鋼骨架復(fù)合管施工關(guān)鍵技術(shù)控制

李楠

（大慶油田工程建設(shè)有限公司慶升公司， 黑龍江 大慶 163416）

隨著油田的深度開采，已進(jìn)入高礦化、高腐蝕中后期，鋼管腐蝕嚴(yán)重問題凸顯。在這方面，鋼骨架復(fù)合管結(jié)合了金屬管材的剛性，塑料管材的韌性，具有雙面防腐、使用壽命長(zhǎng)、施工工藝便捷等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)兼顧了安全性與經(jīng)濟(jì)性，是目前施工行業(yè)中綠色環(huán)保的管道，應(yīng)用前景廣闊。

本文依托承建的采油一廠北一區(qū)斷西站外管網(wǎng)項(xiàng)目，更換原腐蝕穿孔達(dá)3次的玻璃鋼、鋼質(zhì)管道共5km，并總結(jié)了鋼骨架復(fù)合管熔接技術(shù)。該管道已平穩(wěn)運(yùn)行近1年，為油田增值增效，達(dá)到了預(yù)期效果。

1 鋼骨架塑料復(fù)合管的特點(diǎn)

鋼骨架塑料復(fù)合管以致密聚乙烯塑料為基體，采用鋼絲點(diǎn)焊成鋼絲網(wǎng)和擠出塑料真空壓注成型。適用溫度-20～70℃，壽命長(zhǎng)達(dá)50年。表面散熱量?jī)H為鋼管的1/3，絕熱性好，導(dǎo)熱系數(shù)低。在熱損失要求不高的條件下，可不做保溫處理[1]。鋼骨架復(fù)合管克服了鋼管耐壓不耐腐，塑料管耐腐不耐壓，鋼塑管易脫層等現(xiàn)象，具有良好的抗沖擊性，耐腐蝕性和柔韌性，施工成本僅為鋼質(zhì)管道的1/2。

圖1 鋼骨架復(fù)合管結(jié)構(gòu)圖

圖2 鋼骨架復(fù)合管堆放

2 復(fù)合管熔接原理

塑料分子熱熔狀態(tài)，在熔接壓力作用中相互擴(kuò)散，產(chǎn)生范德華力，從而緊密地熔連。而常用內(nèi)藏電熱絲的熔接，是利用被焊套管內(nèi)環(huán)面上纏繞的電熱絲，對(duì)管材套接面加熱熔接。熔接時(shí)，由于焊管自身的熱脹以及外加的徑向收縮力而產(chǎn)生熔接壓力，熔接完成后，電熱絲將殘留在焊縫內(nèi)。

3 施工流程及熔接工藝

3.1 熔接流程

鋼骨架復(fù)合管熔接方法有：熱工具焊、熱氣焊等。油田內(nèi)鋼骨架復(fù)合管之間的熔接程序?yàn)椋呵謇砉芸凇惭b扶正器→安裝拉緊器→套管安裝熔接→拉緊管口→送電熔接→自然冷卻→扶正器拆解。

法蘭熔接組裝程序：法蘭面、O型槽清理→安裝法蘭→O型密封圈嵌裝→法蘭螺栓緊固→法蘭、螺栓防腐。

3.2 復(fù)合管熔接前

3.2.1 管件斷管封口

封口前端面開3-5mm深、寬度均勻的U型槽，管外徑DE200以下封口熔面無(wú)缺陷，鋼板均不得外漏。加熱板溫度控制在200～220℃間，熱熔時(shí)稍施外力。封口時(shí)，先用加熱板將封口環(huán)加熱至變軟，但避免加熱過度導(dǎo)致鋼板外漏；管外徑DE250以上使用PE焊條，用焊槍手工塑料熱堆焊將鋼絲遮覆。冷卻后打磨，以免影響封口[2]。

3.2.2 電熔區(qū)打磨修整

打磨電熔區(qū)與套筒內(nèi)部的氧化層，直至露出新界面。電熔套筒內(nèi)壁打磨需緩慢均勻地進(jìn)行，防止破壞套筒內(nèi)壁的環(huán)狀電阻絲。并用清潔棉布清潔表面臟物。打磨后的電熔套筒使用電橋復(fù)查電阻值，油田常用電熔套筒電阻值范圍如表1所示。

表1 油田常用套管電阻范圍

3.2.3 扶正器安裝及熔接編號(hào)

盡量安裝使用卡位扶正器（一般DN300及以上使用），將扶正器夾兩卡環(huán)調(diào)適當(dāng)位置，注意扶正器與電源插孔相對(duì)位置，最終扶正器卡環(huán)應(yīng)抵住電熔接頭。擰緊卡環(huán)螺栓，用對(duì)角上兩條拉桿輪換將待裝管拉到位，擰緊拉桿上的螺母準(zhǔn)備焊接[3]。對(duì)接兩根管表面標(biāo)記熔接區(qū)，用錘子輕擊電熔環(huán)向接頭，將電熔接頭敲入標(biāo)記處。

圖3 復(fù)合管扶正器安裝

用掃描儀或智能手機(jī)，掃描鋼骨架復(fù)合管套筒上的條形碼，以此確認(rèn)熔接編碼。編碼規(guī)則為：熔接編碼+施熔時(shí)間+熔接人員，以便于熔口熔接質(zhì)量追蹤查驗(yàn)。

3.3熔接過程

3.3.1 熔接環(huán)境要求

熔接時(shí)盡量避免雨天作業(yè)，如工期緊張必須在雨季操作時(shí)，需在電熔區(qū)搭設(shè)防雨棚封堵管溝。并將電熔區(qū)墊高，防止雨水浸泡、濺濕，以致熔接失敗。秋冬季施工時(shí)，及時(shí)清除干燥熔接表面的冷凝水或冰。如遇五級(jí)以上的風(fēng)，應(yīng)將電熔套筒頂風(fēng)端包裹嚴(yán)密，并在頂風(fēng)端管口安裝防塵擋板并用保溫材料嚴(yán)密包裹使其均勻降溫。

3.3.2 熔接過程監(jiān)控

（1）焊機(jī)輸出端與電熔套筒接線柱應(yīng)接觸良好，熔接輸入端電壓一般220±10V范圍內(nèi)，熔接溫度控制在200-220℃之間，熔接表面應(yīng)有熔接壓力。

（2）熔接過程可分為：A階段預(yù)熱套筒熔，B階段電熔套筒溫度至管件，C階段電熔落料熔接。熔縫表面溫度要高于該種材料熱熔溫度，但不得超過該材料的熱分解極溫。調(diào)節(jié)器緩慢調(diào)整至設(shè)定值，觀察管件熔接電壓、電流階段變化情況。每階段電壓恒定，電流逐漸減小。

（3）熔接過程中，需重點(diǎn)注意C階段2.5min內(nèi)電流隨時(shí)間變化情況。在自動(dòng)熔接時(shí)，有時(shí)出現(xiàn)熔接時(shí)間超過設(shè)定值，但焊機(jī)并未自動(dòng)停機(jī)，這時(shí)需手動(dòng)停機(jī)，否則會(huì)熔接過度燒毀電熔管件。電熔焊接時(shí)間隨環(huán)境溫度變化而相應(yīng)有小幅度波動(dòng)，如表2所示。

表2 現(xiàn)場(chǎng)熱熔連接部分參數(shù)

（4）現(xiàn)場(chǎng)可配置紅外點(diǎn)溫儀監(jiān)測(cè)套筒壁溫，觀察電熔套筒膨脹程度是否均勻。重點(diǎn)檢查電熔套筒兩端縫隙處的熔絲落料情況，不允許出現(xiàn)冒料情況。

圖4 鋼骨架復(fù)合管熔接設(shè)備安裝

圖5 鋼骨架復(fù)合管熔接施工

3.4 復(fù)合管熔接后

通電熔接停止后進(jìn)入自然冷卻，環(huán)境溫度與冷卻時(shí)間成正相關(guān)。關(guān)鍵是擠壓力和溫度作用時(shí)長(zhǎng)，直到熔接管口降至外界自然溫度，或根據(jù)東北地區(qū)環(huán)境氣溫，夏季至少冷卻45min，冬季25min即可。自管材熔融至重新冷卻硬化，建立足夠的熔接強(qiáng)度。冷卻前不得任意移動(dòng)扶正器，也不得施加管件與管體任何外力。

4 與其他管材連接

鋼骨架復(fù)合管與其他管材連接時(shí)，可靈活選取專用金屬轉(zhuǎn)換接頭等配件。

復(fù)合管與法蘭連接時(shí)，必須同軸線固定并支撐安裝，防止橫向偏移對(duì)法蘭產(chǎn)生應(yīng)力，法蘭螺栓孔對(duì)齊使用墊片；與機(jī)械設(shè)備連接，采用橡膠撓性接頭，并在撓性接頭靠設(shè)備側(cè)設(shè)置固定裝置，避免設(shè)備震動(dòng)對(duì)熔接部位產(chǎn)生破壞。與其他設(shè)備、儲(chǔ)罐直接連接，宜采用U形、L形等自然彎曲方式連接[4]。

圖6 鋼骨架復(fù)合管與鋼管連接

5 總結(jié)

本文針對(duì)鋼骨架復(fù)合管熔接工藝要求高，質(zhì)量控制較復(fù)雜等難題，總結(jié)了斷管封口、熔接等關(guān)鍵控制技術(shù)，有效保證了熔接質(zhì)量，提高了一次試壓合格率。證明了鋼骨架復(fù)合管的綜合性能，驗(yàn)證了鋼骨架管道適用于一定腐蝕性及壓力的介質(zhì)輸送，具有一定的借鑒和推廣意義。

◆參考文獻(xiàn)

[1] 劉名貴，李暉. 鋼骨架復(fù)合管的特性及其應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2008，(6)：38-39.

[2] 劉文濤. 鋼骨架塑料復(fù)合管的應(yīng)用[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2007，(32)：246-247.

[3] 由德偉. 淺談鋼骨架塑料復(fù)合管在工程中的應(yīng)用[J].綠色環(huán)保建材，2018，(8)：7+10.

[4] 彭雷. 鋼骨架塑料復(fù)合管在聯(lián)合站管線工程中的應(yīng)用[J].中外企業(yè)家，2014，(11X)：142.