淺談柔性復合高壓輸送管質(zhì)量控制

王冬林，梁劍，姚志佳，張偉福，黃偉，姬政，高志勤

1.中國石油集團 石油管工程技術(shù)研究院（陜西 西安 710077）

2.莆田海關(guān)（福建 莆田 351111）

3.百威雪津啤酒有限公司（福建 莆田 351100）

柔性復合高壓輸送管是一種由高分子復合材料制成的新型石油天然氣工業(yè)用管件[1-2]，具有耐高壓、耐結(jié)垢、耐腐蝕、保溫好等優(yōu)點。經(jīng)過測試，柔性復合塑料高壓輸送管的拉伸斷裂強度和彎曲強度比同類非金屬管道提高了10%以上。目前，該產(chǎn)品已在長慶、勝利、塔里木等油田廣泛使用[3-4]，主要使用在油井井場或輸氣氣田的高壓注醇、油氣集輸、油田注水以及污水處理等方面[5]。

1 生產(chǎn)檢驗流程

1）柔性復合高壓輸送管生產(chǎn)流程為原材料入廠復檢、內(nèi)管生產(chǎn)、增強層纏繞、包覆層生產(chǎn)、盤卷、成品外觀尺寸檢查、接頭安裝、短期靜水壓試驗、包裝、入庫、發(fā)運。其中，原材料入廠復檢、包覆層生產(chǎn)、成品外觀尺寸檢查、短期靜水壓試驗為重點工序，應予以重點關(guān)注。

2）柔性復合高壓輸送管檢驗流程包括出廠檢驗及型式檢驗。出廠檢驗包括：外觀質(zhì)量、規(guī)格尺寸、短期靜水壓試驗、爆破強度試驗；型式檢驗包括：受壓開裂穩(wěn)定性、縱向回縮率、短期靜水壓試驗、爆破強度試驗。

2 結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品特點

2.1 結(jié)構(gòu)

柔性復合高壓輸送管通常由三層組成，分別為聚合物內(nèi)襯層、增強層和外護套（圖1）。其中內(nèi)襯層主要保證內(nèi)徑流量，增強層提供強度，防護層提供保護作用。

圖1 柔性復合高壓輸送管結(jié)構(gòu)[6]

柔性復合高壓輸送管接頭主要由各廠根據(jù)實際情況進行設計，一般接頭形式如圖2所示，接頭設計主要需考慮套筒材質(zhì)、抗壓性、抗裂性以及接頭密封性和強度的要求[7]。

圖2 柔性復合高壓輸送管接頭常見形式

2.2 產(chǎn)品特點

柔性復合高壓輸送管產(chǎn)品作為非金屬管道的一種，它既有非金屬管道常見特點，也有其自身獨特性，與金屬管道對比，其產(chǎn)品特點見表1。

表1 柔性復合高壓輸送管與鋼管技術(shù)條件對比

3 生產(chǎn)質(zhì)量控制

制造流程控制見表2。檢驗流程控制見表3。

表2 柔性復合高壓輸送管制造流程控制要點

表3 柔性復合高壓輸送管檢驗流程控制要點

4 常見質(zhì)量問題

柔性復合高壓輸送管在實際質(zhì)量控制中的常見質(zhì)量問題如下：

1）選材和執(zhí)行標準

（1）材料的聚乙烯等級應不小于PE80，最好采用PE100，查閱資料：在同樣的壁厚條件下，PE100比PE80的承壓能力要高25%左右。

（2）滌綸工業(yè)長絲強度不足。

（3）減少增強層厚度和層數(shù)，增大內(nèi)管和防腐層厚度。

（4）爆破試驗數(shù)量不滿足SY/T 6662.2—2012《石油天然氣工業(yè)用非金屬復合管 第2部分：柔性復合高壓輸送管》標準要求。

2）接頭壓制產(chǎn)生裂紋

接頭壓制過程容易產(chǎn)生微小裂紋，造成該裂紋的原因主要是接頭一般采用的是20#鋼材質(zhì)，該材質(zhì)較軟，可以產(chǎn)生很大的變形，受壓力較大時，抗裂性不足容易產(chǎn)生微小裂紋（圖3）。該問題為柔性復合管接頭通病，只能通過嚴格把關(guān)接頭外觀質(zhì)量解決，建議SY/T 6662.2—2012《石油天然氣工業(yè)用非金屬復合管 第2部分：柔性復合高壓輸送管》標準里面增加滲透檢測接頭裂紋。

3）接頭外觀尺寸

柔性復合高壓輸送管生產(chǎn)廠接頭一般為外購產(chǎn)品，質(zhì)量控制普遍不嚴。在實際質(zhì)量檢測時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)接頭加工痕跡明顯（圖4）以及接頭環(huán)塞規(guī)通不過，需要生產(chǎn)廠家嚴把接頭入廠復檢質(zhì)量關(guān)，以防出現(xiàn)質(zhì)量問題。

圖3 接頭壓制產(chǎn)生裂紋以及裂紋滲透檢測

圖4 封套外表面存在波浪形機加工痕跡

4）成品管橢圓度對壁厚的影響

橢圓度對成品復合管各處壁厚影響較大（主要影響增強層），經(jīng)過測試，當復合管受壓時，受壓方向壁厚明顯增大，受壓垂直方向壁厚明顯減小。而且經(jīng)過現(xiàn)場實測，一般復合管外徑越大橢圓度就越大，當復合管外徑150 mm左右時，橢圓度將達到20%，因此橢圓度將對壁厚測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生很大影響。

5）其他潛在質(zhì)量問題

（1）使用過程和爆破試驗發(fā)現(xiàn)復合管會變長，經(jīng)測試爆破試驗大概延伸率約1%。

（2）接頭雖然進行了防腐處理，長期防腐蝕性能有待確認。

（3）使用過程長期抗壓能力有待確認。

（4）接頭為制造商自己設計，接頭性能評價不完善。

（5）復合管評價體系不完善。

（6）一般采用SY/T 6662.2—2012《石油天然氣工業(yè)用非金屬復合管 第2部分：柔性復合高壓輸送管》，該標準爭議很多，如接頭尺寸與實際情況不符合、壁厚公差帶太小、出廠檢驗抽樣方案不明確等[6]。

（7）復合管性能受溫度影響大，具體影響程度需進一步評價。

（8）成品復合管劃傷、碰傷缺陷。

5 結(jié)束語

1）柔性復合高壓輸送管存在抗機械損傷能力弱、耐高溫性能差、抗紫外線能力弱等缺點，在使用時要注意。

2）目前柔性復合高壓輸送管質(zhì)量控制缺乏檢測手段，僅能從外觀、外徑、壁厚、產(chǎn)品合格證、出廠檢驗等方面進行驗收，不能有效控制產(chǎn)品質(zhì)量。

3）柔性復合高壓輸送管缺乏完善的設計和制造標準，現(xiàn)場使用效果反饋少，無法保證接頭和復合管的設計和制造質(zhì)量。