输油管技术说明

1.概述
本技术说明是对用玻璃纤维补强已泄漏的钢质输油管的操作工艺、原材料选择、结构设计、使用等几方面的要点加以阐述。

旨在让用户和有关设计单位对玻璃纤维补强的设计、制作及使用等方面有一个较深的了解。

2.引用标准及规范
GB/T 1447 玻璃纤维增强塑料拉伸性能试验方法
GB/T 1449 玻璃纤维增强塑料弯曲性能试验方法
GB/T 2577-89 玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法
GB/T 2576-89 玻璃纤维增强塑料树脂不可溶成份含量试验方法
GB/T 3854-83 玻璃纤维增强塑料巴氏（巴柯尔）硬度试验方法
GB/T 3857-87 玻璃纤维增强热固性塑料耐化学药品性能试验方法
GB/T 5349-85 玻璃纤维增强热固性塑料管轴向拉伸性能试验方法
GB/T 5351-85 玻璃纤维增强热固性塑料管短时水压失效压力试验方法GB/T 8237-85 玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)用液体不饱和聚酯树脂
NPS 15-69传统接触模塑成型增强聚酯耐化学侵蚀设备。

ASTM D2563玻璃增强塑料层合板部件外观检测分类方法标准。

GB/T 17470-1998 玻璃纤维短切原丝毡
GB/T 18369-2001 玻璃纤维无捻粗纱
GB/T 18370-2001玻璃纤维无捻粗纱布
3.玻璃钢耐腐蚀缠绕层的物理、机械性能参数：
环向拉伸强度： 300MPa
轴向拉伸强度： 65MPa
弯曲强度： 160MPa
环向拉伸弹性模量： 2.5×104MPa
轴向拉伸弹性模量： 5.5×103MPa
压缩强度： 200MPa
剪切强度： 50MPa
巴柯尔硬度： 40
泊松比：νx=0.18 νx=0.3
热膨胀系数： 2.1×10-6 (1/℃)
比重： 1.85-2.1
4.制造工艺技术简介
本公司采用手工缠绕工艺制造玻璃钢补强管。

产品的制造过程是由专门人员用专门的工装设备来完成的。

工艺过程包括内衬层制作、结构层制作、外保护设备层制作等工艺过程。

其具体工艺流程如下：
备纱
配胶
缠绕
我公司现场制作的补强管具有以下优点：
1)制品强度高：产品使用环向与螺旋缠绕，缠绕角度在53-55度之间；产品的环向强度及轴向强度都能得以保证，产品抗外载荷性能优越。

2)内衬层抗渗性好：内衬层凝胶后直接缠绕结构层，内衬与结构层结合紧密，联成一整体，产品抗渗性能好。

3)制作经验丰富：我公司拥有四支具有丰富现场施工经验的技术队伍。

这对于生产过程中的质量保证是至关重要的。

综上所述，不论从成型工艺还是制品性能方面，我公司现场制作的补强管都具有很多优势。

5.补强管的层次结构
合理的铺层结构是玻璃钢强度性能、耐腐蚀性能的良好保证。

同时采用整体成型的方法，这样补强管将具有更完美的耐腐蚀能力和强度承载能力。

对于此工程的补强管我们采用内衬层（内表层、次内层）+结构层+外保护层的铺层结构形式，
(1)内表层：由内衬树脂加有机纤维聚酯毡增强，树脂含量95%以上，气密性好，非常光滑。

该层主要提供制品防腐、防渗漏等功能。

其厚度约为0.5mm。

(2)次内层：由内衬树脂和无碱玻璃纤维喷射纱组成。

树脂含量大于70%。

该层的主要作用是保护内表层，提高内衬的抗内压失效能力，阻止裂纹扩散。

次内层和内表层统称为内衬层,贮罐内衬层总厚度为5mm。

(3)结构层：由短切毡和0.4布浸润结构层树脂后采用螺旋和环向缠绕相结合的方法成型。

该层树脂含量通常在30～40%左右。

作用是承受压应力、拉应力和各种外载荷，壁厚根据补强管受力情况通过合理、科学的优化计算确定。

通过缠绕成型的制品的力学性能好，产品质量高而稳定。

(4)外保护层：该层为外富树脂层，树脂含量大于90%,同时在树脂中加入UV-9型紫外线吸收剂以防止光氧老化。

该层厚度约为1mm。

6补漏管设计
6.1设计依据
玻璃钢不漏管的设计主要从两个方面来考虑：
A.耐腐蚀性：优异的耐腐蚀性是玻璃钢不漏管成功应用于输油管道补漏领域的关键。

耐腐蚀性能主要是由作为基体材料的树脂来提供，所以选择合适的耐腐蚀、耐温树脂制作补漏管是非常重要的；
B.强度及刚度性能：
由于补漏管一般是在输油管道上现场制作的，因此环境对管道的修补质量影响很大，设计时应该重点考虑环境的影响。

另外，由于管道的工作压力
较高，对补强管的轴向应力、环向应力及其与钢管间的粘合力进行校核。

6.2材料选择
玻璃钢补强管的树脂选择应其于以下原则：
a.内衬树脂必须满足耐腐蚀、耐温要求；
b.结构层树脂必须高强度、韧性好；
6.2.1内衬树脂
玻璃钢是一种优异的耐腐蚀材料，但是内衬树脂的选择是保证补强管安全使用的首要条件，否则就达不到设计技术要求。

考虑到本工程的介质为原油，我们选择上海华昌聚合物公司生产的乙烯基树脂MFE-2作为内衬树脂。

该树脂是一种老牌的高性能树脂，有突出的优点是耐多种酸、碱及盐的腐蚀性能。

6.2.2结构层树脂
结构层树脂选用S-901邻苯型不饱和聚酯树脂，南京费隆树脂公司生产。

该树脂强度高，韧性好，稳定性好。

S901树脂的突出的特点是机械性能优异，对纤维具有优良的渗透和粘结能力，力学性能好。

补强管制作原材料规格及供应厂商如下表：
6.3壁厚参数
优化的结构设计参数是产品质量和成本的最佳保证。

根据有关结构计算方法我们对该工程贮罐的整体外部结构拟订如下的结构设计参数：
7使用说明
玻璃钢补漏管由于其制作工艺和材料的特殊性，他与其它传统材料制作的补漏管在性能上有所不同，所以也有其不同于其他材质补漏管维护要求。

7.1充水试压
(1)将排空阀打开，其他阀门关上，用泵向管内充水，在充水过程中，很可能发出吱吱嘎嘎的声音，这是正常现象，只要管体在制作过程中未受损坏就不会影响使用安全。

(2)管体充满水后，将排空阀关上，然后用试压泵缓慢加压，以每分钟0.7MPa为宜。

达到工作压力的1.25倍时保压4小时，然后将压力降到工作压力保持24小时，整个过程中无泄漏、无压降或压降不超过试验压力的1%即为合格。

(3)在整个充水、排水过程中，管道放空口阀门必须打开，防止管体意外受压或抽负压。

7.2补漏管的使用说明及注意事项：
(1)严禁不正常加压或抽负压。

在加液或排液过程中要打开排气孔阀门，不能在密闭状态下加液或排液。

(2)严禁超越合同规定的使用条件，补漏管是根据合同规定的使用条件专门设计的，未经供方技术部门同意，用户不得随意改变存放介质的浓度和温度，也不能随意改变输送介质的种类。

(3)除特殊要求外，补漏附近管道上不允许配装震动性设备等，若实际需要这些附件，必须在合同中注明，以做特殊设计来保证使用安全。

(5)在通常情况下，玻璃钢制品不允许接近火源。

注：合理的维护是确保补漏管的安全使用的必要条件。