞，邊纏繞邊環向滾刷，使玻璃纖維布充分浸透環氧樹脂粘膠液，無露白空鼓現象，管道底部無流掛現象。纏繞時玻璃纖維布之間的壓邊、搭接應均勻且粘結緊密，壓邊寬度大于150mm，使玻璃布網孔完全被漆料填充飽滿。

2.8 第三層環氧樹脂漆涂刷

在第一層玻璃纖維布纏繞完畢后，采用相同的施工方法涂刷第三層環氧樹脂漆。涂層厚度不小于150μm。

2.9 第二層玻璃纖維布纏繞

在第三層環氧樹脂漆的涂刷后，立即進行第二層玻璃纖維布的纏繞，纏繞方法及相關要求與第一層玻璃纖維布纏繞時相同。

2.10 第四層環氧樹脂漆涂刷

在第二層環氧纖維布纏繞完畢后，立即進行第四層環氧樹脂漆的涂刷，涂層厚度不小于150μm。

2.11 第五層環氧樹脂漆涂刷

在第四層環氧樹脂漆表干后，開始在其表面涂敷第五層環氧樹脂漆，以提高環氧玻璃鋼整體的耐磨、耐劃傷性能。環氧樹脂漆要在管體上均勻涂敷，厚度要達到200μm 以上。

2.12 檢查與驗收

施工完畢后，應對環氧玻璃鋼表面進行檢查，保證表面平整，無開裂、空鼓、褶皺、發白、脫層、流掛，以及玻璃纖維外露，壓邊和搭接均勻且粘結密實，玻璃布網孔為漆料所灌滿。尤其環氧玻璃鋼與管道防腐層的粘結應充分牢固，無分層、異物夾雜、纖維布裸露、環氧樹脂結節，以及表面色澤明顯不均勻等現象。

在環氧玻璃鋼施工完畢后，常溫下固化5—7d。待完全固化后，對環氧玻璃鋼防護層的厚度、硬度，以及管道防腐層的粘結強度進行檢測，合格標準如表1 所示。

表1 環氧玻璃鋼防腐層合格參數

（1）厚度檢測：環氧玻璃鋼防護層實干后，采用磁性涂層測厚儀對鋼管逐根進行測試。沿每根鋼管軸向隨機取3 個位置，測量每個位置圓周方向均勻分布的任意4 點涂層厚度并記錄，其厚度不應小于1.2mm。當測得的某一點的厚度值低于最小厚度要求時，應對受此影響的鋼管沿軸線以1m 的間隔段進行檢測，若測得的平均值不符合要求或某一點的厚度值低于要求的最小厚度值50μm 以上時，應進行補涂。

(2）固化度檢驗：環氧玻璃鋼固化后應對鋼管逐根進行固化度檢驗。沿管子軸向測量平均分布的3 個點，采用巴氏硬度計進行玻璃鋼防護層硬度檢驗，結果應不小于30 MPa。

(3）粘結強度檢驗：對連續敷設的100 根鋼管至少抽取1 根（不足100 根時以100 根計），按照Q/ SY 1477 附錄A 規定的方法進行粘結強度測試。若不合格，應加倍檢驗，并及時調整外護層涂敷工藝。該檢驗應在環氧玻璃鋼防護層固化后進行。

3 質量控制

（1）在進行管道表面處理時，一定要將管體處理干凈，管道3PE 防腐層的拉毛施工要符合相關規范要求；

（2）每一層環氧樹脂漆涂刷要均勻，不允許出現少刷或涂刷過厚的現象出現；

（3）玻璃纖維布的纏繞要緊密，避免出現空鼓現象；

（4）施工時要加強防風、防雨措施，保證施工質量；

（5）環氧玻璃鋼涂層的厚度需滿足設計要求；

（6）環氧玻璃鋼的硬度以及對管道防腐層的粘結強度要滿足設計要求；

（7）環氧玻璃鋼的每層涂敷均要滿足厚度要求；

（8）所有檢測儀器均在有效期內。

4 安全措施

（1）所有施工人員必須正確佩戴勞保用品；

（2) 按正確操作方式使用施工機具；

（3）注意現場的臨時用電安全，避免出現觸電事故；

（4）所有液化氣瓶必須安裝減壓閥，防止發生局部火災；

(5）使用機械配合時，設置專門的指揮人員；

（6）加強班前安全交底的工作，提高施工人員安全意識。

5 環保措施

（1）施工人員應文明施工，禁止對周圍環境造成污染和破壞；

（2）嚴格控制施工作業帶的寬度，禁止超占、多占地，施工機具必須在作業帶內和施工便道內行走；

（3）禁止堵塞當地已有的排水溝或邊溝，保證其暢通；

（4）施工過程中產生的廢棄物隨時進行清理回收，做到工完、料凈、場地清；

（5）現場設置專用垃圾桶，避免生活垃圾隨處丟棄。

6 結語

蒼山溪定向鉆采用加強級3PE 防腐層+ 二布五油環氧玻璃鋼保護層的形式作為定向鉆穿越管道的防腐防護層，定向鉆穿越完成回拖后, 按照SY 1477 中防腐層電導率測試方法，對穿越段外保護層電導率進行測試。結果發現，管線穿越段外保護層標稱電導率為100μS/ m2，防腐層質量評價為優。證明3PE 防腐層+二布五油環氧玻璃鋼保護層具有優良的抗防腐性能和機械性能，可有效保護防腐層的完整性。