CN102434757B - 一种密封防水的海底保温管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种密封防水的海底保温管，包括钢管，所述钢管外表面上设有防腐层，所述防腐层外表面上设有保温层，所述保温层外表面上粘接有包覆防护层，所述包覆防护层是由聚氨酯弹性体形成的，所述聚氨酯弹性体包覆防护层通过聚氨酯底涂剂粘接在所述保温层和所述防腐层上，所述聚氨酯弹性体包覆防护层两端部均与所述防腐层搭接，将所述保温层密封在所述钢管上，所述聚氨酯弹性体包覆防护层外表面上设有配重层。本发明聚氨酯弹性体包覆防护层与聚氨酯泡沫保温层和FBE防腐层粘结性能好，粘结强度大于10MPa，海水不会通过聚氨酯弹性体及聚氨酯弹性体与FBE粘结处渗入保温层，能够很好地保护泡沫保温层，防水密封性好、耐压强度高、保温效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种输送管道，特别是涉及一种用于输送海洋深水环境中原油或天然气介质的密封防水的海底保温管。
背景技术
在海洋油气田开发过程中，原油大多通过管道进行输送，原油出口温度较高，而海水温度较低，为避免原油在输送过程中出现结蜡、凝析阻塞管道，需要对输送管道进行保温。传统的双钢管保温是在两层钢管中间填充聚氨酯泡沫层，但该种保温方法钢材消耗量大、海上节点焊接时间长、铺管慢，整体费用很高。后来出现的单钢管保温配重管结构为：“管+FBE防腐层+聚氨酯泡沫保温层+聚乙烯/聚脲/聚氨酯弹性体防护层+配重层”，该种结构的保温管节省了大量的钢材费用和海上施工费用，但是此保温结构的端部需安装防水帽进行密封，防止保温层进水失效。安装防水帽具有如下缺点：
防水帽与上述保温材料的外防护层和FBE防腐层的粘结强度不够高，在一定的静水压作用下与防护层容易剥离，水会渗入保温层。另外防水帽与保温层之间有一定的空隙，在一定的静水压作用下会破裂漏水，使保温失效。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种密封防水的海底保温管，该保温管制造工艺可控、防水密封性好、耐压强度高、保温效果好。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种密封防水的海底保温管，包括钢管，所述钢管外表面上设有防腐层，所述防腐层外表面上设有保温层，所述保温层外表面上粘接有包覆防护层，所述包覆防护层是由聚氨酯弹性体形成的，所述聚氨酯弹性体包覆防护层通过聚氨酯底涂剂粘接在所述保温层和所述防腐层上，所述聚氨酯弹性体包覆防护层两端部均与所述防腐层搭接，将所述保温层密封在所述钢管上，所述聚氨酯弹性体包覆防护层外表面上设有配重层。
所述聚氨酯弹性体包覆防护层是采用半预聚体法用模具浇注或旋转浇注的方式形成的。
所述聚氨酯弹性体包覆防护层硬度邵A88～92°，拉伸强度18～25MPa，抗压强度＞5MPa，厚12～16mm，导热系数＜0.20W/m·K，与环氧层的粘结强度≥8MPa。
所述聚氨酯弹性体包覆防护层外表面上形成有凹槽。
所述凹槽的槽宽3～5mm，槽间距2～4mm，槽深1.5～3mm。
所述防腐层为熔结的环氧粉末涂层。
所述保温层为聚氨酯泡沫层，密度40～200Kg/m3，厚25～60mm，导热系数＜0.040W/m·K。
所述配重层为带有钢网加固层的混凝土层。
所述包覆防护层两端部与所述防腐层搭接的长度为110～150mm。
所述聚氨酯底涂剂的涂布厚度为0.05～0.10mm。
本发明具有的优点和积极效果是：1)聚氨酯弹性体包覆防护层采用机器浇注(旋转浇注或模具浇注)，工艺可控；2)施工过程不会有漂浮的污染物产生，对环境没有不良影响；3)聚氨酯弹性体包覆防护层耐压强度高，大于5MPa。4)聚氨酯弹性体包覆防护层与聚氨酯泡沫保温层和FBE防腐层粘结性能好，粘结强度大于10MPa；5)聚氨酯弹性体防水密封性好，海水不会通过聚氨酯弹性体及聚氨酯弹性体与FBE粘结处渗入保温层，能够很好地保护泡沫保温层。
附图说明
图1为本发明的剖面图；
图2为本发明的截面图。
图中：1、钢管，2、防腐层，3、保温层，4、粘结层，5、聚氨酯弹性体包覆防护层，6、配重层，7、钢网加固层。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图2，一种密封防水的海底保温管，包括钢管1，钢管1外表面上设有防腐层2，防腐层2外表面上设有保温层3，保温层外表面上粘接有包覆防护层，包覆防护层是由聚氨酯弹性体形成的，聚氨酯弹性体包覆防护层5通过聚氨酯底涂剂粘接在保温层3和防腐层2上，聚氨酯弹性体包覆防护层5两端部均与防腐层2搭接，将保温层3密封在钢管1上，聚氨酯弹性体包覆防护层5外表面上设有配重层6。
本发明的制造方法：
1)对钢管1外表面进行喷砂除锈，达到Sa2.5级。
2)采用熔结环氧粉末进行底层防腐，形成防腐层2，防腐层2的厚度300～600μm。
3)在涂有环氧涂层的钢管1上进行聚氨酯发泡，制作保温层3，泡沫密度40～200Kg/m3，保温层厚25～60mm，导热系数＜0.040W/m·K。制作泡沫的模具可采用涂有聚四氟乙烯的钢制模具，无需脱模剂，保证聚氨酯表面无油污；制作泡沫的模具也采用普通钢制模具，在模具内表面铺放聚乙烯薄膜，无需脱模剂，保证聚氨酯表面无油污。
4)除去环氧表面和聚氨酯泡沫表面的油污、水、灰尘等污物。
5)在聚氨酯表面和环氧表面涂刷聚氨酯底涂剂形成粘结层4，增加聚氨酯弹性体和聚氨酯泡沫与环氧表面的粘结力，消除聚氨酯弹性体与泡沫之间的应力，粘结层的厚度：0.05～0.1mm。
6)在涂有聚氨酯底涂剂的表面进行聚氨酯弹性体浇注，浇注的聚氨酯将聚氨酯泡沫完全包覆在钢管上，聚氨酯弹性体采用模具成型或旋转浇注的方式包覆在聚氨酯泡沫和环氧涂层表面。聚氨酯弹性体与环氧的搭接宽度为110～150mm，以确保保温层密封良好。聚氨酯弹性体是采用半预聚体法成型的，原料为A、B组份，A组份为半预聚体，B组份为聚醚多元醇和小分子二醇及催化剂等助剂的混合物。浇注时模具温度为60℃，原料温度35～50℃，固化时间15～30min。聚氨酯弹性体硬度邵A88～92°，拉伸强度18～25MPa，抗压强度＞5MPa，厚15mm，导热系数＜0.20W/m·K，与环氧层的粘结强度≥8MPa。
7)在聚氨酯弹性体未完全固化时，在其表面刻蚀凹槽，槽宽3～5mm，槽间距2～4mm，槽深1.5～3mm，以确保混凝土和聚氨酯弹性体能够很好的粘在一起，同时增加管道的整体抗剪切能力。上述凹槽可以是螺旋槽，也可以是在聚氨酯弹性体外表面沿其周向布置的多个截面为矩形的凹槽。
8)在聚氨酯弹性体表面通过喷射或挤压方式进行混凝土配重层的涂敷，形成一种具有一定强度和重量的混凝土配重层6，其中，在所述混凝土配重层6中设置有钢网加固层7。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种密封防水的海底保温管，其特征在于，包括钢管，
所述钢管外表面上设有防腐层，
所述防腐层外表面上设有保温层，
所述保温层外表面上粘接有包覆防护层，所述包覆防护层是由聚氨酯弹性体形成的，所述聚氨酯弹性体包覆防护层通过聚氨酯底涂剂粘接在所述保温层和所述防腐层上，所述聚氨酯弹性体包覆防护层两端部均与所述防腐层搭接，将所述保温层密封在所述钢管上，
所述聚氨酯弹性体包覆防护层外表面上设有配重层。
2.根据权利要求1所述的密封防水的海底保温管，其特征在于，所述聚氨酯弹性体包覆防护层是采用半预聚体法用模具浇注或旋转浇注的方式形成的。
3.根据权利要求1所述的密封防水的海底保温管，其特征在于，所述聚氨酯弹性体包覆防护层硬度邵A88～92°，拉伸强度18～25MPa，抗压强度＞5MPa，厚12～16mm，导热系数＜0.20W/m·K，与环氧层的粘结强度≥8MPa。
4.根据权利要求1所述的密封防水的海底保温管，其特征在于，所述聚氨酯弹性体包覆防护层外表面上形成有凹槽。
5.根据权利要求4所述的密封防水的海底保温管，其特征在于，所述凹槽的槽宽3～5mm，槽间距2～4mm，槽深1.5～3mm。
6.根据权利要求1所述的密封防水的海底保温管，其特征在于，所述防腐层为熔结的环氧粉末涂层。
7.根据权利要求1所述的密封防水的海底保温管，其特征在于，所述保温层为聚氨酯泡沫层，密度40～200Kg/m3，厚25～60mm，导热系数＜0.040W/m·K。
8.根据权利要求1所述的密封防水的海底保温管，其特征在于，所述配重层为带有钢网加固层的混凝土层。
9.根据权利要求1所述的密封防水的海底保温管，其特征在于，所述包覆防护层两端部与所述防腐层搭接的长度为110～150mm。
10.根据权利要求2所述的密封防水的海底保温管，其特征在于，所述聚氨酯底涂剂的涂布厚度为0.05～0.10mm。
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