文/王觀 王輝

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科技成果產(chǎn)業(yè)化的實(shí)踐與探索—機(jī)械化液體聚氨酯補(bǔ)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(xiàng)目驗(yàn)收現(xiàn)場(chǎng)

管線防腐補(bǔ)口歷來(lái)是管線防腐工程的薄弱點(diǎn)，由于現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)口防腐失效開(kāi)始。目前，3PE防腐管線主要采用熱縮帶進(jìn)行補(bǔ)口，但對(duì)在運(yùn)管線的腐蝕調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分熱縮套補(bǔ)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(wèn)題，部分補(bǔ)口鋼管表面已遭受腐蝕。補(bǔ)口問(wèn)題已經(jīng)成為3PE管線防腐的焦點(diǎn)和難題。熱縮帶補(bǔ)口主要采用手工作業(yè)，大口徑管道手工補(bǔ)口施工難度很大，補(bǔ)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(bǔ)口防腐層失效后，陰極保護(hù)電流容易受到屏蔽，在非水浸土壤中形成腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。液體涂料補(bǔ)口技術(shù)在國(guó)外得到廣泛應(yīng)用，目前，環(huán)氧粉末防腐管線更多的采用液體環(huán)氧補(bǔ)口，3PE防腐管線則大量采用液體聚氨酯補(bǔ)口?，F(xiàn)代液體聚氨酯補(bǔ)口采用無(wú)溶劑涂料技術(shù)和自動(dòng)噴涂補(bǔ)口技術(shù)，提高了管線補(bǔ)口防腐技術(shù)水平，被認(rèn)為是管線防腐補(bǔ)口技術(shù)應(yīng)用的趨勢(shì)。

為了攻克管線防腐補(bǔ)口這一難題，中油管道防腐工程有限責(zé)任公司廖宇平帶領(lǐng)的課題組全面分析了國(guó)外管道補(bǔ)口適用技術(shù)，對(duì)液體涂料補(bǔ)口技術(shù)進(jìn)行涂裝試驗(yàn)，測(cè)試涂料以及涂層性能，比較各種涂料的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用性；對(duì)現(xiàn)有液體補(bǔ)口機(jī)械作業(yè)裝備技術(shù)進(jìn)行調(diào)研、分析，總結(jié)每種裝備的特點(diǎn)和適用性，編寫(xiě)液體補(bǔ)口作業(yè)裝備技術(shù)報(bào)告。課題組通過(guò)工藝評(píng)價(jià)試驗(yàn)和工業(yè)化涂裝試驗(yàn)，完成了這項(xiàng)防腐補(bǔ)口技術(shù)的評(píng)價(jià)報(bào)告。在此基礎(chǔ)上，課題組同時(shí)從幾個(gè)方向著手開(kāi)展技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的研究攻關(guān)：（1）聯(lián)合石油天然氣管道科學(xué)研究院等單位，研究液體聚氨酯補(bǔ)口涂料配方；（2）自行開(kāi)展液體聚氨酯補(bǔ)口施工裝備研制，成套裝備主要由噴涂機(jī)、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(bǔ)口涂料標(biāo)準(zhǔn)及工程規(guī)范。此外，課題組還在西氣東輸一線補(bǔ)口大修進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)及驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)團(tuán)體共同努力，液體聚氨酯自動(dòng)噴涂補(bǔ)口技術(shù)取得突破，獲得多項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和科技成果獎(jiǎng)項(xiàng)。

研究成果已成功完成工業(yè)化推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。2011年液體聚氨酯機(jī)械化補(bǔ)口技術(shù)在西二線輪-土1016口徑支干線首次成功應(yīng)用，這是國(guó)內(nèi)管線工程第一次采用這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，在業(yè)界引起強(qiáng)烈反響，獲得管線建設(shè)方、運(yùn)營(yíng)方、工程監(jiān)理及業(yè)內(nèi)的廣泛好評(píng)，也獲得集團(tuán)科技口的高度評(píng)價(jià)；2012-13年，這項(xiàng)技術(shù)在西氣東輸三線西段1219口徑管道工程進(jìn)行了規(guī)?；I(yè)應(yīng)用，再次贏得專家和工程各方好評(píng)，補(bǔ)口防腐層質(zhì)量滿足工程規(guī)范要求，性能達(dá)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求。目前，已經(jīng)形成機(jī)械化液體聚氨酯噴涂補(bǔ)口裝備制造能力、涂料生產(chǎn)能力、補(bǔ)口工程作業(yè)能力。

機(jī)械化液體聚氨酯補(bǔ)口技術(shù)填補(bǔ)了我國(guó)在這一領(lǐng)域的空白，技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，主要表現(xiàn)在：1、無(wú)溶劑液體聚氨酯補(bǔ)口涂料產(chǎn)品研制填補(bǔ)國(guó)內(nèi)液體聚氨酯補(bǔ)口涂料空白，性能領(lǐng)先國(guó)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(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，優(yōu)于多數(shù)國(guó)外同類產(chǎn)品；2、課題組研制的自動(dòng)補(bǔ)口噴涂機(jī)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，可替代進(jìn)口產(chǎn)品，已獲得國(guó)家專利（一種鋼質(zhì)管道補(bǔ)口自動(dòng)噴涂裝置，專利授權(quán)號(hào)：ZL201220109601.2），成套作業(yè)裝備在裝備配套、水平和適用性達(dá)到外國(guó)公司同等水平，破除了外國(guó)公司的技術(shù)封鎖；3、工程規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的編制對(duì)于國(guó)內(nèi)工程材料、施工工藝、安全等提供相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):中石油企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《埋地鋼質(zhì)管道液體聚氨酯補(bǔ)口防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、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(bǔ)口防腐層技術(shù)規(guī)定》及管道局企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《液體聚氨酯補(bǔ)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(bǔ)口防腐層的原材料性能、防腐層設(shè)計(jì)、涂敷作業(yè)機(jī)具、施工工藝、作業(yè)安全以及質(zhì)量檢驗(yàn)等方面要求；4、液體聚氨酯在役管線補(bǔ)口修復(fù)的應(yīng)用報(bào)告和新建管線的工程總結(jié)報(bào)告將為今后液體聚氨酯補(bǔ)口工程提供參考。這項(xiàng)技術(shù)解決了管道補(bǔ)口防腐問(wèn)題，為管道工程建設(shè)提供了一種高效、高質(zhì)量的防腐補(bǔ)口技術(shù)，包括施工裝備、涂料產(chǎn)品及涂敷工藝技術(shù)。

機(jī)械化液體涂料噴涂補(bǔ)口新技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用已取得極大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。西二線輪南-吐魯番支干線60km補(bǔ)口工程共計(jì)完成5081道口創(chuàng)效900余萬(wàn)元，西三線西段工程400km補(bǔ)口工程共計(jì)31500道口，產(chǎn)值總計(jì)5463.59萬(wàn)元；替代外國(guó)設(shè)備和技術(shù)人員，節(jié)約費(fèi)用866.25萬(wàn)元。液體聚氨酯涂料自動(dòng)噴涂補(bǔ)口技術(shù)擺脫了補(bǔ)口材料對(duì)機(jī)械化施工的限制，擁有質(zhì)量好、施工效率高等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，并可防范補(bǔ)口失效導(dǎo)致的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，技術(shù)應(yīng)用涂料費(fèi)用比進(jìn)口產(chǎn)品節(jié)約大約40%；該技術(shù)大幅提升了補(bǔ)口工程技術(shù)水平，大大提高了管線補(bǔ)口質(zhì)量水平，對(duì)提高國(guó)家油氣管道補(bǔ)口防腐質(zhì)量、保證國(guó)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(bǔ)口機(jī)，正在進(jìn)行特殊地形及小型化的補(bǔ)口作業(yè)設(shè)備研制等系列化技術(shù)開(kāi)發(fā)，液體聚氨酯補(bǔ)口技術(shù)的市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。

西三線技術(shù)觀摩

項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工