,摘要,：本文就目前应用于国内外定向钻穿越管道,防腐层,外,防,护,技术,（环氧玻璃钢及光固化保护套）的,技术,特点、应用范围及施工工艺进行介绍，并结合,浙江石油,具体工程实例,和新技术的,使用效果,，,对这两种,技术,在定向钻穿越中的应用进行探讨。,摘要：本文就目前应用于国内外定向钻穿越管道防腐层外防护技,1,现状分析,2,新防腐层外防护技术的采用,环氧玻璃钢,3,新防腐层外防护技术的采用,光固化保护套,4,三,种管道定向钻,防护技术,对比,目录,5,结论分析,1现状分析2新防腐层外防护技术的采用3新防腐层外防护技术的采,现状分析,众所周知，在,长输,管线铺设的过程中经常会遇到,各类复杂的,穿越地段，例如穿越河流、山体、,铁路、,公路,及特殊地质路段,等,。,这些地段,的地质多以,砂砾石岩层地带,为主，,地质条件恶劣，内部结构复杂，管道在穿越过程中极易出现外防腐层大面积破损，甚至,“,卡壳,”,导致穿越失败的严重后果。,另外,，,由于穿越,的,管道,其路由往往具有唯一性，其,管线维修成本和难度极大,。,如何选择合适的,穿越段管道外防腐体系，以,提高,穿越段,管道外,防腐,层,整体,质量，是,亟待解决的难题,。,现状分析 众所周知，在长输管线铺设的过程中经常会遇,目前国内管道主体防腐层以,单环氧和,挤压聚乙烯三层结构（,3PE,）为主，国内外大量的穿越工程实例表明：一般地段的穿越对防腐层的破坏相对较少,通常采用单环氧和三层,PE,进行地下管线的防腐即可。,但是遇到多砂砾石,、风化,岩层,甚至岩石层,等,地质情况,，由于,PE,耐划伤强度,不,足,，经常出现管,道,3PE,防腐层划伤露,出基材,，补口材料,严重破损,甚至脱落,等,现象,。图,1,为浙江管道穿越后,3PE,防腐层,及防腐材料损坏及脱落。,现状分析,目前国内管道主体防腐层以单环氧和挤压聚乙烯三层结构,图,1,管道穿越后,3PE,防腐层及补口材料,损坏,及脱落,现状分析,图1 管道穿越后3PE防腐层及补口材料损坏及脱落 现状分析,1.1,现状情况分析,浙江甬台温成品油管道于,2014,年,11,月,11,日对宁波宁海,白溪段,管线定向穿越段管道,采用,3PE,外防腐层检测评估,时发现：,在管道定向钻施工回拖过程中，由于地下地质结构复杂导致管道,受到,不规则孔洞、砂质土壤和破碎岩粒等物体影响，管道的外防腐层,出现,不同程度的损伤，,部分管段严重,划伤至露出金属管,道表,体,，,导致外防腐层防腐效果降低甚至失效。,针对,管道外防腐层绝缘电阻率检测结果，,只得采用了,在定向钻两端增加牺牲阳极阴极保护,弥补,。,现状分析,1.1现状情况分析现状分析,1.2,现状,检测结果分析,定向钻穿越,管道长度,958m,，直径,406,8.7mm,，,3PE,防腐层厚度大于,2.9,。定向钻穿越回拖管道是从入土端至出土端，,从下图,判断出土端管道外防腐层受损最严重。由于此段管道穿越山丘，除了出土端管道可以检测外，其余段管道无法采集信号。,现状分析,1.2现状检测结果分析现状分析,序号,管段位置（米）,管段长度（米）,绝缘电阻,(,欧,*,平米,),防腐层分级,1,0.0 5.0,5.00,752,劣,2,5.0 8.0,3.00,5038,良,3,8.0 15.0,7.00,2464,差,4,15.0 20.0,5.00,3644,可,表,1,管线外防腐层检测评估结果,现状分析,序号管段位置（米）管段长度（米）绝缘电阻防腐层分级10.0,从上表可以统计出外防腐层评定为,:,评为优级的有,0m，占全长的,0%,评为良级的有,3m，占全长的 15.0%,评为可级的有,5m，占全长的 25.0%,评为差级的有,7m，占全长的 35.0%,评为劣级的有,5m，占全长的 25.0%,检测长度为,20m,，管道外防腐层平均绝缘电阻率为：,2717.1,（,*,）,防腐层综合等级为：,差,现状分析,从上表可以统计出外防腐层评定为:现状分析,1.3,现状结果分析,管道,铺设期间，,管道防腐,层,质量和使用安全,是保证,管道,服役,寿命的核心、重点和难点。,为此，,亟需在定向钻穿越段中寻找合适的穿越防护材料或在现有基础上开发一种可以给,3PE,防腐层提供有效保护的产品。新型环氧玻璃钢,和,光固化保护套,两种管道防腐层外防护技术,的出现就很好的解决了定向钻穿越过程出现的问题。,现状分析,1.3现状结果分析现状分析,2.1,环氧玻璃,技术介绍,环氧玻璃,钢防护技术,是为了解决穿越工程中出现的,3PE,防腐层划伤,、,划破,或防腐层被拉甚至,脱落问题,而,针对性开发的一种,防护新技术,。环氧玻璃钢是由改性环氧树脂胶黏剂和玻璃纤维增强材料通过二者之间的界面复合而成的低压成型材料，集合了环氧树脂胶黏剂和玻璃纤维的优点，具有强度高，耐化学介质腐蚀，电绝缘，硬度高，耐划耐磨，抗冲击性能强及成型简单，同时环氧玻璃钢与,PE,的粘接力好，不会出现脱落，既能抵抗管道在穿越过程外部的摩擦冲击，又能保护里层防腐层。,新防腐层外防护技术的采用,环氧玻璃钢,2.1环氧玻璃技术介绍新防腐层外防护技术的采用环氧玻璃,2.2,环氧玻璃钢材料要求及涂层性能,表,2,玻璃纤维布技术指标,环氧玻璃钢技术特点,序号,项 目,指 标,试验方法,1,单位面积质量,g/,200,300,GB/T 9914.3,2,含水率（质量）,%,0.30,GB/T 9914.1,3,碱金属氧化物含量（质量）,%,0.8,GB/T1549,4,可燃物含量（质量）,%,0.20,GB/T 9914.2,5,拉伸断裂强力,N/cm,经向,76,GB/T 7689.5,纬向,72,6,织物密度 根,/,经向,101,GB/T 7689.2,纬向,101,2.2环氧玻璃钢材料要求及涂层性能环氧玻璃钢技术特点序号项,序号,项目（单位）,指,标,试验方法,环氧树脂,1,固体含量,%,95,GB/T 1725,2,密度,g/,c,m,3,1.40,1.53,GB/T 6750,3,粘度,mPa,s,5000,10000,GB/T 1723,固化剂,5,密度,g/c,m,3,1.4,1.6,GB/T 6750,6,粘度,mPa,s,500,2000,GB/T 1723,涂层,7,凝胶时间,min,15,GB/T 12007.7,8,干燥时间,h,表干,2,GB/T 1728,实干,8,9,抗,1,弯曲,无裂纹、无漏点,SY/T 0315-2005,附录,E,10,抗冲击,J,8,SY/T 0315-2005,附录,F,11,邵氏,D,硬度,HD,80,GB/T 2411,表,3,环氧树脂技术指标,环氧玻璃钢技术特点,序号项目（单位）指 标试验方法环氧树脂1固体含量%9,表,4,环氧玻璃钢防护层技术指标,序号,项目,指,标,试验方法,1,邵氏,D硬度,HD,85,GB/T 2411,2,耐划伤（,50kg）,m,470,SY/T 4113,3,耐磨性,L/,m,3,SY/T0315-2005附录J,4,抗,1,弯曲,无裂纹,SY/T 0315-2005附录E,5,对,PE粘结强度,MPa,3.5,Q/SY1477-2012附录A,环氧玻璃钢技术特点,表4 环氧玻璃钢防护层技术指标序号项目指 标试验方法1邵,2.3,环氧玻璃钢施工工艺,环氧玻璃钢施工为现场涂敷完成穿越管道环氧玻璃钢外护层的整体包覆。环氧玻璃钢施工工艺,根据,施工环境条件有二布五油、三布六油及四布七油三种工艺。二布五油即为环氧树脂（表干）,+,环氧树脂,+,玻璃布,+,环氧树脂,+,玻璃布,+,环氧树脂（表干）,+,环氧树脂。,环氧玻璃钢施工工艺,2.3环氧玻璃钢施工工艺环氧玻璃钢施工工艺,PE,表面粗糙化处理,PE,表面除尘处理,钢丝刷交叉拉毛或喷砂打毛,吸尘器或压缩空气吹扫,PE,表面激化处理,涂敷底层环氧树脂,涂敷面层环氧树脂,P,涂层表干,涂敷环氧树脂,玻璃纤维浸涂缠绕,涂层表干,用火焰烘烤,机械喷涂或手工涂刷,专用浸涂缠绕机往返,2,次,机械喷涂或手工涂刷,机械喷涂或手工涂刷,环氧玻璃钢施工工艺,图,2,工艺流程图,环氧玻璃钢采用机械或手工涂敷安装，以二布五油为例，其施工工艺及要求如图,2,工艺流程图所示：,PE表面粗糙化处理PE表面除尘处理钢丝刷交叉拉毛或喷砂打毛吸,2.4,环氧玻璃钢技术的实际应用,浙江甬台温成品油管道临海段岩石穿越工程，由于该地段地质复杂，,管道经过的山体基本为全岩石地段，且为陡坡，地质勘察报告显示岩石强度,132,203MPa,，属于坚硬岩体,；周围环境受限，,山体坡度较陡，局部坡度达,60,70,，人员站立困难,；且周边有,2,座水窖（有,100,多农户生活用水）、坟墓等障碍物,，外部环境复杂。建设单位组织专家、测量与勘探、设计、监理、施工等单位多次组织对该处管道敷设方案进行反复论证，提出以下三个施工方案。,环氧玻璃钢技术的实际应用,2.4环氧玻璃钢技术的实际应用环氧玻璃钢技术的实际应用,环氧玻璃钢技术的实际应用,山体西侧,饮用水水道,浦东大桥头村蓄水池,及山沟水道,管道定向穿越点,台金高速,规划厂房,图,3,甬台温成品油管道,台州临海段定向钻施工现场图（南侧）,图,4,甬台温成品油管道,台州临海段定向钻施工现场图（北侧）,环氧玻璃钢技术的实际应用山体西侧饮用水水道浦东大桥头村蓄水池,2.4.1,施工技术方案和经济分析,采用大开挖由于,管道经过的山体基本为全岩石地段，且为陡坡，地质勘察报告显示岩石强度,132,203MPa,，属于坚硬岩体，机械开挖管沟困难，必须采用爆破方式。但管道施工作业带距高速公路只有,50m,左右,，根据公路安全管理条例爆破方式,距,离,应大于,高速公路,200 m,即使采取安全措施也,无法保证高速公路安全通行,。,且该山体,环境和周边环境较为复杂,，开挖方案不确定性因素,较,多,，故无法进行大开挖作业施工。,环氧玻璃钢技术的实际应用,2.4.1施工技术方案和经济分析环氧玻璃钢技术的实际应用,采用开挖隧道施工方式，洞口,爆破,开挖时同样存在前一方案类似情况，且开挖隧道方案每米造价在,2.0-2.2,万元，预计费用,902,万元。,采用岩石定向钻，,而岩石定向钻方案可以避开上述影响，在工期和安全方面更加可控。,每米造价在约,8500,元，预计费用,348.5,万元。,该,成品油,管道,穿越类型为山体岩石穿越，穿越条件比较恶劣，前期实验管体防腐层破损严重，管线非常有必要对防腐层进行外,防,护，,若,采用环氧玻璃钢整管外,防护,的穿越，,需增加投资约,330,元,/m,2,，但远比隧道开挖施工方案节约投资，预计费用,402,万元。实际节约投资约,500,万元。,最后专家推荐采用岩石定向钻方案，并采用,特种改性环氧玻璃钢,技术,作为管道外,防,护,。,环氧玻璃钢技术的实际应用,采用开挖隧道施工方式，洞口爆破开挖时同样存在前一方案类,2.4.2,实际施工中的情况,甬台温成品油管道临海段,在采用玻璃钢外,防,护前，先进行试拖对比试验，在试拖试验中，钢管三层,PE,防腐层已经被严重划伤,，,甚至露出钢管，验证了穿越,环境,条件的恶劣性。,环氧玻璃钢防腐实际施工中的情况,图,5 3PE,管道试拖划伤严重,2.4.2 实际施工中的情况 环氧玻璃钢防腐实际施工中的情况,环氧玻璃钢防腐实际施工中的情况,图,6,环氧玻璃钢施工现场,环氧玻璃钢防腐实际施工中的情况图6 环氧玻璃钢施工现场,环氧玻璃钢防腐实际施工中的情况,图,7,防护层厚度检测,图,7,中现场检测表明,：,环氧玻璃钢防护层,完全固化后,的厚度大于,1.2mm,。,图,8,硬度和粘结强度检测,图,8,中现场检测表明,：,23,下，完全固化成型后环氧玻璃钢对,PE,拉拔强度为,10.13MPa,，邵氏硬度为,88,。,环氧玻璃钢防腐实际施工中的情况图7 防护层厚度检测图8 硬度,图,9,穿越后环氧玻璃钢外护层,从图,中,可以看出,：,穿越后，环氧玻璃钢,防,护层,外观,完好,。,另外,，,本工程在穿越完成后组织