环氧玻璃钢在长输管道定向钻穿越中的应用

任彦兵

中国石油天然气第一建设有限公司 河南洛阳 471023

环氧玻璃钢主要由改性无溶剂环氧树脂漆和玻璃纤维布组成。改性无溶剂环氧树脂漆为双组分反应性材料，其中A 组分由改性环氧树脂、各类助剂及高强耐磨填料组成，B 组分为耐温、耐湿热的高效进口固化剂。改性无溶剂环氧树脂漆具有高耐磨、抗划伤等良好的机械性能，与玻璃纤维布配合使用形成的环氧玻璃钢复合涂层，作为定向钻穿越管道防腐层外保护层具有优越的保护性能。环氧玻璃钢施工有二布五油、三布六油和四布七油3 种工艺，根据设计工艺要求可以选择不同工艺，本项目选用二布五油对防腐层进行保护，即环氧树脂漆（表干）+ 环氧树脂+ 玻璃布+ 环氧树脂+ 玻璃布+ 环氧树脂漆（表干）+ 环氧树脂。

1 工程概况

苍山溪定向钻穿越工程位于浙江省天台县三合镇寺前村。定向钻水平长度为623m，穿越的地层主要为含碎石粉质黏土、卵石、全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩和中风化砂砾岩等地质。其中，含碎石粉质黏土、卵石、全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩和中风化泥质粉砂岩水平长度为523m。为了保护回拖管道的外防腐层，采用加强级3PE 防腐层+ 二布五油环氧玻璃钢保护层防护。施工工艺流程如图1 所示。

2 操作要点

2.1 施工准备

在进行环氧玻璃钢防腐施工前，首先每隔20m 左右的距离将管道用土墩垫起，垫起的部位应避免焊道，并使管道距离地面有0.5m 以上的操作空间。施工最佳环境温度≥15℃，相对湿度≤85%。遇有风沙、雨雪、低温等天气，停止作业或搭建作业棚。湿度较大和温度较低时，采用火焰加热表面除湿及提高表面温度。

2.2 管体表面清理

用干净抹布将管道表面的泥土、灰尘擦拭干净，有较大凸起物的位置还应用铲刀进行清除，直至管道表面完全清洁。

图1 防腐操作工艺流程图

2.3 管道防腐层检查及补伤

用15kV 电火花检漏仪进行漏点检查，对检测出的漏点要及时修补。对于直径不超过10 mm 的漏点或损伤，且损伤深度不超过管体防腐层厚度50%时，在预制厂内可用管体PE 专用料生产厂提供的配套PE 粉末及补伤带修补。对10 mm＜直径≤30mm 的损伤，用PE 补伤片进行修补。对＞30 mm 的损伤，先除去损伤部位的污物，将该处的PE 层打毛，并将损伤处的PE层修切成圆形，边缘应倒成钝角；在孔洞部位填满与补伤片配套的胶粘剂，再贴补伤片；最后，在修补处包覆一条热收缩带，包覆宽度应比补伤片的两边至少各大50mm。

2.4 对管道防腐层进行火焰极化处理

灰尘清理干净和防腐补伤合格后, 采用火焰加热方式对管道防腐层进行极化处理, 极化温度控制在70～90℃之间, 同时使用钢丝刷交叉拉毛，拉毛深度在0.3～0.4mm。做过粗糙化处理后的管道表面，使用抹布蘸工业酒精擦拭干净管道防腐层表面，处理干净灰尘、颗粒等后进行环氧树脂涂刷。环氧玻璃钢防腐施工前，要在管道下方铺设具有防渗功能的彩条布，以防施工时环氧树脂掉落造成环境污染。

2.5 第一层环氧树脂漆涂刷

将改性无溶剂环氧树脂涂料的A、B 双组分按100∶16 的比例混合倒入搅拌器内充分搅拌均匀；然后将环氧树脂从管道顶部缓缓倒下，同时用辊轮进行涂敷；涂敷时辊轮按自上而下的顺序进行，保证涂敷厚度一致，不漏底，无流挂现象。

待第一层环氧树脂漆表干后（常温条件下1～2h），使用测厚仪对涂层厚度进行检查，涂层厚度要不小于150μm。如果出现局部厚度不达标，要调制较少环氧树脂漆并固化2～3min 后用辊轮进行涂敷，使其形成平滑过渡。

2.6 第二层环氧树脂漆涂刷

在第一层环氧树脂漆表干后，使用相同的施工工艺涂刷第二层环氧树脂漆，要求涂层厚度不小于150μm。

2.7 第一层玻璃纤维布缠绕

第二层环氧树脂漆涂刷后立即按管道起始端向终端的顺序缠绕玻璃纤维布，缠绕时先将玻璃纤维布一端绷紧贴住管道，一端搭接在涂刷区，进行连续螺旋缠绕，边缠绕边环向滚刷，使玻璃纤维布充分浸透环氧树脂粘胶液，无露白空鼓现象，管道底部无流挂现象。缠绕时玻璃纤维布之间的压边、搭接应均匀且粘结紧密，压边宽度大于150mm，使玻璃布网孔完全被漆料填充饱满。

2.8 第三层环氧树脂漆涂刷

在第一层玻璃纤维布缠绕完毕后，采用相同的施工方法涂刷第三层环氧树脂漆。涂层厚度不小于150μm。

2.9 第二层玻璃纤维布缠绕

在第三层环氧树脂漆的涂刷后，立即进行第二层玻璃纤维布的缠绕，缠绕方法及相关要求与第一层玻璃纤维布缠绕时相同。

2.10 第四层环氧树脂漆涂刷

在第二层环氧纤维布缠绕完毕后，立即进行第四层环氧树脂漆的涂刷，涂层厚度不小于150μm。

2.11 第五层环氧树脂漆涂刷

在第四层环氧树脂漆表干后，开始在其表面涂敷第五层环氧树脂漆，以提高环氧玻璃钢整体的耐磨、耐划伤性能。环氧树脂漆要在管体上均匀涂敷，厚度要达到200μm 以上。

2.12 检查与验收

施工完毕后，应对环氧玻璃钢表面进行检查，保证表面平整，无开裂、空鼓、褶皱、发白、脱层、流挂，以及玻璃纤维外露，压边和搭接均匀且粘结密实，玻璃布网孔为漆料所灌满。尤其环氧玻璃钢与管道防腐层的粘结应充分牢固，无分层、异物夹杂、纤维布裸露、环氧树脂结节，以及表面色泽明显不均匀等现象。

在环氧玻璃钢施工完毕后，常温下固化5—7d。待完全固化后，对环氧玻璃钢防护层的厚度、硬度，以及管道防腐层的粘结强度进行检测，合格标准如表1 所示。

表1 环氧玻璃钢防腐层合格参数

（1）厚度检测：环氧玻璃钢防护层实干后，采用磁性涂层测厚仪对钢管逐根进行测试。沿每根钢管轴向随机取3 个位置，测量每个位置圆周方向均匀分布的任意4 点涂层厚度并记录，其厚度不应小于1.2mm。当测得的某一点的厚度值低于最小厚度要求时，应对受此影响的钢管沿轴线以1m 的间隔段进行检测，若测得的平均值不符合要求或某一点的厚度值低于要求的最小厚度值50μm 以上时，应进行补涂。

(2）固化度检验：环氧玻璃钢固化后应对钢管逐根进行固化度检验。沿管子轴向测量平均分布的3 个点，采用巴氏硬度计进行玻璃钢防护层硬度检验，结果应不小于30 MPa。

(3）粘结强度检验：对连续敷设的100 根钢管至少抽取1 根（不足100 根时以100 根计），按照Q/ SY 1477 附录A 规定的方法进行粘结强度测试。若不合格，应加倍检验，并及时调整外护层涂敷工艺。该检验应在环氧玻璃钢防护层固化后进行。

3 质量控制

（1）在进行管道表面处理时，一定要将管体处理干净，管道3PE 防腐层的拉毛施工要符合相关规范要求；

（2）每一层环氧树脂漆涂刷要均匀，不允许出现少刷或涂刷过厚的现象出现；

（3）玻璃纤维布的缠绕要紧密，避免出现空鼓现象；

（4）施工时要加强防风、防雨措施，保证施工质量；

（5）环氧玻璃钢涂层的厚度需满足设计要求；

（6）环氧玻璃钢的硬度以及对管道防腐层的粘结强度要满足设计要求；

（7）环氧玻璃钢的每层涂敷均要满足厚度要求；

（8）所有检测仪器均在有效期内。

4 安全措施

（1）所有施工人员必须正确佩戴劳保用品；

（2) 按正确操作方式使用施工机具；

（3）注意现场的临时用电安全，避免出现触电事故；

（4）所有液化气瓶必须安装减压阀，防止发生局部火灾；

(5）使用机械配合时，设置专门的指挥人员；

（6）加强班前安全交底的工作，提高施工人员安全意识。

5 环保措施

（1）施工人员应文明施工，禁止对周围环境造成污染和破坏；

（2）严格控制施工作业带的宽度，禁止超占、多占地，施工机具必须在作业带内和施工便道内行走；

（3）禁止堵塞当地已有的排水沟或边沟，保证其畅通；

（4）施工过程中产生的废弃物随时进行清理回收，做到工完、料净、场地清；

（5）现场设置专用垃圾桶，避免生活垃圾随处丢弃。

6 结语

苍山溪定向钻采用加强级3PE 防腐层+ 二布五油环氧玻璃钢保护层的形式作为定向钻穿越管道的防腐防护层，定向钻穿越完成回拖后, 按照SY 1477 中防腐层电导率测试方法，对穿越段外保护层电导率进行测试。结果发现，管线穿越段外保护层标称电导率为100μS/ m2，防腐层质量评价为优。证明3PE 防腐层+二布五油环氧玻璃钢保护层具有优良的抗防腐性能和机械性能，可有效保护防腐层的完整性。