丁 馨 黃繼兵
中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司 山東青島 266100
玻璃鋼管道是以樹脂、玻璃纖維、石英砂為原料,采用特殊工藝制作而成的非金屬管道。它具有耐腐蝕性強(qiáng)、水力特性好、質(zhì)輕而比強(qiáng)度高、不污染輸送介質(zhì)、安裝快捷、施工方法易于掌握等優(yōu)點(diǎn)。近年來,玻璃鋼管道在國外油氣田地面工程,尤其是中東、海灣地區(qū)的油氣田消防、開閉排、取水、注水等系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。
玻璃鋼管道的常見英文縮寫有GRE、GRP、FRP、RTPR 等。玻璃鋼管道連接方式和部位的選擇,是根據(jù)業(yè)主提出的使用要求及工程特點(diǎn)由設(shè)計(jì)及管材制造廠家協(xié)商確定。其常見連接形式有:承插粘接(Adhesive- bonded joints)、對 接 包 纏 連 接(Laminated joints)、密封圈承插連接(帶/ 不帶鎖緊結(jié)構(gòu))[Elastomeric bell- and- spigot sealed joints(with/ without locks)]、法蘭連接(Flanged joints)和螺紋連接(Threaded joints)。詳見圖1。
圖1 玻璃鋼管常用連接方式
承插粘接接頭是一種剛性接頭,由一個(gè)承口端和一個(gè)插口端組成。承插粘接接頭的材料成本最低,結(jié)構(gòu)效率高。這種接頭形式一般適用于低壓小口徑的管道。
對接包纏接頭是將玻璃絲、短切氈、玻璃布在樹脂的浸潤下逐層纏貼在兩對接玻璃鋼管接口處。這種接頭方式最牢固,但程序復(fù)雜,耗時(shí)長,多應(yīng)用于現(xiàn)場非計(jì)劃性接頭及補(bǔ)口。
密封圈承插連接接頭屬于柔性連接接頭,同樣由承口端和插口端組成。插口端有凹槽,安裝時(shí)將橡膠密封圈提前套入到清理干凈的凹槽內(nèi),而后將整個(gè)插口端拉入到承口端內(nèi),直至橡膠密封圈到位。密封圈通常設(shè)為兩道,根據(jù)需要也可以設(shè)為多道。在密封圈凹槽后部可以設(shè)置一圈或多圈的鎖緊插口,結(jié)構(gòu)就位后在鎖緊插口內(nèi)打入尼龍鎖緊棒起到固定作用。
密封圈承插連接接頭在結(jié)構(gòu)上比法蘭接頭更有效,但比承插粘接接頭費(fèi)用更高、更笨重。其優(yōu)點(diǎn)是可以在惡劣的工作條件下快速組裝。
法蘭接頭便于與鋼管、設(shè)備接口、閥門等連接,便于管道系統(tǒng)的組裝和拆卸。通常使用兩種類型的法蘭:固定式法蘭和松套式法蘭。一般情況下,應(yīng)盡量避免使用法蘭接頭,因?yàn)閺?fù)合材料法蘭對螺栓的對準(zhǔn)不良和扭矩過大非常敏感。
螺紋連接是常采用的一種剛性接頭形式。為保證密封性,施工時(shí)常在內(nèi)外螺紋上涂抹粘接劑。這種接頭形式比普通承插粘接方式更可靠。
玻璃鋼管道多埋于地下,其現(xiàn)場安裝的主要施工程序與普通地管安裝大致相同,都要經(jīng)過到貨驗(yàn)收、材料儲(chǔ)存、測量放線、管溝開挖、管道組裝、水壓試驗(yàn)和管溝回填等工序。對于地上管道,不需要管溝開挖回填程序,但要求管材本身具備防紫外線能力,避免陽光照射加速樹脂老化而縮短管道壽命。
相對于其他金屬及非金屬管道來說,玻璃鋼管道對施工過程精細(xì)程度要求更高,否則在試壓階段會(huì)出現(xiàn)大范圍的滲漏甚至泄露。因此,必須注重整個(gè)施工過程中的質(zhì)量管理,做好前期工作,避免在試壓階段發(fā)生大范圍的反口、補(bǔ)修。
首先在開箱搬運(yùn)階段就需要采用專用工具,做好成品保護(hù),避免金屬工具和野蠻搬運(yùn)造成的管道損傷。使用木材、橡膠等工具材料完成倒運(yùn),禁止將金屬吊鉤直接鉤在管道端口,或用鋼絲繩捆扎管道。
用于地下的玻璃鋼管道不具備抗紫外線能力,在存放過程中要做好遮陽。其使用的專用膠粘劑對儲(chǔ)存溫度要求較高,在環(huán)境溫度低于21℃或是環(huán)境溫度過高的情況下需要配置專用的保溫箱儲(chǔ)存。
玻璃鋼管道接口前需要檢查管材本體是否有破損、開裂,檢查連接斷口處表面是否光滑,有無縱向溝槽和直徑超過1.5~2.0mm 的氣泡。如果有的話應(yīng)進(jìn)行處理。
玻璃鋼管道組裝過程中一定要注意控制接口表面(包括密封圈、粘接劑)的清潔度,尤其是地下管道施工多在揚(yáng)塵嚴(yán)重的區(qū)域,因此在操作過程中要做好防護(hù)。同時(shí),玻璃鋼作為易損件在施工過程中及最終就位前都要做好成品保護(hù),避免因沒有及時(shí)加設(shè)支架,導(dǎo)致支承不夠而使管段承受額外應(yīng)力,最終造成系統(tǒng)泄漏。
為了應(yīng)對上述問題,在做好技術(shù)交底,嚴(yán)格按工藝規(guī)程施工外,需要采用專用工具(例如帶扳手、造錐機(jī)、電加熱帶)達(dá)到更好的施工效果。
目前國外工程中玻璃鋼管道的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍,但因施工過程中質(zhì)量控制不足已造成多個(gè)項(xiàng)目實(shí)際投用的人力、費(fèi)用、工期遠(yuǎn)超預(yù)期。因此,需要在后續(xù)工程承接過程中提前認(rèn)識到玻璃鋼管道施工的特殊性及技術(shù)質(zhì)量控制要點(diǎn),做好過程控制,最終達(dá)到滿意的施工效果。