高壓玻璃鋼管漏失原因、處理方法及防治措施

[摘 要] 玻璃鋼管具有質量輕、承受壓力高、耐腐蝕、不易結垢、施工簡便、使用壽命長的優點。從2000年起,江漢油田將高壓玻璃鋼管線廣泛應用于注水系統和污水處理系統,收到了良好的效果。在生產過程中,由于受外部損傷、施工質量、玻璃性能等因素的影響,漏失現象時有發生。針對這種情況,可采取切割造錐,利用鋼制轉換接頭連接、管溝回填等措施進行解決,以規范施工工藝,保證質量和安全生產。

[關鍵詞] 高壓玻璃鋼管;漏失原因;防治措施;解決方法

  玻璃鋼管具有質量輕、承受壓力高、耐腐蝕、不易結垢、施工簡便、使用壽命高達20年的優點。目前在各油田得到推廣應用。從2000年起,江漢油田將高壓玻璃鋼管線廣泛應用注水系統和污水處理系統,雖然取得了良好效果,但在生產過程中漏失情況時有發生。

1 漏失原因分析

  玻璃鋼管道是一種連續玻璃纖維增強熱固性樹脂管道,碎性大不能承受外界沖擊力,使用中受內外因素的影響,有時出現漏失(滲漏、爆裂),嚴重地污染了環境,影響了注水時率。經過現場調查與分析,漏失主要有以下原因。
1.1 玻璃鋼性能影響
  由于玻璃鋼是一種復合材料,在材料、工藝受外界條件影響嚴重,主要有以下影響因素:
  (1)合成樹脂的種類和固化度的影響,主要是樹脂的質量,樹脂稀釋劑和固化劑,玻璃鋼膠料配方等。
  (2)玻璃鋼構件的結構和玻璃纖維材料的影響,玻璃鋼構件的復雜程度,直接影響加工工藝質量,材料不同,介質要求不同,也會引起加工工藝復雜化。
  (3)環境的影響,主要是生產介質、大氣溫度、濕度環境影響等。
  (4)加工方案的影響,加工工藝方案是否合理直接影響施工質量。
  由于材料、人員操作、環境影響和檢測手段等方面的因素,玻璃鋼性能下降,會出現極少數管壁局部不達標,內外螺絲有暗裂紋等現象,在檢查中難以發現,只有在使用過程中才會顯露出來,它屬產品質量問題。
1.2 外部損傷
  玻璃鋼管在長途運輸、裝卸施工過程中,都有嚴格的規定。如果不用軟吊帶,長途運輸不使用木板鋪墊,運輸車管線超過車廂1.5M以上,在施工回填中,距管周圍0.20mm,用石頭、磚塊、直接回填,都會造成玻璃鋼管的外部損傷。在施工時,沒有及時發現,使用壓力過載發生漏失。
1.3 設計問題
  高壓注水壓力高、振動大,玻璃鋼管:布管交錯,在軸向和橫向突然變化而產生推力,使絲扣脫節和爆裂。此外在鋼制轉換接頭、計量站、井口、流量計與玻璃鋼管連接部分,因振動材質不同,造成玻璃鋼管發生漏失。
1.4 施工質量問題
  玻璃鋼管施工直接影響使用壽命。施工質量主要表現在埋深達不到設計,跨越公路、排水渠等不穿保護套管,套管內不按規范加扶正器、止推座、固定支座、減工減料等,這些都是造成玻璃鋼管漏失的原因。
1.5 外部因素
  玻璃鋼注水管線經過地域廣,大多數在農田或者排水溝渠附近。標志樁使用年限長被盜.農村鄉鎮每年用機械化進行水利基本建設造成管線損壞而發生漏失。
1.6 操作失誤
  注水壓力高、沖擊性大,玻璃鋼管不能受載荷的沖擊。在投入使用后,操作人員錯倒流程憋壓,操作不平衡,這些都會造成玻璃鋼管線漏失。

2 防治措施

  根據SY/T6267―1996《高壓玻璃纖維管線》、J/QH0789―2000帶扣玻璃鋼管道施工及驗收規范》。哈爾濱斯達玻璃鋼有限公司《螺紋連接玻璃鋼管線系統安裝說明》,并參照GB1350235―97《工業金屬管道工程施工及驗收規范》,防止質量通病,抓好每一工序的施工,把好施工質量關,針對上述6種漏失原因,提出防治措施(見表1)。

3 解決方法

  玻璃鋼管線發生漏失后,要立即采取措施,防止造成污染環境。有效的施工方法是切割造錐利用鋼制轉換接頭連接。主要工序是停產→找漏失點→開挖→回收污水→現場螺紋安裝→安裝鋼轉→焊接→試壓→管溝回填→投產。施工管件連接方式(見圖1)。

  施工注意事項:
  (1)切割造錐前,按HSE體系施工要求,中心區域拉警示帶,進入施工路段必須擺放警示牌。發生漏失后切斷注水源,使壓力降為零,開挖后及時回收污水,防止管溝塌方傷人。
  (2)玻璃鋼管鋸斷后,舉升高度不超過1m,角度不能大于10℃,切割造錐時,在地面施工安全方便,高差達2m以上(管道深埋1m),從漏失點開挖兩邊至少20m以上。
  (3)現場螺紋安裝
  現場螺紋安裝工序:切割→錐度割削→粘合現場螺紋→加熱固化。切割離漏失點好0.3m以上,選擇合適的棘輪鍍變磨削機(廠家配有專用工具),錐面必須干凈、無油脂、無粉塵、無水分、膠粘劑攪拌均勻,將現場螺紋與管端鍍度粘接趕出粘合面氣泡,用手轉動擰緊。膠粘劑固化時間,根據環境溫度確定,環境溫度與固化時間如表2。

  冬季施工氣溫低,注水停產時間不能超過24 h,采用電熱帶加熱固化方法,可縮短施工的時間。根據施工經驗和膠粘劑的特點,在3―4 h固化達佳效果,也使施工停產總時間控制在8 h以內,電熱帶加熱控制在30―32℃,時間3 h,冷卻0.5 h,電熱帶的功率要求(見表3)。

  (4)安裝鋼制轉換接頭,現場外螺紋與鋼制轉換內螺紋必須干凈,密封脂涂均勻,沒有扭矩帶板手,用手上緊后,再緊二周,有扭矩帶板手,按轉動扭矩近似值表上緊(見表4)。

  (5)焊接作業人員持證上崗,在焊接過程中,鋼制轉換接頭做好降溫,溫度不能超過40℃,否則燒壞現場螺蚊而發生漏失。
  (6)管溝回填。管道周圍0.2m以內,用砂土或軟土回填后高于自然地面0.3m。

4 結論和建議

  (1)高壓玻璃鋼管線并應用于江漢油田注水井和部分注水干線的生產,解決了管線腐蝕穿孔,減少了污染,延長了管線的使用壽命,節約了投資。
  (2)通過實施,規范了高壓玻璃鋼管線補漏的施工工藝,提高了注水時率,保證了安全生產,做到了文明施工。從2005年來,平均補漏達47次,年增產原油產量達80多T。
  (3)目前,對于中、高壓玻璃鋼管線(0.25 MPa~2.50MPa),利用造錐、鋼制轉換接頭補漏,時間長、不防腐。隨著科學技術的進步,高強度性能優良的樹脂、引發劑、固化劑、促進劑和增強性材料不斷產生,對中、高壓玻璃鋼管線采用粘合劑接口,有待于下步研究。