淺談高壓玻璃鋼管線施工工藝

  一、前言
  錦16塊二元驅工業化地面建設工程揭開了遼河油田三次采油的新篇章。其中,該工程中高壓玻璃鋼管線建設規模為4.33公里,管徑為DN65,輸送介質為聚合物母液(聚丙烯酰胺和表面活性劑),年注聚規模為46萬方,設計壓力為16Mpa。該聚合物水溶液遇到鐵離子會產生有害反應,使聚合物降解,從而影響注聚效果。如采用玻璃鋼管線就避免了聚合物的降解問題。
  二、高壓玻璃鋼的性能特點
  高壓玻璃鋼管道是由環氧樹脂基體、高強度玻璃纖維及其他輔助材料先后通過纏繞成型、高溫固化、脫模修整、螺紋制作等工藝而制成。
  1.優良的耐腐蝕性能
  對各種強酸強堿、強堿性溶液、硫化氫、無機鹽的溶液、氧化介質、二氧化碳、表面活性劑、聚合物母液有機溶劑等都具有良好的耐腐蝕性能;絕緣性能好,不會產生電化學腐蝕,對埋地管線無需作陰極保護。
  2.導熱系數低
  玻璃鋼管道的導熱系數低,具有較好的保溫性能,輸送介質時可以降低熱能損耗。
  3.不易結蠟,流動阻力小
  內壁粗糙度僅為0.0053 mm,遠小于鋼管及鑄鐵管的內壁粗糙度,因此具有光滑的內表面,不易結垢、結蠟;沿程阻力系數為0.016,僅為鋼管的一半,可以有效降低泵送功率,從而節約能源。
  4.比重輕、易安裝
  比重約為1.6左右,僅為鋼的1/4~1/5,因此運輸方便,安裝便捷,不需要復雜的安裝設備,只需人工和一些配套的簡單工具即可。
  5.連接方式簡捷
  用與管道成一體的內外螺紋連接的形式,即每根管道的兩端分別是內、外螺紋,安裝時,在螺紋上涂抹密封脂,然后順次連接。操作起來方便、快捷。
  三、施工用工具和材料
  安裝用到的工具和材料主要有:鋼轉換接頭(其中一端帶螺紋)、帶扳手、切割工具、錐度磨削機及相應的脹塞、現場螺紋、鋼絲刷、擦布、密封脂、膠粘劑等。
  四、高壓玻璃鋼管道安裝施工工藝
  1.溝槽開挖
  1.1管溝開挖采用機械開挖為主,人工開挖為輔的開挖方式。當管溝要求較深時,應分層開挖。其中人工開挖時,分層深度一般不超過2m;機械開挖的分層深度應按機械的性能而定。
  1.2管溝深度應符合設計要求,標高允許偏差為+50mm、-100mm,避免急轉彎和突然升降。
  1.3管溝底部寬度應符合設計要求,允許偏差為±100mm,溝底表面應連續平整。
  1.4當施工地段存在不穩定土壤或有積水時,應適當增加管溝寬度和溝壁坡度,并采用必要的防塌方及排水措施。
  1.5若一條管溝內敷設多根管道時,管道凈間距至少要保持在200mm,用細沙或軟土隔開。
  1.6冬季施工時,管溝底部鋪設200mm細沙,并且,在管道下溝以后,管道周圍應用細沙覆蓋做保護層。
  1.7穿越砂石路時,管道在溝底要用鋼套管進行保護,防止地面荷載擠壓,并在套管的兩端和套管內對玻璃鋼管道每隔3m加橡膠保護套,使玻璃鋼管道與套管隔開,防止發生磨損。管線進出套管時,應保證管線軸線與套管軸線平行,并且高低一致。
  2.管道安裝
  2.1管的排列方向
  管的連接,其排列方向應使內螺紋端朝向介質源,即對于連接好的一組接頭來講,介質應該是從外螺紋流入內螺紋。為便于管道排列和連接,管道應盡量放在管溝拐彎的外側。
  2.2管道連接
  2.2.1檢查清理
  取下絲扣保護套,用鋼絲繩將絲扣兩端清理干凈,檢查密封面有無劃傷,如有要進行修復,若螺紋已經損壞,必須進行更換;有油漬的,要用丙酮、丁酮、或者三氯乙烷等清洗劑進行清洗。要等清洗劑完全揮發之后才可進行下一步操作。
  2.2.2涂密封脂
  在內外螺紋上都要涂抹密封脂,涂抹要均勻,并刮掉多余的密封脂。
  2.2.3對正連接
  將管子對直、對平,先上幾扣,然后將帶扳手卡在距螺紋端100~300mm左右的管體上,轉動管道,注意保持扭矩均勻,防止因用力不當造成管口錯位。擰入標準:外螺紋的擰入深度以外螺紋末端與內螺紋的端面齊平為準,誤差±1扣。
  2.2.4現場制作管件
  安裝過程中,如果遇到安裝的長度不足整根時,需要現場制作接頭。切割管線時應保證所截斷面應與管材母線垂直。切割后的管端先用錐度磨削機和脹塞把管道磨削出適當的錐度,然后在錐面和現場螺紋粘接面上均勻地涂上一層膠粘劑,這樣就重新在管道上制造出了一個螺紋。冬季施工時,應將現場螺紋與管端錐面預熱到25℃,粘好之后,要用加熱裝置加快膠粘劑的固化。
  2.2.5與鋼制管道的連接
  在本工程中,當玻璃鋼管線與泵出口以及井口鋼制管線連接時,先將鋼轉換接頭無螺紋端與鋼管焊接,之后,螺紋端與玻璃鋼管道再進行正常連接。
  3.管線試壓
  管線整體安裝就位,試壓水源和排水設施就緒后,就可進行管線整體的強度試壓,試驗壓力為管材設計壓力的1.25倍。
  3.1試壓介質為潔凈水,要求水溫與環境溫度一致,冬季試壓水溫不得低于5℃,水從低處注入,空氣從高處排出。
  3.2管端應分段試壓,長度以800-1000米為宜。
  3.3慢慢增壓,以每分鐘1.4-1.7Mpa的增壓速度升至測試壓力,穩壓10分鐘,在每一個連接點檢查有無滲漏,如有滲漏,卸壓后對滲漏處進行修理,修復后重新進行水壓試驗。
  3.4穿越處的管道要在穿越前單獨進行水壓試驗,確認達到水壓要求后,方可進行穿越連接。
  4.管溝回填
  回填前,應保證管溝底部平整,管道在管溝中無懸空的現象,管道下面的細砂要填實,回填土中不能有較大的石塊、凍土塊等,管溝和管道均符合要求,方可進行回填。
  5.施工中注意事項
  5.1冬季施工,螺紋密封脂因溫度低而粘度增加,不易涂抹到螺紋上,解決的辦法是,將螺紋密封脂放在溫度較高處保存,現用現取。也可將管道螺紋預熱,便于密封脂涂敷。
  5.2對于輸送液體介質的管道,絕對不可用空氣或其它氣體進行試壓,否則,后果非常危險,屬于違規操作。因為玻璃鋼管道重量輕、有柔性、彈性,如果用空氣或者其它氣體試壓,一旦失效,由于儲存的能量突然釋放,整個系統會發生抖動和振動,便會誘發其它效應。巨大的能量釋放會對現場人員造成嚴重的人身傷害,并且還能造成管道和其它財產的嚴重損失。
  5.3管頂300mm以上的回填土可用當地原土,如果在冬季施工,可均勻摻入凍土,但其數量不得超過填土總體積的15%,且凍塊尺寸不得超過100mm。
  五、結論與應用
  本文從實際出發,總結出高壓玻璃鋼管線的施工工藝流程以及施工過程中應注意的事項。經此工藝施工的高壓玻璃鋼管線,達到了預期的注聚效果,滿足了設計及使用要求。