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

文/王觀 王輝

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科技成果產業(yè)化的實踐與探索—機械化液體聚氨酯補口技術產業(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條件的限制，補口質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和自動噴涂補口技術，提高了管線補口防腐技術水平，被認為是管線防腐補口技術應用的趨勢。

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的課題組全面分析了國外管道補口適用技術，對液體涂料補口技術進行涂裝試驗，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)裝備技術進行調研、分析，總結每種裝備的特點和適用性，編寫液體補口作業(yè)裝備技術報告。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的評價報告。在此基礎上，課題組同時從幾個方向著手開展技術國產化的研究攻關：（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取得突破，獲得多項知識產權和科技成果獎項。

研究成果已成功完成工業(yè)化推廣應用和產業(yè)轉化。2011年液體聚氨酯機械化補口技術在西二線輪-土1016口徑支干線首次成功應用，這是國內管線工程第一次采用這項先進技術，在業(yè)界引起強烈反響，獲得管線建設方、運營方、工程監(jiān)理及業(yè)內的廣泛好評，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、涂料生產能力、補口工程作業(yè)能力。

機械化液體聚氨酯補口技術填補了我國在這一領域的空白，技術達到國際先進水平，主要表現(xiàn)在：1、無溶劑液體聚氨酯補口涂料產品研制填補國內液體聚氨酯補口涂料空白，性能領先國內同類產品水平，產品抗陰極剝離、耐熱水浸泡等關鍵性能指標達到國際先進水平，優(yōu)于多數(shù)國外同類產品；2、課題組研制的自動補口噴涂機填補國內空白，可替代進口產品，已獲得國家專利（一種鋼質管道補口自動噴涂裝置，專利授權號：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封鎖；3、工程規(guī)范和標準的編制對于國內工程材料、施工工藝、安全等提供相關標準:中石油企業(yè)標準《埋地鋼質管道液體聚氨酯補口防腐層技術標準》、中石油天然氣與管道分公司CDP文件《埋地鋼質管道液體聚氨酯補口防腐層技術規(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)范了埋地鋼質管道液體聚氨酯補口防腐層的原材料性能、防腐層設計、涂敷作業(yè)機具、施工工藝、作業(yè)安全以及質量檢驗等方面要求；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報告將為今后液體聚氨酯補口工程提供參考。這項技術解決了管道補口防腐問題，為管道工程建設提供了一種高效、高質量的防腐補口技術，包括施工裝備、涂料產品及涂敷工藝技術。

機械化液體涂料噴涂補口新技術成果的轉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，產值總計5463.59萬元；替代外國設備和技術人員，節(jié)約費用866.25萬元。液體聚氨酯涂料自動噴涂補口技術擺脫了補口材料對機械化施工的限制，擁有質量好、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，技術應用涂料費用比進口產品節(jié)約大約40%；該技術大幅提升了補口工程技術水平，大大提高了管線補口質量水平，對提高國家油氣管道補口防腐質量、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)設備研制等系列化技術開發(fā)，液體聚氨酯補口技術的市場應用前景廣闊。

西三線技術觀摩

項目現(xiàn)場施工