原油外輸軟管熱硫化修復技術應用研究

李 萌，周 毅，楊 靜，范 旭，孫 冰

(中海油能源發展采油服務公司 天津 300457)

0 引 言

近年來隨著原油產量的增加，外輸也越發頻繁，外輸軟管在使用過程可能與拖輪甲板摩擦、提油輪船舷摩擦及漁船撞擊導致外膠層的破損。同時對于纏繞在外輸滾筒上的可纏繞式外輸軟管在長期纏繞和擠壓過程中導致法蘭端口外膠層開裂。國內外通常使用常溫硫化的修補膠進行修復，并配以加強帶增加強度。此方法的好處是通過添加固化劑使修補膠在常溫狀態下就可以進行硫化，具備各種環境條件下的應急修復，其缺點是修補膠與管體粘合強度不高容易再次剝離。所以選擇和外輸軟管外膠層相同配方的生膠料通過加熱硫化的方式對破損部位進行修復，相當于對外輸軟管破損部位進行了一次翻新處理，使修補部位外膠層具備原始性能和強度，同時大幅降低了返修率和維修費用。

1 外輸軟管常見損傷

1.1 軟管外膠層磨損

如圖1所示，外輸軟管在使用過程中，可能會與拖輪甲板、過往船舶及提油輪船舷產生摩擦導致外膠層磨損。

1.2 外輸軟管法蘭端部開裂

如圖2所示，可纏繞式外輸軟管在纏繞過程中受到拉伸與擠壓應力，容易導致法蘭端部應力集中橡膠層開裂。

2 工程實例分析

2.1 修補膠介紹

使用和外輸軟管原廠橡膠配方相同的復合型橡膠生膠片，進行外膠層破損部位加熱硫化修補可使其和軟管管體完美融合，具備良好的耐老化、耐海水腐蝕、耐磨性能。修補橡膠材質如表1所示。

表1 修補膠材質表Tab.1 Repair glue material table

2.2 熱硫化修復步驟

①將破損部位的表層膠切割掉，并在邊緣處開坡口，使用鋼絲刷或角磨機在破損部位周邊100 mm范圍內打磨粗糙。

②使用酒精或者丁酮將損傷部位及打磨部位清洗干凈，在損傷部位及邊緣區域涂抹底膠并靜置20 min。

③按照破損處尺寸裁剪外層生膠。

④將生膠片邊緣開坡口并打磨平滑。

⑤將生膠片粘合在修補部位，生膠片厚度為10 mm，膠片厚度根據傷口深度和軟管外膠層原始厚度進行選取。

⑥將整個修補部位纏繞水布，水布纏繞需嚴實，以保證排空修補部位空氣。

⑦使用電阻加熱板覆蓋硫化區域并固定。

⑧硫化加熱板上固定溫度傳感器。

⑨將保溫棉覆蓋到電阻加熱板上以減少熱量損失。

⑩硫化溫度[3]保持在140～145℃，硫化時間為60 min。

11硫化結束后解開水布檢查硫化效果，如果修補部位起泡，可以開孔排氣。

3 結 論

通過簡易裝備進行局部加熱硫化修復軟管的外膠層，使軟管的外部橡膠進行了一次翻新，讓修補橡膠和管體橡膠進行了重新的融合。現場測試修補膠與管體的粘合強度達到了9 kN/m，高于GMPHOM 2009標準規定的4 kN/m要求，同時該修補橡膠的配方完全按照外輸軟管外膠層相同性能參數進行配比，可以保證耐磨、耐海水腐蝕、耐老化等性能與外輸軟管原廠外膠層性能相仿。相對來說熱硫化修復外輸軟管具有以下優點：

①采購成本遠低于常溫硫化的進口修補膠，可以大幅降低石油公司維修成本。

②生膠料配方與外輸軟管原廠配方相同，修復之后各項性能都能達到原始要求，提高了修復質量，降低了返修率。

③局部加熱硫化設備簡單，可操作性靈活，具備在有限的條件下施工，可以滿足海上外輸軟管應急修復需求。

綜上所述，改進后的外輸軟管熱硫化修復技術是石油公司修復外輸軟管較為合理和經濟的方案。■