管道补口热收缩带粘接质量超声检测技术及其进展

介绍了不同原理及方法的超声技术应用于管道热收缩带粘接质量检测的技术发展,对比分析了各自优缺点。针对管道补口热收缩带粘接质量的脉冲回波超声检测技术开展了系列试验研究,建立了基于超声检测的管道补口热收缩带粘接质量评价方法,开发了管道补口粘接质量评价软件和试验样机,并在管道补口试块上进行了测试,结果表面:利用样机得出的评价结果与机械拉伸测试结果具有较好的一致性,为实现管道补口热收缩带粘接性能的检测提供了新途径。     

3PE管道补口便携式自动剥离强度试验机的研制

3PE防腐涂层管道现场补口基本采用环氧底漆＋热收缩带结构,剥离强度测试是评价补口防腐层粘接性能的主要方式。目前现场大多采用弹簧秤进行剥离性能测试,存在无法准确控制剥离速度和角度,以及无法实现管道补口各方位检测等问题。在角度可调的等腰三角形结构理论的基础上,对测试设备拉伸和角度控制系统进行了优化设计,采用模块化设计思想,编写了系统操作软件,研制出的便携式剥离试验机,实现了3PE防腐涂层的剥离强度测试速度与角度可控,可对拉力进行直接测量,独特的三角形结构满足90°剥离角度的需求,调速的2台步进电机控制实现了10mm／min的剥离速度要求。试验结果表明：其精度达到1％,可用于工程检测评价。     

湿热老化对补口热收缩带安装系统剥离性能的影响

针对管道焊接部位热收缩带补口大量失效的问题,以国内外5种最具代表性的补口热收缩带作为研究对象,制备了热收缩带安装系统,并采用CSA Z245.21-10中的方法研究了安装系统的剥离强度受湿热加速老化的影响.结果表明:不同产品经湿热加速老化后,其剥离强度表现出较大的差异,变化趋势也各不相同.结合热收缩带产品热熔胶粘剂化学组分的分析结果,指出胶粘剂的化学组成及结构是影响其剥离强度的重要原因,提出了热收缩带热熔胶粘剂的性能改进和持续研究建议.     

热收缩带热熔胶组分对物性的影响

热收缩带广泛应用于油气管道3PE防腐结构中的补口防腐,易发生热收缩带补口短期失效现象.热收缩带补口过程中形成的粘接界面均与热熔胶层相关,因此热熔胶组分及其性能对热收缩带补口质量具有显著影响.采用红外光谱分析、差示扫描量热分析( DSC)、电子扫描电镜(SEM)及能谱分析等方法,对5种代表性热收缩带产品的热熔胶组分进行组分分析,结果表明各种产品组分差异较大.研究了产品组分对热熔胶硬度、吸水率及外观变形性的影响,并对热熔胶的性能改进和持续研究提出建议.     

PLC在热收缩带补口施工技术中的应用

针对长输管道热收缩带补口施工中采用人工火焰烘烤存在的问题,设计了一套补口施工专用机具——电控式红外加热装备,并将PLC应用于热收缩补口红外加热控制系统中.试验证明:该装备能够使热收缩带加热过程实现程控化,以及热缩带加热控制的自动化和360°均匀加热,减少了人工火焰烘烤造成的局部不粘接、空鼓等诸多缺陷.基于PLC的电控式红外加热装备能够提高热缩带补口质量和施工效率,延长管道的有效使用期限,保障长输管道防腐质量.     

热收缩带补口材料底漆性能的试验比对

管道防腐补口质量除了受施工影响外,很大程度上取决于热收缩带补口材料自身的质量,其直接决定了管道整体防腐的安全.结合当前收缩带补口材料国内外标准中有关测试参数及其指标的相关规定,制定并完善了收缩带补口材料的试验比对方案,对收集到的国内外主流生产厂商的8种收缩带材料,依据统一的规则进行编号,按照底漆的厚度、剪切强度、底漆固含量及吸水率、阴极剥离、粘结强度等多项指标对试验材料进行比对分析,并据此提出了对现行标准相关指标的修订建议.     

3PE管道的防腐补口方式

介绍了热收缩带补口和液态环氧补口的施工程序与要求,并对这两种补口方式的优缺点进行了分析、比较。介绍了解决液态环氧与3PE防腐层粘结问题的具体措施:改变工厂预制环氧底漆的留头方式,提高液态环氧与3PE防腐层的粘结力。建议用液态环氧替代热收缩带补口,以提高3PE管道的补口质量。     

3LPE管道补口材料比选

为给3LPE管道补口材料的选取提供参考,结合伊拉克艾哈代布油田地面工程建设项目3LPE管道补口采用热收缩带、液态改性环氧类涂料和冷缠带的工程应用,采用参数比较、成本分析和现场开挖检查等手段,从材料性能、材料成本、操作工效、施工特点及实际使用效果等方面对3种补口材料进行比较,并对不同应用环境和使用性能要求下,3LPE管道补口材料的选择进行分析。结果表明:热收缩带和冷缠带虽然满足标准要求,但工序较复杂且与阴保系统兼容性较差,其应用存在局限性。而改性环氧涂料强度高,施工方便,现场应用效果良好,可根据项目实际选择应用。     

便携式热收缩带固定片快速安装装置的研制

针对现有油气管道热收缩带防腐补口施工中人工火把安装固定片存在的人为因素影响大、质量差异大、效率低等问题,研制了一种便携式热收缩带固定片快速安装装置,其可实现热收缩带固定片的机械化快速安装。试验结果表明:便携式热收缩带固定片快速安装装置结构合理、操作简单、方便易携;安装质量好、效率高、用时短,可满足油气管道机械化防腐补口流水作业要求;可适应-40℃极低温施工环境,有效保证高寒地区油气管道防腐补口的施工质量。(图6,表1,参23)     

无配重层海底管道外防腐补口工艺方案

为了提高铺管船法施工无配重层海底管道的施工效率,对铺管船作业线的补口工艺方案进行研究:对比了热收缩带的两种安装工艺;通过计算优化了铺管船作业线工位布置;通过试验明确了热收缩带通过托辊的临界温度,得到了喷淋后的降温曲线;优化了补口施工的工艺流程。结果表明:热收缩带安装的干膜工艺比湿膜工艺更适用于铺管船法施工无配重层海底管道;为防止热收缩带被划伤,应撤掉铺管船作业线7#工作站和8#工作站中间的托辊;当温度控制在75℃以下时,GTS-PE型热收缩带可无损通过托辊;热收缩带安装后,冷水喷淋10 min即可达到其通过托辊的温度条件;通过优化施工过程,一道口安装热收缩带的施工时间从23 min缩短为15 min。     

密封性试验方法在补口技术比选中的应用

介绍了管道防腐补口绝缘层密封性试验方法的建立及其在补口技术比选研究中的应用情况。通过密封性试验，考察了同一种热收缩套／带类补口材料对几种特定外防腐层的实际密封质量状况、不同种品牌热收缩套／带类补口材料对特定外防腐层的实际密封质量状况及不同管径间的差异情况，分析了密封不严的原因。该试验方法对补口材料的选择具有明确的指导作用，技术可行性和可靠性强。     

直径1422mmX80管道环焊接头应变能力数值模拟方法

鉴于高钢级管材的组织特征及焊缝失效对于管道安全的重要影响,管道环焊缝承载能力成为当前管道行业的研究热点,以中俄东线全自动焊口为研究对象,准确考虑环焊接头根焊、热影响区、母材、填充焊4个区域材料本构关系的差异性,基于有限元方法建立了分析管道环焊接头应变能力的数值仿真模型。定量分析了母材屈强比、运行内压、载荷类型等组合工况下焊缝强度匹配系数等对管道环焊缝裂纹扩展驱动力的影响。采用静裂纹起裂的失效判定方法,以表观断裂韧性值为临界准则,结合中俄东线管材及环焊接头材料特性参数实际变化范围,计算了在设计工况范围内最不利条件下中俄东线环焊接头的应变能力。结果表明:提高焊缝区强度匹配能够有效减小接头的裂纹扩展驱动力,增加管道内压或提高母材屈强比会使相同强度匹配条件下的裂纹扩展驱动力更大,拉伸载荷下的裂纹扩展驱动力要大于弯曲载荷下的裂纹扩展驱动力。该方法既可以用于根据焊接接头性能要求指导焊接参数的确定,也可以用于在役管道含缺陷焊接接头的适用性评价。     

不加热收缩补口材料的研制

针对3PE防腐涂层外层聚乙烯为非极性材料的问题,提出采用不加热收缩材料进行3PE层结构补口的方法。从无溶剂环氧底漆和溶剂型快干底漆的研制、内层防腐粘结片的结构与特性及PVC片材的改性研究与溶剂选择等方面介绍了补口材料的研制过程及材料所达到的技术指标。     

新型液体环氧涂料在PE层划伤修复中的应用

在管道定向钻穿越的回拖过程中,针对抢修聚乙烯涂层的连续性长距离严重划伤问题,对比分析了热缩带修补方案和新型双组分液体环氧涂料修补方案,结果表明,在材料成本、抢修时间、使用效果等方面,新型双组分液体环氧涂料方案均优于热缩带修补方案。     

我国管道防腐层技术现状

阐述了国内外各种管道防腐层在不同时期的应用状况及其发展趋势,介绍了聚烯烃、熔结接头、液态材料和三层聚丙烯4种防腐层补口新技术,并根据试验室评价和现场检测结果,对各种管道防腐层性能要求及其选用方法进行了综合分析,指出我国防腐层虽然基本实现了标准化,某些技术参数已达到国外先进标准,但与国外相比,我国管道防腐层在设计、应用、材料品质、设计方案和补口技术等方面还存在一定的差距.     

火龙果皮甜菜色素提取工艺的优化

为有效利用生产加工过程中的废弃火龙果皮,提高火龙果皮甜菜色素提取率,以粉红龙品种火龙果皮为主要原料,在单因素试验的基础上采用响应面分析法(RSM)对酒精体积分数、超声波功率、超声波震荡时间进行优化。结果表明:火龙果皮甜菜色素提取最佳工艺参数为酒精体积分数58.64%,料液比1∶12,超声波功率为560 W,超声波时间60min。在该条件下,火龙果皮甜菜色素提取率为0.7462%,得到的火龙果皮甜菜色素提取液色泽红艳,较为清澈,具有较好的后续加工应用前景。     

弯曲加载下管道钢应力腐蚀行为研究

分别采用三点弯曲、四点弯曲加载试验方法,研究了X80和16Mn管道钢及焊接接头的硫化物环境应力腐蚀开裂(SSCC)行为,并通过ANSYS软件分析了不同弯曲加载的应力分布特征,探讨了材料因素、力学因素对管道钢应力腐蚀行为的影响规律和机理。结果表明,对于弯曲加载下组织均匀性管道钢而言,其SSCC行为受应力特点控制,三点弯曲和四点弯曲加载方法均可用于评价管道钢的SSCC行为,但四点弯曲加载的平行试样试验结果更为一致。对于管道钢焊接接头的SSCC行为评价,三点弯曲加载是不合理的,四点弯曲加载方式则可取。