玻璃鋼管道在國外油氣田地面工程中的應用研究

丁 馨 黃繼兵

中國石油天然氣第七建設有限公司 山東青島 266100

玻璃鋼管道是以樹脂、玻璃纖維、石英砂為原料，采用特殊工藝制作而成的非金屬管道。它具有耐腐蝕性強、水力特性好、質輕而比強度高、不污染輸送介質、安裝快捷、施工方法易于掌握等優點。近年來，玻璃鋼管道在國外油氣田地面工程，尤其是中東、海灣地區的油氣田消防、開閉排、取水、注水等系統中得到了廣泛應用。

1 玻璃鋼管道常用連接形式

玻璃鋼管道的常見英文縮寫有GRE、GRP、FRP、RTPR 等。玻璃鋼管道連接方式和部位的選擇，是根據業主提出的使用要求及工程特點由設計及管材制造廠家協商確定。其常見連接形式有：承插粘接（Adhesive- bonded joints）、對 接 包 纏 連 接（Laminated joints）、密封圈承插連接（帶/ 不帶鎖緊結構）[Elastomeric bell- and- spigot sealed joints(with/ without locks)]、法蘭連接（Flanged joints）和螺紋連接（Threaded joints）。詳見圖1。

圖1 玻璃鋼管常用連接方式

1.1 承插粘接

承插粘接接頭是一種剛性接頭，由一個承口端和一個插口端組成。承插粘接接頭的材料成本最低，結構效率高。這種接頭形式一般適用于低壓小口徑的管道。

1.2 對接包纏連接

對接包纏接頭是將玻璃絲、短切氈、玻璃布在樹脂的浸潤下逐層纏貼在兩對接玻璃鋼管接口處。這種接頭方式最牢固，但程序復雜，耗時長，多應用于現場非計劃性接頭及補口。

1.3 密封圈承插連接（帶/ 不帶鎖緊結構）

密封圈承插連接接頭屬于柔性連接接頭，同樣由承口端和插口端組成。插口端有凹槽，安裝時將橡膠密封圈提前套入到清理干凈的凹槽內，而后將整個插口端拉入到承口端內，直至橡膠密封圈到位。密封圈通常設為兩道，根據需要也可以設為多道。在密封圈凹槽后部可以設置一圈或多圈的鎖緊插口，結構就位后在鎖緊插口內打入尼龍鎖緊棒起到固定作用。

密封圈承插連接接頭在結構上比法蘭接頭更有效，但比承插粘接接頭費用更高、更笨重。其優點是可以在惡劣的工作條件下快速組裝。

1.4 法蘭連接

法蘭接頭便于與鋼管、設備接口、閥門等連接，便于管道系統的組裝和拆卸。通常使用兩種類型的法蘭：固定式法蘭和松套式法蘭。一般情況下，應盡量避免使用法蘭接頭，因為復合材料法蘭對螺栓的對準不良和扭矩過大非常敏感。

1.5 螺紋連接

螺紋連接是常采用的一種剛性接頭形式。為保證密封性，施工時常在內外螺紋上涂抹粘接劑。這種接頭形式比普通承插粘接方式更可靠。

2 施工過程

玻璃鋼管道多埋于地下，其現場安裝的主要施工程序與普通地管安裝大致相同，都要經過到貨驗收、材料儲存、測量放線、管溝開挖、管道組裝、水壓試驗和管溝回填等工序。對于地上管道，不需要管溝開挖回填程序，但要求管材本身具備防紫外線能力，避免陽光照射加速樹脂老化而縮短管道壽命。

3 質量控制要點

相對于其他金屬及非金屬管道來說，玻璃鋼管道對施工過程精細程度要求更高，否則在試壓階段會出現大范圍的滲漏甚至泄露。因此，必須注重整個施工過程中的質量管理，做好前期工作，避免在試壓階段發生大范圍的反口、補修。

3.1 到貨驗收

首先在開箱搬運階段就需要采用專用工具，做好成品保護，避免金屬工具和野蠻搬運造成的管道損傷。使用木材、橡膠等工具材料完成倒運，禁止將金屬吊鉤直接鉤在管道端口,或用鋼絲繩捆扎管道。

3.2 材料儲存

用于地下的玻璃鋼管道不具備抗紫外線能力，在存放過程中要做好遮陽。其使用的專用膠粘劑對儲存溫度要求較高，在環境溫度低于21℃或是環境溫度過高的情況下需要配置專用的保溫箱儲存。

3.3 管材清理與檢查

玻璃鋼管道接口前需要檢查管材本體是否有破損、開裂，檢查連接斷口處表面是否光滑，有無縱向溝槽和直徑超過1.5～2.0mm 的氣泡。如果有的話應進行處理。

3.4 管道組裝

玻璃鋼管道組裝過程中一定要注意控制接口表面（包括密封圈、粘接劑）的清潔度，尤其是地下管道施工多在揚塵嚴重的區域，因此在操作過程中要做好防護。同時，玻璃鋼作為易損件在施工過程中及最終就位前都要做好成品保護，避免因沒有及時加設支架，導致支承不夠而使管段承受額外應力，最終造成系統泄漏。

為了應對上述問題，在做好技術交底，嚴格按工藝規程施工外，需要采用專用工具（例如帶扳手、造錐機、電加熱帶）達到更好的施工效果。

4 結論

目前國外工程中玻璃鋼管道的應用已經非常普遍，但因施工過程中質量控制不足已造成多個項目實際投用的人力、費用、工期遠超預期。因此，需要在后續工程承接過程中提前認識到玻璃鋼管道施工的特殊性及技術質量控制要點，做好過程控制，最終達到滿意的施工效果。