郭瑞卿

（河南永銀化工實(shí)業(yè)有限公司，河南 舞陽(yáng) 462400）

河南永銀化工實(shí)業(yè)有限公司20萬(wàn)t/a 聚氯乙烯項(xiàng)目一期工程在建設(shè)時(shí)期，成品鹽酸儲(chǔ)罐鹽酸輸送管道采用碳鋼襯膠材質(zhì)，在實(shí)際生產(chǎn)使用過(guò)程中存在以下弊端：（1）由于襯膠管道采用法蘭連接，密封部位較多，在冬季氣溫較低情況下，受環(huán)境溫度影響，管道縱向收縮，造成法蘭連接部位密封不嚴(yán)，出現(xiàn)介質(zhì)泄漏現(xiàn)象，增加了管線維護(hù)工作量；（2）襯膠管道襯膠層脫落、鼓泡，堵塞管道或造成介質(zhì)泄漏對(duì)碳鋼層造成腐蝕，需花費(fèi)大量資金進(jìn)行更換，同時(shí)還造成3價(jià)鐵離子進(jìn)入鹽酸中，影響成品鹽酸品質(zhì)；（3）生產(chǎn)過(guò)程中部分裝置環(huán)境中存在腐蝕性介質(zhì)，碳鋼襯膠管道外層出現(xiàn)了不同程度的腐蝕。該公司根據(jù)實(shí)際情況將該部位管道更換為FRP/PVC 復(fù)合管，更換后完全滿足鹽酸輸送管線的使用條件，避免了因使用碳鋼襯膠管道而產(chǎn)生的以上問(wèn)題。

1 FRP/PVC 復(fù)合管的主要特性及使用優(yōu)點(diǎn)

FRP/PVC 復(fù)合管是以硬質(zhì)聚氯乙烯為內(nèi)襯，玻璃鋼作為外增強(qiáng)層，經(jīng)過(guò)纖維纏繞工藝復(fù)合制成。該管道主要用于輸送溫度為-10～80 ℃、壓力≤1.6 MPa 腐蝕性流體，既有PVC 管耐酸、堿腐蝕的特點(diǎn)，又克服了PVC 管在溫度條件下耐壓強(qiáng)度較低的特點(diǎn)，PVC管僅起耐介質(zhì)腐蝕的作用，耐壓強(qiáng)度完全有FRP 增強(qiáng)層承擔(dān)。這種管道具有耐腐蝕性能好、耐溫性好、流體阻力小、無(wú)電化學(xué)腐蝕、投資省、安裝方便等特點(diǎn)，常用于有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境。

2 FRP/PVC 復(fù)合管的連接與施工

2.1 連接方式及對(duì)應(yīng)的施工技術(shù)措施

2.1.1 對(duì)焊連接及施工技術(shù)措施

該連接方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，連接后需使用FRP 增強(qiáng)，主要適用于管徑大于200 mm 的管道，焊接部位為FRP/PVC 復(fù)合管基層管道（即內(nèi)管PVC材質(zhì)部分）的焊接。

焊接的施工技術(shù)措施：（1）焊口部位的處理。焊接處采用V 型焊縫，厚度小于5 mm 時(shí)，坡口傾斜角為60°～70°，厚度大于5 mm 時(shí)，則為70°～80°，同時(shí)要留2 mm 頓邊。坡口要平直，保持邊緣沿焊縫全長(zhǎng)均勻一致；（2）焊接采用熱風(fēng)焊。焊接時(shí)必須保持管道中心線一致，焊接溫度控制在200～250 ℃，焊接速度為9～15 m/h，焊條延伸率應(yīng)控制在15%以內(nèi)，不能過(guò)大，以免焊條產(chǎn)生過(guò)大的收縮應(yīng)力；（3）焊條的使用要求。焊接時(shí)無(wú)論采用多粗直徑的焊條，第一根焊條（即“根焊條”）都選用直徑2.0～2.5 mm 的單焊條，以保證焊接時(shí)熔化的焊條能擠過(guò)坡口端部所留的間隙，避免焊不透。間隙一般取0.5～1.0 mm。填滿焊縫根部時(shí)，焊條伸入縫隙內(nèi)，并使焊條突出焊縫背面1.0～1.5 mm，從而使根部結(jié)合良好。為了使焊縫開端處焊條與焊件能良好結(jié)合，首先需加熱焊條端部，把它彎曲成直角，并插入已加熱的焊縫中，使焊條尾端突出焊縫切口處10 mm 左右。更換焊條時(shí)，將焊在焊縫中的焊條用熱刀切成約30°～45°的斜坡，再將待焊的焊條開端也切成30°～45°的斜坡，然后稍微加熱搭接處再繼續(xù)焊接。焊接時(shí)，焊條本體和對(duì)焊條施加壓力的方向都應(yīng)與被焊材料的焊縫成90°角度，最大不超過(guò)100°，對(duì)焊條所施加的壓力應(yīng)視焊條直徑大小而定；（4）為了避免焊縫邊緣單面加熱，焊槍噴嘴必須精確地沿焊縫方向移動(dòng)。焊槍噴嘴和焊件之間的夾角為20°～45°，焊條粗、焊件薄的，應(yīng)加熱焊條，夾角取得小些，反之，焊條細(xì)、焊件厚的，應(yīng)多熱焊件，夾角取得大些；（5）為達(dá)到均勻加熱焊條和焊件的目的，焊槍噴嘴與焊縫表面的距離最好保持在5～6 mm。為了防止PVC 分解，焊槍噴嘴應(yīng)不斷地上下左右擺動(dòng)，但擺動(dòng)角度不宜太大，避免被焊接材料受熱區(qū)過(guò)大過(guò)寬。擺動(dòng)的速度約為每秒1～3次，寬度約為8.0～12.0 mm，最寬不超過(guò)15 mm；（6）焊縫中每根焊條接頭處必須錯(cuò)開，以保證焊縫強(qiáng)度，焊縫表面應(yīng)飽滿、平穩(wěn)，不能有波紋及凹痕現(xiàn)象。不能有燒焦分解現(xiàn)象，出現(xiàn)后應(yīng)立即清除并補(bǔ)焊；焊后應(yīng)使焊縫自然冷卻，不允許用水或壓縮空氣進(jìn)行冷卻，以免焊縫裂開；（7）焊接完成后用FRP 對(duì)焊接處進(jìn)行加固處理。

2.1.2 承插連接

該連接形式耐高壓、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便，但不可拆卸，主要適用于管徑小于200 mm 的管道，連接后為防止連接部位老化，需使用FRP 纏繞增強(qiáng)。

承插連接的施工技術(shù)措施：（1）用角向磨光機(jī)將管道端部（插口）及連接管件內(nèi)部（承口）表面PVC部分打毛，打磨要均勻，使外表呈灰色，清除粉塵；并用PVC 表面專用清洗劑將打毛部位清洗干凈；（2）在承口及插頭部分快速均勻地涂刷界面粘接劑；如間隙較大，可在膠粘劑內(nèi)加少許PVC 粉作填料，以增加粘接劑的稠度；（3）將插口迅速插入承口，沿管件的軸線方向旋轉(zhuǎn)1/6周，迅速推到規(guī)定的位置，在不少于60 s 的時(shí)間內(nèi)，保持所施加的外力不變。完全插入后迅速將承口外露處的粘接劑抹去；（4）連接部位固化后，用FRP 對(duì)其進(jìn)行增強(qiáng)加固。

2.1.3 法蘭連接

法蘭為FRP/PVC 復(fù)合法蘭，該連接形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆卸方便、便于安裝，一般用在與設(shè)備本體進(jìn)出口或伸縮節(jié)的連接上。法蘭與管道連接時(shí)，主要有承插連接與焊接兩種方式，但是焊接時(shí)法蘭的內(nèi)外兩面都必須與管子焊接，法蘭面與管子軸線傾斜度應(yīng)小于或等于管子外徑的1/100。

2.2 FRP/PVC 復(fù)合管FRP 增強(qiáng)層的施工

FRP/PVC 復(fù)合管在連接完畢后，要對(duì)連接部位進(jìn)行FRP 纏繞，以增強(qiáng)接口部位的強(qiáng)度及密封性，防止接口部位PVC 部位受環(huán)境影響而老化。施工時(shí)的技術(shù)條件及具體操作方法如下。

（1）涂刷界面粘合劑。為便于FRP 與PVC 能較好的粘結(jié)在一起，在纏繞前需在纏繞部位表面均勻密實(shí)涂一層界面粘合劑，然后再纏繞FRP 增強(qiáng)層。在涂粘合劑前對(duì)增強(qiáng)部位去除表面油污，并均勻涂刷一層PVC 表面處理劑，保持連接部位內(nèi)管外壁表面清潔。界面粘合劑必須調(diào)和稀稠適宜，涂層不得流淌，厚薄均勻，不得有涂漏的空白點(diǎn)；（2）選用適當(dāng)?shù)膹?fù)合層材料。增強(qiáng)材料采用無(wú)堿無(wú)蠟玻璃絲布，寬度為50～100 mm，厚度為0.1 mm。不飽和聚酯樹脂按介質(zhì)溫度t 選擇，小于30 ℃時(shí)選用牌號(hào)為196；30～60 ℃時(shí)選用牌號(hào)為197或323；60～80 ℃時(shí)選用牌號(hào)199或MFE-3；（3）不飽和樹脂的固化。應(yīng)根據(jù)操作環(huán)境溫度加適量的固化劑，固化劑有引發(fā)劑（50%過(guò)氧化環(huán)乙酮糊）和促進(jìn)劑（含6%環(huán)烷酸鈷的苯乙烯液），其用量各為0.4%～4%，使用時(shí)應(yīng)分開放置。使用固化劑時(shí)，應(yīng)防止摻入鐵銹、金屬碎屑或硬紙板等，以免固化劑本身分解引起著火。先加引發(fā)劑，調(diào)和均勻再加促進(jìn)劑，不可能將二者直接混合，否則將引起爆炸。未完全固化時(shí)，避免碰撞或移動(dòng)管道。

2.3 施工過(guò)程中需注意的一些其他措施

（1）為避免復(fù)合管道在使用中受環(huán)境溫度影響，產(chǎn)生熱脹、冷縮而發(fā)生扭曲和扭轉(zhuǎn)變形，要在直管段合適部位加裝伸縮節(jié)，伸縮節(jié)要滿足耐介質(zhì)及環(huán)境腐蝕；（2）FRP 增強(qiáng)層在施工時(shí)，環(huán)境溫度宜在15～25 ℃，若環(huán)境溫度低于10 ℃時(shí)，須提高溫度。但要注意防火、防塵，并在通風(fēng)良好的場(chǎng)地進(jìn)行，防止中毒。同時(shí)確保增強(qiáng)層完全固化，不飽和樹脂固化時(shí)間一般為15～20天，固化時(shí)要防止管子變形。

3 結(jié)語(yǔ)

FRP/PVC 復(fù)合管不僅耐腐蝕性好，而且較碳鋼襯膠管道有施工質(zhì)量輕、維護(hù)檢修工作量小、耐環(huán)境腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。鑒于該復(fù)合管具有的優(yōu)良特性，在氯堿及其他化工生產(chǎn)輸送低壓、常溫腐蝕性介質(zhì)中，將代替碳鋼襯膠管道得到廣泛的推廣及應(yīng)用。