非开挖管道内衬修复技术的自主创新之路及其应用

文/吴富贵

管道是一个国家工业生产和人民生活的命脉，包括供水、供气、排污等城市管线和石油、化工、矿山、电力等工业管线。管线会由于腐蚀原因而造成泄漏，不但造成巨大的经济损失，还会造成环境污染。以前，通常的解决办法是采取大开挖更换管线，传统的方法不但成本高，还会破坏环境，造成城市交通阻塞。

在国内外非开挖管道内衬修复技术领域，周长山可谓榜上有名。作为中国管道修复专家、山东柯林瑞尔管道工程有限公司（以下简称柯林瑞尔公司）董事长，曾荣获国家科学技术进步奖二等奖，中国石油和化学工业联合会颁发的科技进步奖一等奖，山东省科技进步奖三等奖。他带领团队研制出的非开挖管道内衬修复专利技术，在国内的胜利油田和塔里木油田以及上海、厦门、青岛等城市供水管网、燃气管网得到大规模推广应用，并成功打入哈萨克斯坦油田、美国雪佛龙油气田、伊拉克等国际市场，受到国内外客户的高度评价，柯林瑞尔公司是中国较早将科技自主创新技术应用到国内城市及海外油田、令业界称道赞誉术业有专攻的国家级高新技术企业。

科技自主创新技术告别“拉锁马路”

市政建设是一个复杂的大系统，每条马路下面都铺有供水、污水排放、输气、供热等管道，它是城市运转的必要保障和重要基础设施，一旦损坏就会给民众生活甚至工业生产带来很大的损失。

在日常生活中，市民经常在路上遇到管道施工。燃气管道要检修，挖一下；自来水管漏了，挖一下；电力管道要维护，再挖一下……因为地下管道维护和维修，频繁地对马路“开膛破肚”，造成道路反复开挖的现象在城市中普遍存在。而当遇到一些不符合规范的施工时，路面就难以恢复原本的平整，不仅影响市容市貌，而且给市民出行带来诸多困扰，还造成资源浪费，因此，市民将这种现象形象地戏称“干脆给马路装个拉锁好了”，城市马路便有了“拉锁马路”的“雅号”。

自此，长期以来城市中的“拉锁马路”现象一直为社会所诟病，而大范围的专项治理又往往力不从心。不同行政管理部门对城市管道建设维护缺乏彼此间的衔接和协调，因此“九龙治水”的格局造成管线施工的乱象。一座城市的地下管道，是城市的“血脉”。对地下管道进行统筹管理和修复工作，始终是城市建设发展的一大难题。

那么有没有不挖开马路修复管道的方法呢？随着国家科技强国、科技创新和自主创新战略的实施，柯林瑞尔公司在董事长周长山的带领下，潜心践行科技创新理念，想国家之所想，帮民众之所需，柯林瑞尔公司自主创新研发出非开挖管道内衬修复技术，为解决城市的“拉锁马路”现象，提供了一剂“良药”。

非开挖管道内衬修复技术暨等径缩径高密度聚乙烯（HDPE）管内衬技术，利用高科技手段不用把地下管道全面开挖，只在地面两端挖掘很小的操作坑，通过机器人探测、清洗、牵引等系列技术，在管线内部衬上一种高分子材料管，使即将报废的旧管线安全使用50年以上，降低投资成本50%甚至更多。

使用该技术的用户赞叹说，不用挖掘机开挖路面，使用柯林瑞尔公司的这项技术材料便可清理更换老旧水泥管道，这是杜绝“拉锁马路”的重要科技创新举措，是一项利国利民、值得推广的科学作业方法。

油田管道应用非开挖内衬修复技术

柯林瑞尔公司的这项管道修复高新技术发明，不仅适用于城市基础设施建设新管道防腐和旧管道内衬修复行业，而且能有效解决广袤无垠、上千公里的油田输油管道防腐、治腐、腐蚀修复问题。

这种技术的关键之一就是使用特制的高密度聚乙烯管，这种管材在生产过程中添加了有助于管材恢复记忆特性的材料，因此在保持强度高、耐腐蚀、耐高温等优点的同时，还具有变形后自动恢复原始物理形状的记忆特性。利用这种特性，将比待修复的管线内径略大的管材，经过缩小口径处理后再穿插进入旧管线，24小时后高密度聚乙烯管完全膨胀，从而紧紧地与旧管道贴合在一起，就达到了修复旧管道的目的。

几年前，柯林瑞尔公司承接了天津大港至沧州天然气管道修复项目。这条管道担负着从大港油田向沧州化工企业输送天然气的任务，已经使用了26年，许多部位严重锈蚀，存在着严重的安全隐患，亟待修复，如果再铺设一条新的管道，成本高、工期长。而且到处都是水和鱼塘，开挖修复旧管道工程量大、困难大，成本也高，于是他们采用了柯林瑞尔公司的管道穿插修复技术。

在大港油田港沧天然气管线，沧州市内区段穿插高密度聚乙烯管工程施工现场，工程师们按工程设计和计划施工，首先要做的是对旧管线改造处理，如采用PIG物理清洗工艺，对管道彻底清洗，然后焊接和检查高密度聚乙烯管，在现场焊接完后，要切除高密度聚乙烯管在热熔焊接时所产生的焊瘤，使其表面光滑平整，以保证穿插顺利和紧密贴合。整体接好后，对高密度聚乙烯管进行探伤和试压检查，以确保衬管的连接质量。在正式穿插前，采用智能机器人探测摄像系统对原管道内的腐蚀、锈层及其他杂物进行探测和摄像，并及时反映到地面接收系统，以便工程师了解管线状况，对待修复的管道作出相应的处理。穿插时将牵引头固定在高密度聚乙烯衬管的首端，接好引缆绳，同步启动缩径机和牵引绞车按设计的速度，均匀牵引高密度聚乙烯衬管，通过缩径机缩径后进入待修主管道的一端，从另一端拉出设计的长度，穿插结束后，在高密度聚乙烯衬管还没有完全复原贴合之前，在管段两端压制复合法兰，这样聚乙烯法兰盘与主管法兰紧密地贴合在一起。新的复合管道的强度大大增加，使用寿命可以延长50年左右。

科技的可贵在于它能造福人类，而这种革命性高新技术的发明，不仅仅在于减少投资、降低成本，延长管线的有效寿命，重要的是打开了管线防腐技术的又一新领域。

工人在贵阳云岩区大营路危旧管道改造项目现场进行管沟路面破碎作业（新华社记者 陶亮 摄）

腾飞中的“柯林瑞尔”

柯林瑞尔公司成立于2000年8月，是一家以中国石油大学（华东）为技术依托，专注于各类压力管道和重力流管道非开挖防腐与修复技术研究和管道泄漏综合治理技术服务的国家级高新技术企业，是提供新管道防腐及旧管道修复内衬的整体方案解决专家；可提供管道防腐、检测、修复、维护、分析、评估等各类管道完整性一体化解决方案，以达到降低成本和漏失率的目的；以管道非开挖内衬修复、城市供水管网合同节水运营、天然气处理为核心业务，市场遍及国内外。

柯林瑞尔公司作为国家级高新技术企业，建有市级企业技术中心，是水资源节约与保护产业创新联盟理事单位。

多年来，柯林瑞尔公司自主研发了多种先进的管道清洗内衬技术和防腐修复技术及配套专用设备，编纂了城市与工业管道整体解决方案和油轮长距离临时输油用增强柔性软管方案，拥有发明专利4项，实用新型专利24项，其中自主研发的长距离管道“等径压缩高密度聚乙烯管穿插修复在线管道技术（O—型）”，属国家科技攻关计划成果，已通过省级科技成果鉴定。管道机器人探测距离、探测技术和探测效果等成果均在国内处于领先水平。

2001年与中国石油大学高压射流研究中心联合成立管道清洗与防腐实验室，并与多个实验室建立了长期密切的合作关系。周长山董事长坦言，实施大学与企业之间的合作，既可以发展企业又能培养人才，还能促进理工科院校的基础性研究。搞科研多年的周长山深知研究室成果的“短板”在于难以产业化、难以市场化、难以直接对社会产生影响。通过成立柯林瑞尔公司开展与高校之间的科技创新与产品实践互利合作，周长山在企业与高校之间搭建起了良好的产学研结合平台，不仅为企业培养了大量人才，还促进了理工科院校的基础性研究。

他说：“随着中国管道数字化科技化的快速发展，管道非开挖内衬修复技术与产业正在迎来发展的黄金时代，相信‘柯林瑞尔’的技术与产品，在‘中国制造2025’、智能制造的发展进程中将发挥越来越大的作用。”