一種海洋聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及海洋聚氨酯保溫配重管技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種帶防腐層的硬質(zhì)聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管及其制備方法，其結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外依次包括鋼管、防腐層、聚氨酯泡沫保溫層、界面膠粘劑層、聚烯烴防護(hù)層、防滑顆粒、混凝土配重層以及加固鋼絲網(wǎng)；防腐層端部粘貼有防水密封膠條；制備方法為將已經(jīng)涂敷防腐層的鋼管傳送至聚氨酯泡沫噴涂線上進(jìn)行噴涂施工；粘貼防水密封膠條；纏繞膠粘劑、擠出聚烯烴、撒防滑顆粒；冷卻后對聚烯烴防護(hù)層管端修整；保溫管配重、修整并養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明不會產(chǎn)生空洞和密度不均的情況，不需要另外安裝管端防水帽，能夠保持管端與主體涂層一致性；增加聚氨酯泡沫保溫層與聚烯烴防護(hù)層之間、聚烯烴防護(hù)層與混凝土配重層的剪切強(qiáng)度。
【專利說明】
一種海洋聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及海洋聚氨酯保溫配重管技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶防腐層的硬質(zhì)聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海底管線將穿過海洋冷水環(huán)境，并承受一定水深的海水壓力，將原油輸送到陸地(或采油平臺)。對一些較高稠度的原油(如含蠟、含膠質(zhì)等高凝點原油)，在管道輸送過程中，如不采取特殊措施，當(dāng)溫度降低到一定值時，必然會因原油結(jié)蠟?zāi)?，或在高壓天然氣條件下，使氣體水合物以似冰結(jié)晶形式析出，導(dǎo)致管道堵塞等事故。因此，海底管道通常需要進(jìn)行保溫。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料因其多孔性，重量輕，保溫性能良好，比強(qiáng)度高等特點，是理想的管道保溫材料。
[0003]目前，國內(nèi)陸地與海洋保溫管道以“澆注法”成型工藝為主，生產(chǎn)中常見以下缺陷:
[0004]A、采用“澆注法”進(jìn)行聚氨酯泡沫發(fā)泡，由于內(nèi)外管之間的氣體不能被及時的趕出，可能造成保溫管內(nèi)存在部分空洞，保溫層中空洞的存在會影響管線的整體保溫性能；
[0005]B、“澆注法”為軸向發(fā)泡，原材料流動距離長，為保證管端聚氨酯泡沫密度滿足要求，必須增加投料量，通常情況下這會導(dǎo)致注料口附近泡沫密度較高而管端密度較低；
[0006]C、“澆注法”預(yù)制的保溫管管端需要安裝防水帽，進(jìn)行管端防水氣滲入處理，安裝工序繁瑣且防水帽在運輸和吊裝過程中易磕碰損壞；
[0007]D、“澆注法”需要對夾克管內(nèi)部進(jìn)行電暈處理，工藝復(fù)雜，且電暈效果難以控制，聚氨酯泡沫層與夾克管之間剪切強(qiáng)度較差；
[0008]E、“澆注法”需要對夾克管表面進(jìn)行刻槽處理，來增加其與混凝土配重層的剪切強(qiáng)度，刻槽工序往往會造成夾克管機(jī)械強(qiáng)度的損失，產(chǎn)生應(yīng)力破壞點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于克服已有工藝的不足，提供一種帶防腐層的硬質(zhì)聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管及其制備方法，聚氨酯泡沫保溫層不會產(chǎn)生空洞和密度不均的情況，不需要另外安裝管端防水帽，能夠保持管端與主體涂層一致性;并且不使用夾克管工藝，避免夾克管自身缺陷，增加聚氨酯泡沫保溫層與聚烯烴防護(hù)層之間、聚烯烴防護(hù)層與混凝土配重層的剪切強(qiáng)度。
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0011 ] 一種帶防腐層的硬質(zhì)聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管，包括鋼管，所述鋼管外部涂敷有防腐層，所述防腐層外部噴涂有聚氨酯泡沫保溫層，所述聚氨酯泡沫保溫層外部通過界面膠粘劑層粘接有聚烯烴防護(hù)層，所述聚烯烴防護(hù)層外部撒布有防滑顆粒，所述防滑顆粒外部設(shè)置有混凝土配重層以及加固鋼絲網(wǎng)；所述聚氨酯泡沫保溫層端部與所述防腐層端部留有距離，并在所述防腐層端部粘貼有防水密封膠條，所述防水密封膠條由所述聚烯烴防護(hù)層覆蓋。
[0012]其中，所述防腐層的厚度為300?400μηι。
[0013]其中，所述聚氨酯泡沫保溫層端部與所述防腐層端部之間留有150?200mm的距離。
[0014]其中，所述界面膠粘劑層的厚度為0.3?0.5mm。
[0015]其中，所述聚稀經(jīng)防護(hù)層的厚度為3?10mm。
[0016]其中，撒布有所述防滑顆粒的所述聚烯烴防護(hù)層管端具有10?30°的坡角。
[0017]其中，所述防水密封膠條的厚度為I?2mm，寬度為50?75mm;所述防水密封膠條與所述聚氨酯泡沫保溫層端部之間的距離為10?15_。
[0018]—種帶防腐層的硬質(zhì)聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管的制備方法，包括如下步驟:
[0019](I)在所述鋼管上涂敷所述防腐層；
[0020](2)將已經(jīng)涂敷所述防腐層的所述鋼管傳送至聚氨酯泡沫噴涂線，鋼管預(yù)熱后將噴涂主機(jī)與模溫機(jī)打開，使噴涂主機(jī)中的原料充分加熱、循環(huán)，并調(diào)整噴涂參數(shù)，使所述鋼管勻速旋轉(zhuǎn)地移動進(jìn)入噴涂區(qū)域進(jìn)行噴涂施工，形成所述聚氨酯泡沫保溫層；
[0021](3)將形成所述聚氨酯泡沫保溫層的保溫管傳送至固化鏈平臺，在其管端的所述防腐層上粘貼所述防水密封膠條；
[0022](4)將保溫管傳送至聚烯烴纏繞段，使保溫管在聚烯烴擠出傳動線上螺旋運行，在所述聚氨酯泡沫保溫層表面纏繞或噴涂一層膠粘劑，形成所述界面膠粘劑層；
[0023](5)將保溫管進(jìn)入聚烯烴擠出裝置，在所述界面膠粘劑層上擠出聚烯烴，形成所述聚烯烴防護(hù)層；
[0024](6)在尚未固化的所述聚烯烴防護(hù)層表面撒布防滑顆粒；
[0025](7)待保溫管通過聚烯烴擠出裝置后，使用水淋裝置對管體進(jìn)行冷卻；
[0026](8)使用管端修理裝置對撒布有所述防滑顆粒的所述聚烯烴防護(hù)層管端進(jìn)行修整，使所述聚烯烴防護(hù)層管端形成10?30°的坡角；
[0027](9)保溫管進(jìn)行檢驗、出管，并轉(zhuǎn)移到混凝土配重生產(chǎn)線，對保溫管進(jìn)行混凝土噴涂與鋼絲網(wǎng)纏繞，形成所述混凝土配重層及所述加固鋼絲網(wǎng)；
[0028](10)對所述混凝土配重層進(jìn)行管端修整，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；
[0029](11)對養(yǎng)護(hù)好的配重管拆膜，檢驗、修補(bǔ)，得到成品管。
[0030]本發(fā)明的有益效果是:
[0031](— )本發(fā)明采用“噴涂法”代替常規(guī)的“饒注法”形成聚氨酯泡沫保溫層，不會產(chǎn)生空洞、不會產(chǎn)生密度不均、不需要另外安裝管端防水帽并能夠保持管端與主體涂層一致性；
[0032](二)本發(fā)明不再使用夾克管工藝，避免夾克管自身缺陷，增加聚氨酯泡沫保溫層與聚烯烴防護(hù)層之間、聚烯烴防護(hù)層與混凝土配重層的剪切強(qiáng)度；
[0033](三)本發(fā)明與單層保溫管鋼套鋼結(jié)構(gòu)相比，噴涂聚氨酯+擠出聚烯烴+配重涂敷工藝可以節(jié)約2/3的鋼材，不存在外套管的腐蝕和防腐問題，并減少了鋪管焊接工作量，從而可以提高鋪管效率，降低管道系統(tǒng)造價；
[0034](四)本發(fā)明與傳統(tǒng)防水帽結(jié)構(gòu)和工藝相比，采用管端密封膠進(jìn)行防水密封，減少了安裝工序，降低了材料成本與人工成本，增加工作效率;更重要的是密封質(zhì)量可控，為保溫管線提供高質(zhì)量涂敷產(chǎn)品；
[0035](五)本發(fā)明采用配重涂敷防滑技術(shù)，可以在噴涂聚氨酯+擠出聚烯烴工藝上直接進(jìn)行配重層涂敷，避免了鋼套鋼的繁瑣工藝，提高了管道涂敷裝備技術(shù)水平。
【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明所制備的海洋聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管示意圖；
[0037]圖2是本發(fā)明所制備的海洋聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管剖面圖；
[0038]圖3是圖2所示的管端結(jié)構(gòu)的局部放大圖；
[0039]圖4是防水密封膠條的示意圖。
[0040]上述圖中:1、鋼管;2、防腐層;3、聚氨酯泡沫保溫層;4、界面膠粘劑層;5、聚乙烯防護(hù)層;6、防水密封膠條;7、防滑顆粒;8、混凝土配重層;9、加固鋼絲網(wǎng)；10、聚乙烯防護(hù)層管端。
【具體實施方式】
[0041]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及效果，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0042]如圖1至圖2所示，本實施例提供了一種帶防腐層的硬質(zhì)聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管，其包括鋼管I，鋼管I外部涂敷有防腐層2，防腐層2使用環(huán)氧粉末靜電噴涂形成，厚度在300?400μπι之間。防腐層2外部噴涂有聚氨酯泡沫保溫層3，聚氨酯泡沫保溫層3端部與防腐層2端部之間留有150?200mm的距離。聚氨酯泡沫保溫層3的厚度根據(jù)技術(shù)要求確定，單次噴涂厚度需控制在50mm以內(nèi)，防止聚氨酯泡沫保溫層3出現(xiàn)燒心。“噴涂法”成型的聚氨酯泡沫保溫層3無空洞、泡沫均勻、密度均一，導(dǎo)熱系數(shù)低、比強(qiáng)度高、保溫性能優(yōu)異，能夠節(jié)約原材料消耗，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率；“噴涂法”可以生產(chǎn)大管徑、高密度、大厚度的保溫管道。
[0043]聚氨酯保溫層3外部纏繞或噴涂有界面膠粘劑層4，界面膠粘劑層4的厚度為0.3?
0.5mm，界面膠粘劑層4起到粘接聚氨酯泡沫保溫層3與聚乙烯防護(hù)層5之間的作用，增加聚氨酯泡沫保溫層3與聚乙烯防護(hù)層5之間的剪切強(qiáng)度。界面膠粘劑層4外部設(shè)置有聚乙烯防護(hù)層5，聚乙烯防護(hù)層5的厚度要求3?10_，可按照鋼管I管徑與聚氨酯泡沫保溫層3厚度進(jìn)行調(diào)整，聚乙烯防護(hù)層5代替了夾克管工藝，避免了其自身缺陷，可對聚氨酯泡沫保溫層3提供良好的機(jī)械保護(hù)，并且防止水分進(jìn)入保溫層。聚乙烯防護(hù)層5還可以采用其他聚烯烴材料代替，例如聚丙烯，聚丙烯防護(hù)層邵氏硬度高于聚乙烯防護(hù)層5，可保證對聚氨酯泡沫保溫層3提供更好的機(jī)械保護(hù)。
[0044]如圖3和圖4所示，保溫管管端的防腐層2上粘貼防水密封膠條6，防水密封膠條6由聚乙烯防護(hù)層5覆蓋。防水密封膠條6的熱收縮率小于10%，厚度在1.5mm左右，寬度在50?75mm，防水密封膠條6與聚氨酯泡沫保溫層3端部之間的距離為10?15mm。采用防水密封膠條6可使管端一次成型密封，保持管端與主體涂層的一致性，防水性能優(yōu)異，避免防水帽安裝普遍存在的問題。
[0045]聚乙烯防護(hù)層5外部撒布有防滑顆粒7，防滑顆粒7的能夠增加聚乙烯防護(hù)層5與混凝土配重層8之間的剪切強(qiáng)度。撒布防滑顆粒7的聚乙烯防護(hù)層5管端10形成一個10?30°的坡角。
[0046]防滑顆粒7外部設(shè)置有混凝土配重層8以及加固鋼絲網(wǎng)9，加固鋼絲網(wǎng)9可根據(jù)混凝土配重層8厚度確定鋼絲網(wǎng)纏繞層數(shù)。
[0047]上述帶防腐層的硬質(zhì)聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管，其制備方法包括以下步驟:
[0048]A、將已經(jīng)涂敷防腐層2的鋼管I傳送至聚氨酯泡沫噴涂線上；
[0049]B、使用丙烷火焰對鋼管I進(jìn)行預(yù)熱，保持鋼管I表面溫度在40°C左右；
[0050]C、噴涂前將噴涂主機(jī)與模溫機(jī)打開，讓噴涂主機(jī)中的異氰酸酯和聚醚多元醇充分加熱、循環(huán)，使其達(dá)到45 °C左右；
[0051]D、按照原料的密度、需要的聚氨酯泡沫保溫層3厚度設(shè)定噴涂流量、噴涂壓力、噴涂距離、鋼管I旋轉(zhuǎn)速度與鋼管I移動速度；
[0052]E、待C項與D項全部設(shè)定完成后，讓鋼管I勻速旋轉(zhuǎn)地移動進(jìn)入噴涂區(qū)域，進(jìn)行噴涂施工；
[0053]F、待E項完成后，將保溫管傳送至固化鏈平臺；
[0054]G、在保溫管管端防腐層2上粘貼上防水密封膠條6;
[0055]H、待G項完成后將保溫管傳送至聚乙烯纏繞段，使保溫管在聚乙烯擠出傳動線上螺旋運行，在聚氨酯泡沫保溫層3表面纏繞或噴涂一層膠粘劑，形成界面膠粘劑層4;
[0056]1、保溫管進(jìn)入聚乙烯擠出裝置，在界面膠粘劑層4上擠出聚乙烯，形成聚乙烯防護(hù)層5，根據(jù)需要調(diào)整聚乙烯擠出厚度與試驗線的鋼管I移動速度；
[0057]J、在尚未固化的聚乙烯防護(hù)層5表面撒上防滑顆粒7;
[0058]K、待保溫管通過聚乙烯擠出裝置后，使用水淋裝置對J項形成的管體進(jìn)行冷卻；
[0059]L、待K項完成后，使用管端修理裝置對聚乙烯防護(hù)層管端10進(jìn)行修整，具體為切除管端多余的聚乙烯，并對聚乙烯防護(hù)層管端10修整一個10?30°的坡角；
[0060]M、待L項完成后，對保溫管進(jìn)行檢驗、出管，并轉(zhuǎn)移到混凝土配重生產(chǎn)線；
[0061]N、待M項完成后，對保溫管進(jìn)行混凝土噴涂與鋼絲網(wǎng)纏繞，形成混凝土配重層8和加固鋼絲網(wǎng)9，根據(jù)需要調(diào)整混凝土配比與保溫管移動速度；
[0062]0、待N項完成后，對混凝土配重層8進(jìn)行管端修整，并纏繞養(yǎng)護(hù)膜；
[0063]P、將配重管轉(zhuǎn)移到場地進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；
[0064]Q、對養(yǎng)護(hù)好的配重管拆膜，檢驗、修補(bǔ)，得到成品管。
[0065]采用本發(fā)明保溫配重管能夠不產(chǎn)生空洞、不產(chǎn)生密度不均、不需要另外安裝管端防水帽并能夠保持管端與主體涂層一致性。同時，本發(fā)明不使用夾克管工藝，避免夾克管自身缺陷，增加聚氨酯泡沫保溫層3與聚乙烯防護(hù)層5之間、聚乙烯防護(hù)層5與混凝土配重層8的剪切強(qiáng)度。
[0066]盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種帶防腐層的硬質(zhì)聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管，包括鋼管，其特征在于，所述鋼管外部涂敷有防腐層，所述防腐層外部噴涂有聚氨酯泡沫保溫層，所述聚氨酯泡沫保溫層外部通過界面膠粘劑層粘接有聚烯烴防護(hù)層，所述聚烯烴防護(hù)層外部撒布有防滑顆粒，所述防滑顆粒外部設(shè)置有混凝土配重層以及加固鋼絲網(wǎng)；所述聚氨酯泡沫保溫層端部與所述防腐層端部留有距離，并在所述防腐層端部粘貼有防水密封膠條，所述防水密封膠條由所述聚烯烴防護(hù)層覆蓋。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶防腐層的硬質(zhì)聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管，其特征在于，所述防腐層的厚度為300?400μηι。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶防腐層的硬質(zhì)聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管，其特征在于，所述聚氨酯泡沫保溫層端部與所述防腐層端部之間留有150?200mm的距離。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶防腐層的硬質(zhì)聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管，其特征在于，所述界面膠粘劑層的厚度為0.3?0.5mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶防腐層的硬質(zhì)聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管，其特征在于，所述聚稀經(jīng)防護(hù)層的厚度為3?10_。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶防腐層的硬質(zhì)聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管，其特征在于，撒布有所述防滑顆粒的所述聚烯烴防護(hù)層管端具有10?30°的坡角。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶防腐層的硬質(zhì)聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管，其特征在于，所述防水密封膠條的熱收縮率小于10 %，厚度為I?2mm，寬度為50?75mm；所述防水密封膠條與所述聚氨酯泡沫保溫層端部之間的距離為10?15_。8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述帶防腐層的硬質(zhì)聚氨酯噴涂預(yù)制保溫配重管的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在所述鋼管上涂敷所述防腐層； (2)將已經(jīng)涂敷所述防腐層的所述鋼管傳送至聚氨酯泡沫噴涂線，鋼管預(yù)熱后將噴涂主機(jī)與模溫機(jī)打開，使噴涂主機(jī)中的原料充分加熱、循環(huán)，并調(diào)整噴涂參數(shù)，使所述鋼管勻速旋轉(zhuǎn)地移動進(jìn)入噴涂區(qū)域進(jìn)行噴涂施工，形成所述聚氨酯泡沫保溫層； (3)將形成所述聚氨酯泡沫保溫層的保溫管傳送至固化鏈平臺，在其管端的所述防腐層上粘貼所述防水密封膠條； (4)將保溫管傳送至聚烯烴纏繞段，使保溫管在聚烯烴擠出傳動線上螺旋運行，在所述聚氨酯泡沫保溫層表面纏繞或噴涂一層膠粘劑，形成所述界面膠粘劑層； (5)將保溫管進(jìn)入聚烯烴擠出裝置，在所述界面膠粘劑層上擠出聚烯烴，形成所述聚烯烴防護(hù)層； (6)在尚未固化的所述聚烯烴防護(hù)層表面撒布防滑顆粒； (7)待保溫管通過聚烯烴擠出裝置后，使用水淋裝置對管體進(jìn)行冷卻； (8)使用管端修理裝置對撒布有所述防滑顆粒的所述聚烯烴防護(hù)層管端進(jìn)行修整，使所述聚烯烴防護(hù)層管端形成10?30°的坡角； (9)保溫管進(jìn)行檢驗、出管，并轉(zhuǎn)移到混凝土配重生產(chǎn)線，對保溫管進(jìn)行混凝土噴涂與鋼絲網(wǎng)纏繞，形成所述混凝土配重層及所述加固鋼絲網(wǎng)； (10)對所述混凝土配重層進(jìn)行管端修整，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)； (11)對養(yǎng)護(hù)好的配重管拆膜，檢驗、修補(bǔ)，得到成品管。
【文檔編號】F16L9/14GK105909883SQ201610371011
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】相政樂, 呂喜軍, 高象杰, 楊陽, 趙利, 馮維, 陳錢, 彭傳偉, 賈振, 紀(jì)亮, 趙文亮, 劉海超, 王長懷, 楊彪, 陸娟
【申請人】中國海洋石油總公司, 中海油能源發(fā)展股份有限公司