埋地鋼質管道內襯修復技術

我國油氣田大部分油氣管道已運行20多年，每年用于舊管道維修、更新的費用約占新建管道工程建設投資的10％～20％。還有不少管道投產2～3年即腐蝕穿孔，泄漏事故時有發生，污染環境，造成生產事故。一旦難以修補時，往往再建一條新管道而將原有的舊管道廢棄。嚴重危害油氣田正常生產秩序，經濟損失巨大。
　　除石油工業外，全國344座城市供水管道，總長度約58 000 km(1994年統計資料)，全年供水量近140億噸，漏失量占7．57％，為此每年多耗電3．3億度以上，且浪費大量的水資源。城市煤氣(天然氣)管道也存在類似問題。全國有煤氣設施的城市約150座，北京、天津等九市的煤氣管道近10 000km。煤氣管道運行一定時間后需要清堵、維修等作業。
　　當上述管道腐蝕穿孔時往往采取打卡子，補焊或換管段等維修措施，但造成內腐蝕的因素還存在，時隔不久會再次腐蝕穿孔。舊管道修復技術采用不開挖或少開挖，在不影響路面交通的情況下將原有廢舊管道進行修復，使其重新投入使用。因此舊管道修復技術十分適用于城市煤氣、供水、供熱管網及石油工業、污水處理廠等舊管道的更新。
　　埋地舊鋼質管道內襯修復技術在國外已開發應用了近半個世紀，進入20年紀80年代以來已成為系列技術，專業化施工，成功地修復了DN50～1000 mm的幾千公里的廢舊管道。例如，應用該技術對英國航空公司的地下輸油管道3．6 km一次性修復；對比利時西北部的一家大工廠φ300mm，5．8 km輸送硫酸管道的成功修復；對荷蘭南部的Femmcuxen公司3 km長的地下水管道φ1000mm的水泥地下管道的開裂及局部破碎的修復；對香港市中心的地下水管φ380，φ260不同的管徑兩條供應海水冷卻系統的管道及污水管道總計約有幾十公里進行了內襯修復并投入使用，已運行了5年，未見泄漏現象。無數的實例證明，這種修復技術，無疑對我國管道技術的發展產生深遠影響。其經濟效益評估見表6—22。
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　　(1)內襯修復工藝技術。目前國內舊管道修復技術的開發研究已經從實驗室的研究轉向了工程應用開發，形成了較完整配套的技術結構，從材料到施工技術，專用設備均能滿足工程應用。
　　舊管道內襯修復技術有以下幾種工藝。
　　①內穿插法 料管采用塑料管或纖維增強管，與舊管道內壁不完全貼合，承壓靠內插管及環狀充填料的傳遞，由于管徑有所縮小，輸送能力略有降低。但從管壁摩阻減小考慮，將會有利于提高輸送能力，適用于低壓輸送的煤氣及天然氣管道的修復。
　　②內襯塑料管法 將塑料管緊密貼合(或稱微隙內襯)于舊管道內壁面，形成內襯道(鋼塑復合管)。該法一次內襯施工可達1 km左右，可用于高壓輸送管道。
　　③纖維增強的涂料整體內涂法 舊管內壁進行清理，然后用纖維增強的高固體分涂料進行整體內涂，形成管中管。一次施工可達1～20km。適用于高壓、高溫的輸送管道。
　?、苘浌芊捶瓋纫r法 采用具有防滲透保護膜的無紡氈管，經樹脂浸漬后，將軟管翻襯緊貼在舊管上，熱固化后在舊管內形成一條緊固、光滑的新管。可適用于各種類型和形狀的管道及鋼管道，輸送介質可為70℃的油、氣、水等。
　?、菟芰媳∧ひr纜襯里法 用熱塑性塑料薄膜或夾有金屬箔的復合膜制成的襯管，外壁涂以壓敏膠沿軸向經折疊、壓縮、粘合成實芯繩索狀的襯纜芯。外面包覆著可以沿縱向撕裂的襯纜皮。襯纜可以制成任意長度，類似電纜和光纜那樣纏繞在纜盤上，存貯運輸都很方便。襯里時可以像拉一條長長的纜繩一樣拉入舊管道，通過造成襯纜內外的壓力差，脹開襯纜皮復原環形襯管，以其外壁上的壓敏膠帶黏結在管道內壁上形成內襯層。適用于城市管網的煤氣和上、下水中小口徑的管網修復。
　　襯纜襯里法是目前最快速、最簡便、費用最少的一種襯里方法。
　　(2)舊管道內襯修復技術的特點。舊管道修復技術可適用于油、氣、水及其他化學介質管道，該技術特點如下。
　?、賹τ诼竦嘏f管道不需全面開挖即可進行整體內襯修復。施工時，通常只需每隔一定間距開挖一操作坑，分段進行修復，然后連管復原即可完成修復工作，不影響交通及環境。
　?、谛迯妥鳂I快，在現場施工，并網試用及質量檢查等現場作業。以1～2km管道為例一般可在3～4周內完成全部現場作業。
　?、鄢杀镜?、舊管道修復、再生利用的投資相當于新建一條管道總投資的50％～65％。
　　④根據不同的修復方法及使用工況，舊管道修復后，可望繼續使用10～30年。
　　(3)非開挖穿插高密度聚乙烯管在線管道修復。用高密度聚乙烯(HDPE)塑料管修復腐蝕嚴重或泄漏的舊管道，內襯HDPE復合管，可達到恢復管道功能，延長管道使用壽命的目的。
　　高密度聚乙烯塑料具有較好的化學穩定性，摩擦阻力系數小，耐磨抗沖、耐壓、耐老化，適用溫度較寬。內襯HDPE復合管能提高在線舊管道的承壓能力，耐腐蝕性能和輸送能力，修復成本僅為新建管道綜合費用50％左右。成功地用來修復直徑75～900 mm(3～36 in)多種管道，如天然氣管道、輸油管道、注水管道、排污管道、煤氣管道、自來水管道等，可用于市政、油田、電力、化工等行業的管道防腐與修復。
　　①原理與方法 高密度聚乙烯塑料管，縮徑穿插自動復原貼合和無法蘭特殊接頭技術。成功的解決于供熱、燃氣、石油管道及在線舊管道的非開挖修復問題。
　　使用改性熱塑料HDPE管，它具有變形后能自動恢復原始物理形狀。選用的內襯HDPE管的外徑略大于修復主管道的內徑，穿插時通過滾輪縮徑機，從縮徑機出來的HDPE管的直徑將縮小10％左右，小于待修主管道內徑。在牽引力和速度下容易拉入主管道，聚乙烯管外徑與主管道內徑緊密結合在一起。工作原理示意如圖6-35所示。
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