專利名稱：鋼質(zhì)管道防腐層補口的方法和由該方法獲得的產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及鋼質(zhì)管道防腐層的補口方法和獲得的產(chǎn)品，具體而言，本發(fā)明涉及特別適于定向鉆用鋼質(zhì)管道的鋼質(zhì)管道防腐層補口方法、以及由該方法獲得的產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
埋地長輸鋼質(zhì)管道具有防腐層。目前大多采用聚烯烴防腐層，如3層聚乙烯防腐層，這是較理想的防腐方式，廣泛應(yīng)用于長輸管道工程中。在車間預制涂覆好防腐層的管線在現(xiàn)場采用焊接方式連接起來。對焊接部位的涂裝防腐，稱為補口。這是補口的一般意義。本發(fā)明中所述的補口還包括對破損或有缺陷的防腐層進行補傷、修復。補口的位置是鋼質(zhì)聚烯烴防腐層管道的連接部位，也是保證管道防腐完整性的重要環(huán)節(jié)，同時也是整條管道防腐層質(zhì)量最薄弱的環(huán)節(jié)。聚烯烴防腐管道的補口技術(shù)目前仍采用熱收縮帶套或環(huán)氧底漆附加熱收縮帶(套)兩種方式，即先在鋼管表面涂覆環(huán)氧底漆，再在其外粘接熱收縮帶。 埋設(shè)管道的一項常用而重要的工藝是定向鉆施工工藝，其一般多用于石油、天然氣以及一些市政管道建設(shè)，由大型的定向鉆機進行鉆孔、擴孔、清孔等過程以后再進行管道回拖。進行管線穿越，一般分為二個階段第一階段是按照設(shè)計曲線盡可能準確的鉆一個導向孔；第二階段是將導向孔進行擴孔，并將沖洗泥漿通入導向孔中，達到洗孔和管線拖拉穿越潤滑作用。最后工序是產(chǎn)品管線(一般為PE管道，光纜套管，鋼管)沿著擴大了的導向孔回拖到導向孔中，完成管線穿越工作。定向鉆穿越段的管道由于難以被檢測和維修，因此要求管道防腐層及補口部位不能有嚴重損傷，以便管道能夠長期安全運營，用于定向鉆穿越的鋼管防腐層和補口要求耐劃傷、耐磨損、抗沖擊、硬度高、與管道粘接力強、耐腐蝕、耐水浸泡、與陰極保護系統(tǒng)有好的匹配性。目前設(shè)計穿越段管體在定向鉆穿越施工時，存在很多問題。通常情況下防腐層在工廠預制，質(zhì)量能得到保證，而補口是現(xiàn)場操作完成，質(zhì)量受環(huán)境、人員及材料的影響。通常采用的熱收縮套(如聚乙烯熱收縮套)補口，補口的凹陷或搭接處的凸起部分，在穿越時容易被劃傷甚至被拉脫擠落。在管路定向鉆、等級公路穿越、大中型河流穿越、石方段穿越過程中，采用輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶的補口會發(fā)生脫落，露出金屬鋼管。裸露的鋼管浸泡在泥漿、土壤等介質(zhì)中，很快被腐蝕，發(fā)生泄漏。如果管路在定向鉆或穿越過程中發(fā)生了補口熱縮帶脫落，則難以補救，需要付出極大的代價進行返工。因此，還有待于在結(jié)構(gòu)強度和防腐性能方面進一步改善鋼質(zhì)管道的防腐層補口，特別是定向鉆用鋼質(zhì)管道的防腐層補口。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種用于鋼質(zhì)管道的防腐層的補口方法，所述鋼質(zhì)管道特別是定向鉆用鋼質(zhì)管道，所述防腐層例如為聚烯烴防腐層，該方法包括如下步驟( I)在鋼質(zhì)管道的補口區(qū)域包覆外層纖維復合材料，其中補口區(qū)域包括防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域以及兩側(cè)與裸露鋼管相鄰的一定長度的防腐層區(qū)域，外層纖維復合材料由浸潤可固化聚合物的纖維材料形成，并且在管道的長度方向上，外層纖維復合材料與補口區(qū)域等寬；以及(2)在外層纖維復合材料外涂覆防腐涂料例如,所述一定長度為至少5cm,優(yōu)選為至少10cm。優(yōu)選，防腐涂料為聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。優(yōu)選，步驟(2)在可固化聚合物半固化時進行，并且其中涂覆至少兩層防腐涂料。步驟(I)中，包覆外層纖維復合材料之前，可以在補口區(qū)域中的防腐層的表面上或者整個補口區(qū)域上涂覆至少一層膠粘劑。例如，所述至少一層膠粘劑包括由熱熔膠構(gòu)成的
最外層膠粘劑和由環(huán)氧樹脂構(gòu)成的最內(nèi)層膠粘劑。步驟(I)之前還可以包括如下步驟在鋼質(zhì)管道的防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域包覆內(nèi)層纖維復合材料，內(nèi)層纖維復合材料由浸潤可固化聚合物的纖維材料形成。優(yōu)選，包覆內(nèi)層纖維復合材料直至與防腐層齊平?；蛘?，在步驟(I)之前且在步驟(2 )之后還包括如下步驟在至少鋼質(zhì)管道的防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域包覆熱收縮帶。作為替代或補充，步驟(I)之前還可以包括如下步驟在鋼質(zhì)管道的防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域涂覆環(huán)氧底漆，并且，步驟(I)中外層纖維復合材料包覆在環(huán)氧底漆與兩側(cè)相鄰的防腐層上。根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供一種由上述方法獲得的管道組件，特別是定向鉆用管道組件，其包括鋼質(zhì)管道、鋼質(zhì)管道外的防腐層、包覆補口區(qū)域的外層纖維復合材料、以及在外層纖維復合材料的外面涂覆的防腐涂料，其中補口區(qū)域包括防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域以及兩側(cè)與裸露鋼管相鄰的一定長度的防腐層區(qū)域，外層纖維復合材料由浸潤可固化聚合物的纖維材料形成，并且在管道的長度方向上，外層纖維復合材料與補口區(qū)域等寬。例如,所述一定長度為至少5cm,優(yōu)選為至少10cm。優(yōu)選，防腐涂料為聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。根據(jù)本發(fā)明的其它實施例，還提供一種用于鋼質(zhì)管道的防腐層的補口方法，所述鋼質(zhì)管道特別是定向鉆用鋼質(zhì)管道，所述防腐層例如為聚烯烴防腐層，該方法包括如下步驟 (I)在鋼質(zhì)管道的補口區(qū)域包覆外層纖維復合材料，其中補口區(qū)域包括防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域以及兩側(cè)與裸露鋼管相鄰的一定長度的防腐層區(qū)域，外層纖維復合材料由浸潤可固化聚合物的纖維材料形成，其中，所述方法還包括步驟(2)，即在所述步驟(I)之前，在至少所述補口區(qū)域的裸露鋼管上涂覆防腐涂料。例如,所述一定長度為至少5cm,優(yōu)選為至少10cm。所述一定長度也可以選擇為使得所述補口區(qū)域為所述鋼質(zhì)管道的整個長度的范圍。優(yōu)選，所述防腐涂料為聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。優(yōu)選,步驟(2)中涂覆至少兩層防腐涂料。步驟(I)中，包覆外層纖維復合材料之前，可以在補口區(qū)域中的防腐層的表面上或者在整個補口區(qū)域上涂覆至少一層膠粘劑。例如，所述至少一層膠粘劑包括由熱熔膠構(gòu)成的最外層膠粘劑和由環(huán)氧樹脂構(gòu)成的最內(nèi)層膠粘劑。在步驟(I)之前且在步驟(2)之后還可以包括如下步驟在鋼質(zhì)管道的防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域包覆內(nèi)層纖維復合材料，內(nèi)層纖維復合材料由浸潤可固化聚合物的纖維材料形成。優(yōu)選，包覆內(nèi)層纖維復合材料直至與防腐層齊平?；蛘?，在步驟(I)之前且在步驟(2)之后還包括如下步驟在至少鋼質(zhì)管道的防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域包覆熱收縮帶。在所述步驟(I)之后還可以包括如下步驟在外層纖維復合材料外涂覆防腐涂料。根據(jù)本發(fā)明的其它實施例，還提供一種由權(quán)利要求11所述的方法獲得的管道組件，特別是定向鉆用管道組件，包括鋼質(zhì)管道、鋼質(zhì)管道外的防腐層、以及包覆補口區(qū)域的 外層纖維復合材料，其中補口區(qū)域包括防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域以及兩側(cè)與裸露鋼管相鄰的一定長度的防腐層區(qū)域，外層纖維復合材料由浸潤可固化聚合物的纖維材料形成，其中，在所述外層纖維復合材料以內(nèi)、至少在所述補口區(qū)域的裸露鋼管區(qū)域上涂覆有防腐涂料。例如,所述一定長度為至少5cm,優(yōu)選為至少10cm。所述一定長度也可以選擇為使得所述補口區(qū)域為所述鋼質(zhì)管道的整個長度的范圍。優(yōu)選，所述防腐涂料為聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。


下面將結(jié)合如下附圖詳細地描述本發(fā)明圖I為補口修補前的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一個示例的、在裸露鋼管區(qū)域上包覆了內(nèi)層纖維復合材料的補口的示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的所述示例的、包覆了外層纖維復合材料的補口的示意圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的所述示例的、在外層纖維復合材料上涂覆了防腐涂料的補口的截面示意圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的一個示例的、在裸露鋼管區(qū)域上涂覆了防腐涂料的補口的示意圖。圖6為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的所述示例的、在防腐涂料之上包覆了內(nèi)層纖維復合材料的補口的示意圖。圖7為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的所述示例的、包覆了外層纖維復合材料的補口的示意圖。圖8為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的另一示例的補口的示意圖，其中在所述外層纖維復合材料上進一步涂覆了防腐涂料。圖9為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的又一示例的補口的示意圖，其中所述外層纖維復合材料包覆在管道的整個長度上。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖更加詳細地說明本發(fā)明。圖I為補口修補前的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，修補前的補口處包括裸露鋼管I及其兩側(cè)包裹在鋼管之外的防腐層2。防腐層2可以為聚烯烴防腐層，例如3層的聚乙烯防腐層。本發(fā)明中，補口區(qū)域包括防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域以及與裸露鋼管相鄰的一定長度的防腐層區(qū)域。圖2 — 4示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一個示例的補口方法的各個步驟所得到的管道組件的補口。圖2為在裸露鋼管區(qū)域上包覆了內(nèi)層纖維復合材料的補口的示意圖。圖3為包覆了外層纖維復合材料的補口的示意圖。圖4為在外層纖維復合材料上涂覆了防腐涂料的補口的截面不意圖。在該示例中，如圖2所示，將纖維復合材料(內(nèi)層纖維復合材料)13包覆在裸露鋼
管I上。具體而言，在包覆之前，可以首先對裸露鋼管I進行表面處理，例如噴砂處理，或打磨處理等。然后，在裸露鋼管I表面涂覆一層可固化聚合物，繼而整體包覆與裸露鋼管I等寬的纖維布，邊纏繞邊用滾刷將纖維布與可固化聚合物粘緊，同時將空氣趕出。每一層纖維布都要被可固化聚合物完全浸潤，從而由可固化聚合物浸潤纖維布而形成纖維復合材料(內(nèi)層纖維復合材料)13。同時，滾刷將多余的可固化聚合物滾到纖維布兩邊。如此一層可固化聚合物一層纖維布地纏繞，優(yōu)選直至所包覆的內(nèi)層纖維復合材料13與兩側(cè)的防腐層2大致齊平。這樣，可以防止補口處出現(xiàn)凹陷。此時鋼管被纖維復合材料13裹緊，同時溢出的可固化聚合物將纖維布與防腐層2的縫隙填滿。應(yīng)該注意的是，盡管以上參照圖2描述了以濕法包覆方法包覆內(nèi)層纖維復合材料，但是本實施例并不限于此。在其它示例中，也可以采用干法包覆方法，其中首先在纖維布的表面浸涂可固化聚合物，制成纖維預浸料；然后纏繞一層或多層所得到的纖維預浸料，最后進行固化。另外，盡管該示例中，形成內(nèi)層纖維復合材料13的纖維布被描述為是與裸露鋼管I等寬的，但是本發(fā)明并不限于此。在其它示例中，內(nèi)層纖維復合材料13中的纖維布也可以小于裸露鋼管的寬度，包覆內(nèi)層纖維復合材料13時，纏繞纖維布的方式可以是從一側(cè)向另
一側(cè)纏繞。應(yīng)該注意，作為包覆內(nèi)層纖維復合材料的替代或補充，可以在至少鋼質(zhì)管道的防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域包覆熱收縮帶，例如聚烯烴熱收縮帶。熱收縮帶的包覆方法可以采用任何已知的方法，例如加熱包覆法。熱收縮帶可以僅包覆在裸露鋼管區(qū)域中，也可以包覆在裸露鋼管及兩側(cè)的防腐層區(qū)域上?？梢圆话矁?nèi)層纖維復合材料，而僅包覆熱收縮帶；或者，可以將內(nèi)層纖維復合材料包覆在熱收縮帶上。應(yīng)該注意，本發(fā)明實施例中，也可以不包覆內(nèi)層纖維復合材料13和熱收縮帶。此外，可以在裸露鋼管上涂覆環(huán)氧底漆。這樣，熱收縮帶和/或內(nèi)層纖維復合材料可以直接或間接地包覆在環(huán)氧底漆的外側(cè)。接下來，如圖3所示在補口區(qū)域上包覆外層纖維復合材料14。任選地,可以首先對防腐層2的表面,例如聚乙烯防腐層表面,實施表面處理。表面處理的方法可以是任何可提高界面結(jié)合力的處理方式，包括但不限于，打毛、電暈、火焰處理、除油、偶聯(lián)劑偶聯(lián)。在本示例中，對聚乙烯防腐層表面進行火焰處理，例如用大火將PE烤制到100° C，并持續(xù)10分鐘，直到表面發(fā)亮并觸感彈性。在另一示例中，可以將PE防腐層表面深度打毛，例如深度大于2_。此外，除了防腐層2之外，還可以進一步對內(nèi)層纖維復合材料的表面進行處理以提高結(jié)合力。然后，在防腐層2的表面上涂上熔融的膠粘劑(未示出)。可以進一步在內(nèi)層纖維復合材料13的表面上也涂上膠粘劑?；蛘?，在沒有包覆內(nèi)層纖維復合材料13的情況下，在裸露鋼管I或環(huán)氧底漆或熱收縮帶上涂覆膠粘劑。也就是說，在補口區(qū)域中的防腐層的表面上或在整個補口區(qū)域上涂覆膠粘劑。所涂覆的膠粘劑可以包括不止一層。膠粘劑例如為熱熔膠、丙烯酸類膠粘劑或聚氨酯類膠粘劑，優(yōu)選為熱熔膠。熱熔膠可以包括EVA熱熔膠和/或PE熱熔膠。優(yōu)選，膠粘劑包括由熱熔膠構(gòu)成的最外層膠粘劑和由環(huán)氧樹脂構(gòu)成的最內(nèi)層膠粘劑。接下來，將與補口區(qū)域等寬的、由浸潤可固化聚合物的纖維布形成的外層纖維復合材料14整體纏繞在補口區(qū)域上。這里，“整體纏繞”指的是由于纖維布與補口區(qū)域等寬， 所以纖維布的每一次纏繞都覆蓋補口區(qū)域的整體范圍。在一些示例中，外層纖維復合材料14具有足夠的寬度以覆蓋裸露鋼管區(qū)域以及裸露鋼管兩側(cè)一定長度W例如5cm以上的防腐層區(qū)域。也就是說，補口區(qū)域包括防腐層之間的裸露鋼管I的區(qū)域以及與裸露鋼管I相鄰的每一側(cè)上的所述一定長度W的防腐層2的區(qū)域。優(yōu)選地，所述一定長度W為IOcm以上。應(yīng)該注意的是，盡管以上參照圖3描述了以干法包覆方法包覆外層纖維復合材料14，但是本實施例并不限于此。在其它示例中，也可以采用濕法包覆方法，其中首先涂刷可固化聚合物；然后纏繞纖維布，并滾壓，使得可固化聚合物均勻浸潤纖維布；并且任選地重復上述涂刷和纏繞、滾壓步驟多次，然后進行固化。最后，如圖4所示在外層纖維復合材料14外涂覆防腐涂料15。本示例中，在外層纖維復合材料14半固化后，在整個外層纖維復合材料4外面涂覆防腐材料15，例如聚脲或聚氨酯防腐涂料，可以防止水及其它介質(zhì)進入。在其它示例中，防腐涂料也可以在外層纖維復合材料14固化之后再涂覆。優(yōu)選，防腐涂料覆蓋外層纖維復合材料的兩端與管道組件的防腐層2之間的邊界處。另外，優(yōu)選，涂覆至少兩層防腐涂料。由圖4可以看到，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的所述示例的補口方法獲得了如下的管道組件，其包括鋼質(zhì)管道I、鋼質(zhì)管道外的防腐層2、包覆在裸露鋼管I上的內(nèi)層纖維復合材料13、整體纏繞在內(nèi)層纖維復合材料13以及兩側(cè)一定長度的防腐層上的外層纖維復合材料14、以及涂覆在外層纖維復合材料14上的防腐涂料15。防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域以及與裸露鋼管相鄰的一定長度的防腐層區(qū)域構(gòu)成了補口區(qū)域。在管道的長度方向上，夕卜層纖維復合材料具有與補口區(qū)域相等的寬度，從而上下層外層纖維復合材料之間不形成搭接處。本實施例中，如以上提及的，內(nèi)層纖維復合材料13是可以省略的，或者由熱收縮帶和/或環(huán)氧底漆替代。根據(jù)本發(fā)明第一實施例提供的鋼質(zhì)管道防腐層補口方法以及通過該方法獲得的管道組件中，外層纖維復合材料以與補口區(qū)域相等的寬度整體纏繞于補口區(qū)域，提高了纖維材料的軸向力學性能，形成了堅硬的復合材料，從而防止滑脫。同時，在整個外層纖維復合材料的外面涂覆防腐涂料，例如在外層纖維復合材料半固化時在補口整體外面涂刷至少兩層聚脲或聚氨酯防腐涂料，可以很好地防止水的進入。
此外，通過膠粘劑例如熱熔膠的過渡連接，將纖維復合材料與防腐層緊密粘接，解決了復合材料與防腐層處的粘接難題。此外，還可以在外層纖維復合材料的內(nèi)側(cè)進一步包覆可固化聚合物和纖維布構(gòu)成的內(nèi)層纖維復合材料或是諸如聚烯烴熱縮帶之類的熱收縮帶。內(nèi)層纖維復合材料的纖維布優(yōu)選為絕緣纖維，其能夠絕緣，又具有很大的強度，因此能夠確保補口金屬得到保護又能防止電偶腐蝕的發(fā)生。內(nèi)層纖維復合材料纏繞厚度可與防腐層厚度齊平，防止補口處形成凹陷。以下將結(jié)合圖5至圖7說明本發(fā)明第二實施例。圖5-7示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的一個示例的補口方法的各個步驟所得到的管道組件的補口。圖5為在裸露鋼管區(qū)域上涂覆了防腐涂料的補口的示意圖。圖6為在防腐涂料之上包覆了內(nèi)層纖維復合材料的補口的示意圖。圖7為包覆了外層纖維復合材料的補口的示意圖。如圖5所示，首先在裸露鋼管I上涂覆防腐涂料25。涂覆的范圍也可以進一步包括裸露鋼管I兩側(cè)的防腐層2的一定區(qū)域。防腐涂料25例如為聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐 涂料。優(yōu)選，涂覆至少兩層防腐涂料，例如至大約500 μ m的厚度，以獲得足夠的防腐性能。然后，如圖6所示，在防腐涂料25之上包覆內(nèi)層纖維復合材料23。在防腐涂料25表干后，可以在防腐涂料25上先涂覆膠粘劑(未示出)。然后，在膠粘劑上包覆內(nèi)層纖維復合材料23。內(nèi)層纖維復合材料23的包覆方法可以為濕法包覆或者干法包覆。例如，濕法包覆時，邊將纖維布纏繞在防腐涂料25上，邊用滾刷將纖維布與可固化聚合物粘緊，同時將空氣趕出。每一層纖維布都要被可固化聚合物完全浸潤，從而由可固化聚合物浸潤纖維布而形成纖維復合材料(內(nèi)層纖維復合材料)23。同時，滾刷將多余的可固化聚合物滾到纖維布兩邊。干法包覆時，首先在纖維布的表面浸涂可固化聚合物，制成纖維預浸料；然后在防腐涂料25上纏繞一層或多層所得到的纖維預浸料，最后進行固化。優(yōu)選，包覆內(nèi)層纖維復合材料23直至其厚度與兩側(cè)的防腐層2大致齊平。這樣，可以防止補口處出現(xiàn)凹陷。此時鋼管被纖維復合材料23裹緊，同時溢出的可固化聚合物將纖維布與防腐層2的縫隙填滿。本實施例中，形成內(nèi)層纖維復合材料23的纖維布可以與裸露鋼管I等寬且纏繞方式為整體纏繞，也可以小于裸露鋼管I的寬度且纏繞方式為從一側(cè)向另一側(cè)纏繞。應(yīng)該注意，作為包覆內(nèi)層纖維復合材料的替代或補充，在涂覆防腐涂料25之后，可以在至少鋼質(zhì)管道的防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域包覆熱收縮帶，例如聚烯烴熱收縮帶。熱收縮帶的包覆方法可以采用任何已知的方法，例如加熱包覆法。熱收縮帶可以僅包覆在裸露鋼管區(qū)域中，也可以包覆在裸露鋼管及兩側(cè)的防腐層區(qū)域上。可以不包覆內(nèi)層纖維復合材料，而僅包覆熱收縮帶；或者，可以將內(nèi)層纖維復合材料包覆在熱收縮帶上。應(yīng)該注意，本發(fā)明實施例中，也可以不包覆內(nèi)層纖維復合材料23和熱收縮帶。最后，如圖7所示在補口區(qū)域上包括外層纖維復合材料24。任選地，可以首先對防腐層2的表面，例如聚乙烯防腐層表面，實施表面處理。然后，在防腐層2的表面上涂上熔融的膠粘劑(未示出)?？梢赃M一步在內(nèi)層纖維復合材料23的表面上也涂上膠粘劑?；蛘?，在沒有包覆內(nèi)層纖維復合材料23的情況下，在防腐涂料25或熱收縮帶上，涂覆膠粘劑。也就是說，在補口區(qū)域中的防腐層的表面上或在整個補口區(qū)域上涂覆膠粘劑。所涂覆的膠粘劑可以包括不止一層。膠粘劑例如為熱熔膠、丙烯酸類膠粘劑或聚氨酯類膠粘劑，優(yōu)選為熱熔膠。熱熔膠可以包括EVA熱熔膠和/或PE熱熔膠。優(yōu)選，膠粘劑包括由熱熔膠構(gòu)成的最外層膠粘劑和由環(huán)氧樹脂構(gòu)成的最內(nèi)層膠粘劑。接下來，采用如上所述的濕法包覆方法或干法包覆方法在補口區(qū)域上包覆由可固化聚合物和纖維布形成的外層纖維復合材料24。這里，形成外層纖維復合材料24的纖維布可以與補口區(qū)域等寬且纏繞方式為整體纏繞，或者也可以小于裸露鋼管I的寬度且纏繞方式為從一側(cè)向另一側(cè)纏繞。在一些示例中，外層纖維復合材料24具有足夠的寬度以覆蓋裸露鋼管區(qū)域以及裸露鋼管兩側(cè)一定長度W (見圖3)例如5cm以上的防腐層區(qū)域。也就是說，補口區(qū)域包括防腐層之間的裸露鋼管I的區(qū)域以及與裸露鋼管I相鄰的每一側(cè)上的所述一定長度W的防腐層2的區(qū)域。優(yōu)選地，所述一定長度W為IOcm以上。由圖7可以看到，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的所述示例的補口方法獲得了如下的管道組件，其包括鋼質(zhì)管道I、鋼質(zhì)管道外的防腐層2、涂覆在裸露鋼管I上的防腐涂料25、包覆在防腐涂料25上的內(nèi)層纖維復合材料23、以及包覆內(nèi)層纖維復合材料23以及兩側(cè)一定長度的防腐層上的外層纖維復合材料24。防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域以及與裸露鋼管相鄰的一定長度的防腐層區(qū)域構(gòu)成了補口區(qū)域。本實施例中，如以上提及的，內(nèi)層纖維復合材料23是可以省略的，或者由熱收縮帶和/或環(huán)氧底漆替代。圖8和圖9示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的另外兩個示例。在圖8所示的示例中，在圖7所示的管道組件的補口的外層纖維復合材料24上進一步施用防腐材料25’。防腐材料25’可以為與防腐涂料25相同的材料，也可以為熱收縮帶/套等其它防腐材料。防腐材料25’的施用進一步提高了補口的防腐性能。在圖9所示的示例中，外層纖維復合材料24’向兩側(cè)延伸以覆蓋管道組件的整個長度。該構(gòu)造不僅提高了補口的結(jié)構(gòu)強度，也提高了管道組件其它部分的結(jié)構(gòu)強度和防腐性能。
圖8和圖9所示示例的上述防腐材料25’和外層纖維復合材料24’可以結(jié)合使用。本發(fā)明的第二實施例中，如以上提及的，內(nèi)層纖維復合材料23是可以省略的。根據(jù)本發(fā)明第二實施例提供的鋼質(zhì)管道防腐層補口方法以及通過該方法獲得的管道組件中，在底層涂覆防腐涂料25，在外層包覆纖維復合材料。這樣得到的結(jié)構(gòu)的外層力學性能強，對底層的硬度較低的防腐涂料具有保護作用，能夠保護底層的防腐層不受損傷，確保防腐性能。即使腐蝕介質(zhì)穿過復合材料也不會腐蝕鋼管表面。此外，通過在防腐涂料25上施用膠粘劑，可以使膠粘劑與防腐涂料互溶，固化后粘接在一起，從而獲得很好的防腐作用。此外，通過膠粘劑例如熱熔膠的過渡連接，將纖維復合材料與防腐層緊密粘接，解決了復合材料與防腐層處的粘接難題。此外，還可以在外層纖維復合材料的內(nèi)側(cè)進一步包覆可固化聚合物和纖維布構(gòu)成的內(nèi)層纖維復合材料或聚烯烴熱縮帶。內(nèi)層纖維復合材料的纖維布優(yōu)選為絕緣纖維，其能夠絕緣，又具有很大的強度，因此能夠確保補口金屬得到保護又能防止電偶腐蝕的發(fā)生。內(nèi)層纖維復合材料纏繞厚度可與防腐層厚度齊平，防止補口處形成凹陷。本發(fā)明所采用的纖維復合材料中的纖維布可以包括玻璃纖維材料、玄武巖纖維材料、碳纖維材料、芳綸纖維材料、超高分子量聚烯烴纖維材料和硼纖維材料中的一種或者多種。內(nèi)層纖維復合材料中的纖維布優(yōu)選包含絕緣纖維材料，從而能夠更好地防止電偶腐蝕。外層纖維復合材料中的纖維布優(yōu)選包含碳纖維材料，以更好地提高耐劃傷性、耐磨損性，提
高硬度。本發(fā)明所采用的纖維復合材料中的纖維布可以是連續(xù)纖維，選自單向纖維、正交或斜交的無緯布疊層、二維織物層合和多向編織纖維材料中的一種或者多種的組合。所述各層纖維增強復合材料沿管道鋪設(shè)的方式可以為以下方式中的一種或者多種方式的組合軸向鋪設(shè)、環(huán)向鋪設(shè)、以一定角度鋪設(shè)。本發(fā)明中，可固化聚合物可以為膠粘樹脂。膠粘樹脂可以包括基體材料以及輔助材料；基體材料選自熱固性樹脂、熱塑性樹脂及高性能樹脂；輔助材料選自固化劑、偶聯(lián)齊U、引發(fā)劑、稀釋劑、交聯(lián)劑、阻燃劑、阻聚劑、抗靜電劑、光穩(wěn)定劑以及填料；其中所述的熱固性樹脂選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、呋喃樹脂、聚氨酯樹脂、聚酰亞胺樹月旨、雙馬來酰胺樹脂、有機硅樹脂、烯丙基樹脂或它們的改性樹脂。 本發(fā)明的管道組件包括直管、彎管、三通等管道或管件。以上已詳細描述了本發(fā)明的實施方案，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很顯然可以做很多改進和變化而不會背離本發(fā)明的基本精神。所有這些變化和改進都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于鋼質(zhì)管道的防腐層的補口方法，所述鋼質(zhì)管道特別是定向鉆用鋼質(zhì)管道，所述防腐層例如為聚烯烴防腐層，該方法包括如下步驟(1)在鋼質(zhì)管道的補口區(qū)域包覆外層纖維復合材料，其中補口區(qū)域包括防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域以及兩側(cè)與裸露鋼管相鄰的一定長度的防腐層區(qū)域，外層纖維復合材料由浸潤可固化聚合物的纖維材料形成，并且在管道的長度方向上，外層纖維復合材料與補口區(qū)域等寬；以及(2)在外層纖維復合材料外涂覆防腐涂料。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述一定長度為至少5cm，優(yōu)選為至少10cm。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，防腐涂料為聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，步驟(2)在可固化聚合物半固化時進行，并且其中涂覆至少兩層防腐涂料。
5.如權(quán)利要求I一 4中任一項所述的方法，其中，步驟(I)中，包覆外層纖維復合材料之前，在補口區(qū)域中的防腐層的表面上或在整個補口區(qū)域上涂覆至少一層膠粘劑。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述至少一層膠粘劑包括由熱熔膠構(gòu)成的最外層膠粘劑和由環(huán)氧樹脂構(gòu)成的最內(nèi)層膠粘劑。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，其中，步驟(I)之前還包括如下步驟在鋼質(zhì)管道的防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域包覆內(nèi)層纖維復合材料，內(nèi)層纖維復合材料由浸潤可固化聚合物的纖維材料形成，優(yōu)選，包覆內(nèi)層纖維復合材料直至與防腐層齊平。
8.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，其中，步驟(I)之前還包括如下步驟在至少鋼質(zhì)管道的防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域包覆熱收縮帶。
9.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，其中，步驟(I)之前還包括如下步驟在鋼質(zhì)管道的防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域涂覆環(huán)氧底漆，并且，步驟(I)中外層纖維復合材料包覆在環(huán)氧底漆與兩側(cè)相鄰的防腐層上。
10.一種由權(quán)利要求I所述的方法獲得的管道組件，特別是定向鉆用管道組件，包括鋼質(zhì)管道、鋼質(zhì)管道外的防腐層、包覆補口區(qū)域的外層纖維復合材料、以及在外層纖維復合材料的外面涂覆的防腐涂料，其中補口區(qū)域包括防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域以及兩側(cè)與裸露鋼管相鄰的一定長度的防腐層區(qū)域，外層纖維復合材料由浸潤可固化聚合物的纖維材料形成，并且在管道的長度方向上，外層纖維復合材料與補口區(qū)域等寬。
11.如權(quán)利要求10所述的管道組件，其中，所述一定長度為至少5cm，優(yōu)選為至少10cm。
12.如權(quán)利要求10所述的管道組件，其中，防腐涂料為聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。
13.一種用于鋼質(zhì)管道的防腐層的補口方法，所述鋼質(zhì)管道特別是定向鉆用鋼質(zhì)管道，所述防腐層例如為聚烯烴防腐層，該方法包括如下步驟(I)在鋼質(zhì)管道的補口區(qū)域包覆外層纖維復合材料，其中補口區(qū)域包括防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域以及兩側(cè)與裸露鋼管相鄰的一定長度的防腐層區(qū)域，外層纖維復合材料由浸潤可固化聚合物的纖維材料形成，其中，所述方法還包括步驟(2)，即在所述步驟(I)之前，在至少所述補口區(qū)域的裸露鋼管上涂覆防腐涂料。
14.如權(quán)利要求13所述的補口方法，其中，所述一定長度為至少5cm，優(yōu)選為至少10cm。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述一定長度選擇為使得所述補口區(qū)域為所述鋼質(zhì)管道的整個長度的范圍。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述防腐涂料為聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，步驟(2)中涂覆至少兩層防腐涂料。
18.如權(quán)利要求13- 17中任一項所述的方法，其中，步驟(I)中，包覆外層纖維復合材料之前，在補口區(qū)域中的防腐層的表面上或整個補口區(qū)域上涂覆至少一層膠粘劑。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述至少一層膠粘劑包括由熱熔膠構(gòu)成的最外層膠粘劑和由環(huán)氧樹脂構(gòu)成的最內(nèi)層膠粘劑。
20.如權(quán)利要求13-19中任一項所述的方法，其中，在步驟(I)之前且在步驟(2)之后還包括如下步驟在鋼質(zhì)管道的防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域包覆內(nèi)層纖維復合材料，內(nèi)層纖維復合材料由浸潤可固化聚合物的纖維材料形成，優(yōu)選，包覆內(nèi)層纖維復合材料直至與防腐層齊平。
21.如權(quán)利要求13-19中任一項所述的方法，其中，在步驟(I)之前且在步驟(2)之后還包括如下步驟在至少鋼質(zhì)管道的防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域包覆熱收縮帶。
22.如權(quán)利要求13-17中任一項所述的方法，其中，在所述步驟(I)之后還包括如下步驟在外層纖維復合材料外涂覆防腐涂料。
23.一種由權(quán)利要求13所述的方法獲得的管道組件，特別是定向鉆用管道組件，包括鋼質(zhì)管道、鋼質(zhì)管道外的防腐層、以及包覆補口區(qū)域的外層纖維復合材料，其中補口區(qū)域包括防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域以及兩側(cè)與裸露鋼管相鄰的一定長度的防腐層區(qū)域，外層纖維復合材料由浸潤可固化聚合物的纖維材料形成，其中，在所述外層纖維復合材料以內(nèi)、至少在所述補口區(qū)域的裸露鋼管區(qū)域上涂覆有防腐涂料。
24.如權(quán)利要求22所述的管道組件，其中，所述一定長度為至少5cm，優(yōu)選為至少10cm。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述一定長度選擇為使得所述補口區(qū)域為所述鋼質(zhì)管道的整個長度的范圍。
26.如權(quán)利要求22所述的管道組件，其中，所述防腐涂料為聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適于定向鉆用鋼質(zhì)管道的鋼質(zhì)管道防腐層補口方法、以及由該方法獲得的產(chǎn)品。所述補口方法包括如下步驟(1)在鋼質(zhì)管道的補口區(qū)域包覆外層纖維復合材料，其中補口區(qū)域包括防腐層之間的裸露鋼管區(qū)域以及兩側(cè)與裸露鋼管相鄰的一定長度的防腐層區(qū)域，外層纖維復合材料由浸潤可固化聚合物的纖維材料形成，并且在管道的長度方向上，外層纖維復合材料與補口區(qū)域等寬；以及(2)在外層纖維復合材料外涂覆防腐涂料。利用本發(fā)明，可以形成耐磨損、耐腐蝕，不易滑脫的補口結(jié)構(gòu)。
文檔編號F16L58/10GK102927407SQ201210407740
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者路民旭, 張穎懷, 王修云, 王振國 申請人:北京安科管道工程科技有限公司