關于玻璃鋼鋼夾砂管泄漏修復措施的探討
摘 要：介紹了玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管生產成型、泄漏的形式及修復措施，以茂名 100萬噸/年乙烯7#循環水玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管泄漏為例探討了其修復措施及效果，對如何修復玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管泄漏具有參考意義。
玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管(下面簡稱玻璃鋼夾砂管)是20世紀90年代引進的一種新型管材，它采用夾砂纏繞技術，可以在增加較少成本的條件下加大玻璃鋼管的厚度，從而大大提高玻璃鋼管的剛性，是目前國內正在推廣使用的一種柔性復合材料管材。這種管線可地下鋪設，用于壓力或重力水輸送系統，具有重量輕、安裝方便、使用壽命長、維護成本低、施工周期短等優點，現已廣泛應用在城市給水、污水排放、工業水處理系統等領域。因此，玻璃鋼夾砂管是一種有發展前途的新型管材。
茂名100萬噸/年乙烯地下直徑為φ1200mm、φ1800mm和φ2000mm的循環水管線均采用了玻璃鋼夾砂管，從而縮短了施工周期，節省了投資，為按時建成投產做了貢獻。茂名100萬噸/年乙烯是繼惠州殼牌乙烯之后第二家地下循環水管線采用玻玻夾砂管的石化企業，因而這方面管理經驗缺乏，故探索玻璃鋼夾砂管的泄漏形式及修復措施顯得尤為必要。
1 玻璃鋼夾砂管介紹
玻璃鋼夾砂管的生產必須用濕法纏繞成型工藝。根據產品長度，玻璃夾砂管分為定長纏繞成型法和連續纏繞成型法兩種。定長夾砂玻璃鋼管的斷面構造分為五層，即內襯層、內強度層、剛度層(夾砂層)、外強度層和外表保護層，其管壁構造如圖1所示。
連續纏繞夾砂玻璃鋼管斷面的管壁由內襯層、夾砂層和外表面保護層組成，其構造如圖2所示。
2 玻璃鋼夾砂管泄漏的形式及修復措施
玻璃鋼夾砂管在制造時有組織缺陷或在受到地質變化、重壓等外界破壞后，將存在泄漏隱患。
2.1 泄漏形式[-page-]
(1)玻璃鋼管法蘭和鋼法蘭結合面漏水；
(2)承插口在外力作用下密封圈左右受力不均，造成承插口處漏水；
(3)玻璃鋼管由于受到挖土機等外界施工破壞，造成管道身部分漏水；
(4)玻璃鋼管由于設計制造存在缺陷或在運輸過程中受損，造成管道漏水。
2.2 土方開挖要求
發現漏點后，應先組織土建人員、機具對泄漏點部位進行開挖。了解管道的地下埋設情況(包括管道埋設深度及相鄰管線分布)后，在不破壞管道和其它管線的情況下，可以用大型鉤機等機具進行開挖，在接近管頂和管側時則必須人工開挖。因為玻璃鋼管在制造時需要一個相對干燥的施工條件和操作空間，從安全、施工質量考慮，操作空間應滿足以下要求：(1)長度，管道承插口兩側，2m范圍內的泥土應清理干凈；(2)寬度，管道兩側至少有1.5m操作空間；(3)深度：管道底部需要保證有0.5m的操作空間。
2.3 修復措施
漏點開挖后，根據不同泄漏情況，制定修復措施。
1)法蘭間漏水。若是玻璃鋼管法蘭與鋼制法蘭之間漏水，只需把緊連接螺栓即可。注意，按照法蘭緊固順序逐一把緊，必要時先松開不漏部位的螺栓后再把緊。
2)密封圈漏水。如果是在兩承插口密封圈處漏水，可按下列方式處理。(1)止水。若漏水不大，應盡可能采用帶壓止水的方法可采用LB-8 速凝微膨脹補水泥及油麻、石棉繩的混合物進行塞實止水；若水量較大，應將管內的水壓降至常壓，再采用以上材料進行。(2)堵漏。用吹風機吹干管道接口及漏水處，用磨光機將承插口端面打磨出一定的倒角，并將管道需糊制部位打毛。(3)用油麻、石棉繩的混合物將承插口的間隙及尼龍棒鎖鍵的插口處封死。(4)用玻璃纖維和樹脂膩子的混合物填平，承插口過度處倒角，待固化后修磨平整。(5)用短切氈、纖維布、環氧樹脂等增強材料自接口處開始，呈階梯狀整圈糊制，糊制厚度達到20mm左右，寬度達到1000mm左右(注：厚度和寬度視管徑大小適當增減，但分別不小于10mm和600mm)。(6)糊制完后，待完全固化后(24h左右)，用混凝土將整個接口預制，預制尺寸D≥0.5m，L≥1.5DN(注：D為管道外徑到水泥墩的小距離；L為水泥墩沿管道軸向長度；DN為管道內徑)。(7)待混凝土充分凝固后即可試壓(按工作壓力的1.3倍)。
近年，也有用綁鋼帶等帶壓堵漏的方法處理承插口漏點。施工方法是，先在泄漏點附近鉆一個φ12mm的卸水孔，在泄漏處安裝填料，涂抹環氧樹脂膠泥，再纏繞玻璃纖維布，后用鋼帶包扎。這種方法通常適用于泄漏量不大的場合。
3)管道管身泄漏。若漏水處是在管身部分，應視損壞程度采取不同措施。(1)泄漏部分受損面積小于0.04m2時，可直接采用綁鋼帶帶壓堵漏。(2)泄漏部分受損面積大于0.04m2而小于0.5m2時，應采用停水降壓糊制的辦法，具體步驟如下：①先將玻璃鋼夾砂管裂口切除，并用磨光機打磨修整切口，再將預制好的弧形內襯層板封蓋住缺口；②用環氧樹脂膩子填平并與邊緣搭接固定好；③用短切氈、纖維布、環氧樹脂等增強材料自接口開始，呈階梯狀整圈糊制，糊制厚度達到20mm左右，寬度達到1000mm左右(注：厚度和寬度視管徑大小適當增減，但分別不小于10mm和600mm)；④糊制完后，待完全固化后(24h左右)，用河砂回填至管徑2/3位置；⑤按工作壓力的1.3倍試壓30min不泄漏為合格；⑥按要求回填土方。(3)泄漏部分受損面積大于0.5m2時，一般采用局部換管。[-page-]
2.4 回填土要求
玻璃鋼夾砂管試壓完成后，應立即回填。一可防止管道浮動和熱變形引起滲漏，二可防止直接暴露在太陽光下，使連接處密封破壞，產生滲漏。回填時應注意：(1)回填前，應排出管道周圍積水，不得在有積水的情況下回填；(2)回填時，必須使回填砂土均勻充滿管道周圍，防止管道偏離軸線，嚴禁使用凍土回填；(3)分層對稱回填，每層厚度不超過50mm；(4)逐層夯實，夯實時應從管道兩側同時開始，逐漸向管道靠近，嚴禁單側夯實；(5)回填砂總量應不少于回填總量的50%以上。
3 成功案例
1)現象。2007年9月8日14:40時，茂名石化分公司動力廠供水車間7#循環水線的DN2000的玻璃鋼夾砂管突然發生泄漏。經挖開土方發現，玻璃鋼管管身出現一個500mm*600mm的撕裂性缺口。四循A系統被迫停車，造成2#裂解、2#加氫直接停車，受原料影響2#高壓、2#聚丙烯、高密度相繼停車。
2)措施。(1)先將玻璃鋼夾砂管裂口切除，并用磨光機打磨修整切口，再將預制好的弧形內襯層板封蓋住缺口；(2)用環氧樹脂膩子填平并與邊緣搭接固定好；(3)用短切氈、纖維布、環氧樹脂等增強材料填平接口；(4)用玻璃纖維布、環氧樹脂呈階梯狀、環向整圈纏繞糊制50層(玻璃纖維布寬度達到1200mm。注意：為提高強度，玻璃布必須浸透環氧樹脂，但不得有積余；手纏玻璃布時，使力要均勻，不得時緊時松)；(5)修補層固化24小時后，回填砂到2/3管徑高度，管道進水試漏；(6)若30分鐘后，管道無異常現象，回填砂土、夯實。
3)效果。9月13日上午9:20，四循7#循環水玻璃鋼夾砂管恢復通水，各項指標符合生產要求，這標志著玻璃鋼夾砂管泄漏修復成功。
4 結束語
玻璃鋼夾砂管有不少突出的優點，但由于缺少在石化系統中使用玻璃鋼夾砂管的經驗，因此對可靠性要求極高的石化企業來說，探索玻璃鋼夾砂管的管理、搶險經驗，不僅可以發揮其應有的優勢和作用，而且可以保證企業安全生產，可以說意義重大。
玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管(下面簡稱玻璃鋼夾砂管)是20世紀90年代引進的一種新型管材，它采用夾砂纏繞技術，可以在增加較少成本的條件下加大玻璃鋼管的厚度，從而大大提高玻璃鋼管的剛性，是目前國內正在推廣使用的一種柔性復合材料管材。這種管線可地下鋪設，用于壓力或重力水輸送系統，具有重量輕、安裝方便、使用壽命長、維護成本低、施工周期短等優點，現已廣泛應用在城市給水、污水排放、工業水處理系統等領域。因此，玻璃鋼夾砂管是一種有發展前途的新型管材。
茂名100萬噸/年乙烯地下直徑為φ1200mm、φ1800mm和φ2000mm的循環水管線均采用了玻璃鋼夾砂管，從而縮短了施工周期，節省了投資，為按時建成投產做了貢獻。茂名100萬噸/年乙烯是繼惠州殼牌乙烯之后第二家地下循環水管線采用玻玻夾砂管的石化企業，因而這方面管理經驗缺乏，故探索玻璃鋼夾砂管的泄漏形式及修復措施顯得尤為必要。
1 玻璃鋼夾砂管介紹
玻璃鋼夾砂管的生產必須用濕法纏繞成型工藝。根據產品長度，玻璃夾砂管分為定長纏繞成型法和連續纏繞成型法兩種。定長夾砂玻璃鋼管的斷面構造分為五層，即內襯層、內強度層、剛度層(夾砂層)、外強度層和外表保護層，其管壁構造如圖1所示。
連續纏繞夾砂玻璃鋼管斷面的管壁由內襯層、夾砂層和外表面保護層組成，其構造如圖2所示。
2 玻璃鋼夾砂管泄漏的形式及修復措施
玻璃鋼夾砂管在制造時有組織缺陷或在受到地質變化、重壓等外界破壞后，將存在泄漏隱患。
2.1 泄漏形式[-page-]
(1)玻璃鋼管法蘭和鋼法蘭結合面漏水；
(2)承插口在外力作用下密封圈左右受力不均，造成承插口處漏水；
(3)玻璃鋼管由于受到挖土機等外界施工破壞，造成管道身部分漏水；
(4)玻璃鋼管由于設計制造存在缺陷或在運輸過程中受損，造成管道漏水。
2.2 土方開挖要求
發現漏點后，應先組織土建人員、機具對泄漏點部位進行開挖。了解管道的地下埋設情況(包括管道埋設深度及相鄰管線分布)后，在不破壞管道和其它管線的情況下，可以用大型鉤機等機具進行開挖，在接近管頂和管側時則必須人工開挖。因為玻璃鋼管在制造時需要一個相對干燥的施工條件和操作空間，從安全、施工質量考慮，操作空間應滿足以下要求：(1)長度，管道承插口兩側，2m范圍內的泥土應清理干凈；(2)寬度，管道兩側至少有1.5m操作空間；(3)深度：管道底部需要保證有0.5m的操作空間。
2.3 修復措施
漏點開挖后，根據不同泄漏情況，制定修復措施。
1)法蘭間漏水。若是玻璃鋼管法蘭與鋼制法蘭之間漏水，只需把緊連接螺栓即可。注意，按照法蘭緊固順序逐一把緊，必要時先松開不漏部位的螺栓后再把緊。
2)密封圈漏水。如果是在兩承插口密封圈處漏水，可按下列方式處理。(1)止水。若漏水不大，應盡可能采用帶壓止水的方法可采用LB-8 速凝微膨脹補水泥及油麻、石棉繩的混合物進行塞實止水；若水量較大，應將管內的水壓降至常壓，再采用以上材料進行。(2)堵漏。用吹風機吹干管道接口及漏水處，用磨光機將承插口端面打磨出一定的倒角，并將管道需糊制部位打毛。(3)用油麻、石棉繩的混合物將承插口的間隙及尼龍棒鎖鍵的插口處封死。(4)用玻璃纖維和樹脂膩子的混合物填平，承插口過度處倒角，待固化后修磨平整。(5)用短切氈、纖維布、環氧樹脂等增強材料自接口處開始，呈階梯狀整圈糊制，糊制厚度達到20mm左右，寬度達到1000mm左右(注：厚度和寬度視管徑大小適當增減，但分別不小于10mm和600mm)。(6)糊制完后，待完全固化后(24h左右)，用混凝土將整個接口預制，預制尺寸D≥0.5m，L≥1.5DN(注：D為管道外徑到水泥墩的小距離；L為水泥墩沿管道軸向長度；DN為管道內徑)。(7)待混凝土充分凝固后即可試壓(按工作壓力的1.3倍)。
近年，也有用綁鋼帶等帶壓堵漏的方法處理承插口漏點。施工方法是，先在泄漏點附近鉆一個φ12mm的卸水孔，在泄漏處安裝填料，涂抹環氧樹脂膠泥，再纏繞玻璃纖維布，后用鋼帶包扎。這種方法通常適用于泄漏量不大的場合。
3)管道管身泄漏。若漏水處是在管身部分，應視損壞程度采取不同措施。(1)泄漏部分受損面積小于0.04m2時，可直接采用綁鋼帶帶壓堵漏。(2)泄漏部分受損面積大于0.04m2而小于0.5m2時，應采用停水降壓糊制的辦法，具體步驟如下：①先將玻璃鋼夾砂管裂口切除，并用磨光機打磨修整切口，再將預制好的弧形內襯層板封蓋住缺口；②用環氧樹脂膩子填平并與邊緣搭接固定好；③用短切氈、纖維布、環氧樹脂等增強材料自接口開始，呈階梯狀整圈糊制，糊制厚度達到20mm左右，寬度達到1000mm左右(注：厚度和寬度視管徑大小適當增減，但分別不小于10mm和600mm)；④糊制完后，待完全固化后(24h左右)，用河砂回填至管徑2/3位置；⑤按工作壓力的1.3倍試壓30min不泄漏為合格；⑥按要求回填土方。(3)泄漏部分受損面積大于0.5m2時，一般采用局部換管。[-page-]
2.4 回填土要求
玻璃鋼夾砂管試壓完成后，應立即回填。一可防止管道浮動和熱變形引起滲漏，二可防止直接暴露在太陽光下，使連接處密封破壞，產生滲漏。回填時應注意：(1)回填前，應排出管道周圍積水，不得在有積水的情況下回填；(2)回填時，必須使回填砂土均勻充滿管道周圍，防止管道偏離軸線，嚴禁使用凍土回填；(3)分層對稱回填，每層厚度不超過50mm；(4)逐層夯實，夯實時應從管道兩側同時開始，逐漸向管道靠近，嚴禁單側夯實；(5)回填砂總量應不少于回填總量的50%以上。
3 成功案例
1)現象。2007年9月8日14:40時，茂名石化分公司動力廠供水車間7#循環水線的DN2000的玻璃鋼夾砂管突然發生泄漏。經挖開土方發現，玻璃鋼管管身出現一個500mm*600mm的撕裂性缺口。四循A系統被迫停車，造成2#裂解、2#加氫直接停車，受原料影響2#高壓、2#聚丙烯、高密度相繼停車。
2)措施。(1)先將玻璃鋼夾砂管裂口切除，并用磨光機打磨修整切口，再將預制好的弧形內襯層板封蓋住缺口；(2)用環氧樹脂膩子填平并與邊緣搭接固定好；(3)用短切氈、纖維布、環氧樹脂等增強材料填平接口；(4)用玻璃纖維布、環氧樹脂呈階梯狀、環向整圈纏繞糊制50層(玻璃纖維布寬度達到1200mm。注意：為提高強度，玻璃布必須浸透環氧樹脂，但不得有積余；手纏玻璃布時，使力要均勻，不得時緊時松)；(5)修補層固化24小時后，回填砂到2/3管徑高度，管道進水試漏；(6)若30分鐘后，管道無異常現象，回填砂土、夯實。
3)效果。9月13日上午9:20，四循7#循環水玻璃鋼夾砂管恢復通水，各項指標符合生產要求，這標志著玻璃鋼夾砂管泄漏修復成功。
4 結束語
玻璃鋼夾砂管有不少突出的優點，但由于缺少在石化系統中使用玻璃鋼夾砂管的經驗，因此對可靠性要求極高的石化企業來說，探索玻璃鋼夾砂管的管理、搶險經驗，不僅可以發揮其應有的優勢和作用，而且可以保證企業安全生產，可以說意義重大。
