文/王觀 王輝

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科技成果產(chǎn)業(yè)化的實踐與探索—機械化液體聚氨酯補口技術(shù)產(chǎn)業(yè)化成果顯著

文/王觀 王輝

廖宇平（前排中）在項目驗收現(xiàn)場

管線防腐補口歷來是管線防腐工程的薄弱點，由于現(xiàn)場補口防腐作業(yè)環(huán)境條件、作業(yè)裝備條件和材料技術(shù)條件的限制，補口質(zhì)量通常與管體防腐層存在水平上的差距，管線防腐失效往往是從補口防腐失效開始。目前，3PE防腐管線主要采用熱縮帶進行補口，但對在運管線的腐蝕調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分熱縮套補口防腐層已經(jīng)和鋼管喪失粘接，熱縮帶和管體3PE防腐層的粘接更是大量出現(xiàn)問題，部分補口鋼管表面已遭受腐蝕。補口問題已經(jīng)成為3PE管線防腐的焦點和難題。熱縮帶補口主要采用手工作業(yè)，大口徑管道手工補口施工難度很大，補口質(zhì)量受制于人為因素；熱縮帶聚乙烯基材有很高的電絕緣性能，在補口防腐層失效后，陰極保護電流容易受到屏蔽，在非水浸土壤中形成腐蝕風險。液體涂料補口技術(shù)在國外得到廣泛應用，目前，環(huán)氧粉末防腐管線更多的采用液體環(huán)氧補口，3PE防腐管線則大量采用液體聚氨酯補口。現(xiàn)代液體聚氨酯補口采用無溶劑涂料技術(shù)和自動噴涂補口技術(shù)，提高了管線補口防腐技術(shù)水平，被認為是管線防腐補口技術(shù)應用的趨勢。

為了攻克管線防腐補口這一難題，中油管道防腐工程有限責任公司廖宇平帶領(lǐng)的課題組全面分析了國外管道補口適用技術(shù)，對液體涂料補口技術(shù)進行涂裝試驗，測試涂料以及涂層性能，比較各種涂料的優(yōu)缺點以及適用性；對現(xiàn)有液體補口機械作業(yè)裝備技術(shù)進行調(diào)研、分析，總結(jié)每種裝備的特點和適用性，編寫液體補口作業(yè)裝備技術(shù)報告。課題組通過工藝評價試驗和工業(yè)化涂裝試驗，完成了這項防腐補口技術(shù)的評價報告。在此基礎(chǔ)上，課題組同時從幾個方向著手開展技術(shù)國產(chǎn)化的研究攻關(guān)：（1）聯(lián)合石油天然氣管道科學研究院等單位，研究液體聚氨酯補口涂料配方；（2）自行開展液體聚氨酯補口施工裝備研制，成套裝備主要由噴涂機、供料循環(huán)系統(tǒng)及旋轉(zhuǎn)槍架三部分組成；（3）編制液體聚氨酯補口涂料標準及工程規(guī)范。此外，課題組還在西氣東輸一線補口大修進行工業(yè)應用試驗及驗證。經(jīng)過團體共同努力，液體聚氨酯自動噴涂補口技術(shù)取得突破，獲得多項知識產(chǎn)權(quán)和科技成果獎項。

研究成果已成功完成工業(yè)化推廣應用和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。2011年液體聚氨酯機械化補口技術(shù)在西二線輪-土1016口徑支干線首次成功應用，這是國內(nèi)管線工程第一次采用這項先進技術(shù)，在業(yè)界引起強烈反響，獲得管線建設(shè)方、運營方、工程監(jiān)理及業(yè)內(nèi)的廣泛好評，也獲得集團科技口的高度評價；2012-13年，這項技術(shù)在西氣東輸三線西段1219口徑管道工程進行了規(guī)模化工業(yè)應用，再次贏得專家和工程各方好評，補口防腐層質(zhì)量滿足工程規(guī)范要求，性能達到ISO 21809-3《石油天然氣工業(yè)-埋地、海洋管線外防腐》和DIN 30671《熱固性埋地鋼制管道防腐層》等國際標準要求。目前，已經(jīng)形成機械化液體聚氨酯噴涂補口裝備制造能力、涂料生產(chǎn)能力、補口工程作業(yè)能力。

機械化液體聚氨酯補口技術(shù)填補了我國在這一領(lǐng)域的空白，技術(shù)達到國際先進水平，主要表現(xiàn)在：1、無溶劑液體聚氨酯補口涂料產(chǎn)品研制填補國內(nèi)液體聚氨酯補口涂料空白，性能領(lǐng)先國內(nèi)同類產(chǎn)品水平，產(chǎn)品抗陰極剝離、耐熱水浸泡等關(guān)鍵性能指標達到國際先進水平，優(yōu)于多數(shù)國外同類產(chǎn)品；2、課題組研制的自動補口噴涂機填補國內(nèi)空白，可替代進口產(chǎn)品，已獲得國家專利（一種鋼質(zhì)管道補口自動噴涂裝置，專利授權(quán)號：ZL201220109601.2），成套作業(yè)裝備在裝備配套、水平和適用性達到外國公司同等水平，破除了外國公司的技術(shù)封鎖；3、工程規(guī)范和標準的編制對于國內(nèi)工程材料、施工工藝、安全等提供相關(guān)標準:中石油企業(yè)標準《埋地鋼質(zhì)管道液體聚氨酯補口防腐層技術(shù)標準》、中石油天然氣與管道分公司CDP文件《埋地鋼質(zhì)管道液體聚氨酯補口防腐層技術(shù)規(guī)定》及管道局企業(yè)標準《液體聚氨酯補口施工作業(yè)規(guī)范》，全面規(guī)范了埋地鋼質(zhì)管道液體聚氨酯補口防腐層的原材料性能、防腐層設(shè)計、涂敷作業(yè)機具、施工工藝、作業(yè)安全以及質(zhì)量檢驗等方面要求；4、液體聚氨酯在役管線補口修復的應用報告和新建管線的工程總結(jié)報告將為今后液體聚氨酯補口工程提供參考。這項技術(shù)解決了管道補口防腐問題，為管道工程建設(shè)提供了一種高效、高質(zhì)量的防腐補口技術(shù)，包括施工裝備、涂料產(chǎn)品及涂敷工藝技術(shù)。

機械化液體涂料噴涂補口新技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化應用已取得極大經(jīng)濟效益和社會效益。西二線輪南-吐魯番支干線60km補口工程共計完成5081道口創(chuàng)效900余萬元，西三線西段工程400km補口工程共計31500道口，產(chǎn)值總計5463.59萬元；替代外國設(shè)備和技術(shù)人員，節(jié)約費用866.25萬元。液體聚氨酯涂料自動噴涂補口技術(shù)擺脫了補口材料對機械化施工的限制，擁有質(zhì)量好、施工效率高等獨特優(yōu)勢，并可防范補口失效導致的腐蝕風險，技術(shù)應用涂料費用比進口產(chǎn)品節(jié)約大約40%；該技術(shù)大幅提升了補口工程技術(shù)水平，大大提高了管線補口質(zhì)量水平，對提高國家油氣管道補口防腐質(zhì)量、保證國家油氣管線安全具有重要意義。

目前，研究工作并未止步，課題組已經(jīng)研制成功第二代噴涂補口機，正在進行特殊地形及小型化的補口作業(yè)設(shè)備研制等系列化技術(shù)開發(fā)，液體聚氨酯補口技術(shù)的市場應用前景廣闊。

西三線技術(shù)觀摩

項目現(xiàn)場施工