HDPE管穿插法修复旧管道技术.pdf

新挝术与新村
石油化工.腐蚀与防护
Corrosion& Protection in Petrochemical Industr
2012,29(1)·30
HDPE管穿插法修复旧管道技术
燕结勇,王恩成,刘素平,路林
(中国石油化工股份有限公司中原油田分公司,河南濮阳457171)
摘要;埋设于地下的集输管网都面临着后期的腐蚀,解决腐蚀修复问题是集输管后期生产管
理的主要问题。通过对HDPE管穿插修复技术エ艺原理、HDPE管承压能力计算设计、管材原料、
管材性能要求、管道短管、弯头处的连接方法、密封结构以及运行管理等的分析阚述,从而較详实
地介绍了一种管道修复方法。这种方法可避免对腐蚀严重的管线全线开挖、彻底更换,因此成本
相对较低,施工时间比较短,特别对于埋设于高大建筑物及重要交通干线下的管线腐蚀泄漏无法
更换的问题也得到很好解决。原来的金属管道还作为承压管道,而内衬的HDPE具有非常好的防
腐性能,总体上相当于金属与非金属的复合管,综合效果,特别是防腐蚀性能大大提高。
关键词:修复HDPF管穿插要求设计
中图分类号:TB324文献标识码:A文章编号:1007~015X(2012)01-0030-03
流体、气体大多采用埋地管线进行长距离输
工艺原理
送。随之时间的延长,输送管线势必出现结垢、腐
HDPE管穿插修复技术是把外径等于或略
蚀、穿孔等问题,需要进行清洗、修复和更换。目小于待修复管道内径的高密度聚乙烯内衬管,
前,对腐蚀严重的管道多采用全线开挖、仞底更换通过专用U型压制设备,将内衬管变为U型,并
管线的方法,其成本高,耗时长,而且对于埋设在将内衬管的横截面缩小30%以上,通过缠绕定
高大建筑物及重要交通干线下的管线常常无法更型、牵引拉人、外力恢复等过程使衬管紧紧的与
换。HDPE管穿插法修复旧管道技术是在不能全管道内壁结合在一起,从而形成对旧管道的内
线开挖旧管线的情况下,仅在施工管线两端开挖衬修复,最大限度地避免了对原有管道直径的
两个操作坑,即可一次穿插1000m的HDPE管,缩小,避免了大管换小管,使得在原有管线输送
从而较好地解决了埋设于地下的各种水、气、油管能力不降低的情况下得以更新。HDPE管穿插
线的修复问题
修复示意见图1
HDPE
管
图1HDPE管穿插修复示意
Fig. 1 The sketch of useing HDPE pipes to repair old pipelines
量后确认。管材物理机楲性能应满足下列要求:
2HDPE管设计
2.1管径与HDPE管厚度设计
收稿日期:2011-10-09;修改稿收到日期:2011-12-19
树管外径与原管内径相同或略大于,以能紧作者简介:燕继勇(1971),工程师,2004年毕业于西安石油
密黏合为准。根据原钢管的内径和管线状况设计大学石油工程专业,现在中国石油化工股份有限公司中原油
衬管尺寸,内树管外径的确定一般在断管实际测田分公司采油一厂从事防腐、集输管理工作。E-mal:
yjy55789@shu.com。
第1期
燕继勇等.HDPE管穿插法修复旧管道技术
断裂伸长率≥450%GB/T13663-2000式“管中管“后,其耐压等级较原管道提高一个
拉伸屈服应力≥19 Mpa GB/T13663-2000
等级。
纵向回缩率≤3%GB/T13663-20002.3水力计算
PE管材结构设计的ISO方程为
按海登一威廉公式进行计算:
P=2[8]/(SDR-1)
SDR =De/e
穿插衬装后,尽管管径有所缩小,水力坡降仍
式中:P一公称压力,MPa;
小于原旧钢管道。说明内衬修复后管道输送能力
8]一设计应力,MPa;
与原管道相比有所提高。
SDR标准尺寸比
2.4短管和弯头处的连接及密封
De一管材公称外径,mm
1U管恢复和端头处理
e一管材公称规定壁厚,mm。
及时把变型后的HDPE管匀速拉人待内树管
道内,并密封“U"型HDPE管两端,打气压1~2
表1公称直径与壁厚的对应关系
kg/cm2并保压10-30min,使“U”型HDPE管恢
Table 1 The corresponding table of relation nominal
复原状。
diameter and wall thickness
两端割去多余的HDPE管,预留适当的
公称压力等级/MPa
HDPE管长度,与短接上的带法兰的内衬PE管
公称外径De/
1.6
连接。
2.4.2内外防腐处理
壁厚/mm
壁厚/mm
壁厚/mm
短节预制和连接:测量内树管之间的距离,现
11.9
14.7
18.2
场制作连接短节。短节预制处理前,一边安装好
15.2
18.9
23,2
耐压标准法兰,一边焊接好连接套筒并焊接同等
耐压等级的承压盘,之后将焊接好PE法兰的
上表中公称直径与壁厚的对应关系是按 PE HIDPB穿插进去,将短节按设计连接好,并将三个
裸管计算的,按常规设计满足使用压力情况下直套筒用高强度防腐聚合物胶泥填充,确保套筒连
埋PE管的壁厚,则衬人钢管中的PE管只需直埋接处耐压强度和套筒之间的防腐等级满足设计
PE管壁厚的1/2到1/4即可满足耐压耐腐蚀的要求。
要求。当将HDPE管穿入铸铁管内形成紧贴的复
外防腐:短节完成连接后,进行外部防腐,包
合式“管中管"时,PE管为密封耐腐蚀层,而外部括套筒与钢制管道。外防腐采用环氧煤沥青加强
铸铁管为承压管,其耐压等级较原管道提高一个级防腐蚀方案。施工时先把待防腐蚀处管壁清
等级。
污、除锈,达到人工除锈2级标准露出管道本体,
2.2聚乙烯管材承压能力计算的方程
然后将玻璃丝布在加有固化剂的环氧煤涂料中浸
P=2 8/SDR-1 (SDR=D/
渍后缠绕于管体外部进行外防腐蚀,为防止出现
式中:P-HDPE管道允许使用压力,MPa;
起泡,分多次缠绕,固化后的防腐蚀层厚度达2
8一设计使用应力,MPa;
mnn
m以
D一一PE管外径,mm
2.4.3弯头制作
ePE管壁厚,mm;
将涨力处弯头及其它弯头割开,检查弯头腐
SDR一标准尺寸比
蚀情况和壁厚
其中:[8]=[MRS]/C
1)如果大部分弯头腐蚀严重,满足不了使
MRS一一连续施加再改聚乙烯树脂管管壁上用功能,应全部更换弯头并进行PE内衬处理;
5a时引起管材破坏时所计算的在管壁上的环向
(2)如果弯头腐蚀不太严重,能满足现场使
张应力。不同等级的聚乙烯管材料具有不同的用功能,应对弯头进行喷砂除锈,然后进行PE内
[MRS]。PE100的材料的[MRS]为10。
衬处理或室内制作玻璃钢内衬弯头,玻璃钢内衬
C-一为安全系数,介质为水时取1.25。
防腐蚀承压等级等同PE内衬。
因PE管自身有一定的承压能力,形成复合