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内衬管防腐和修复管道施工技术简介

( 内部资料 仅供参考 )

1.技术使用范围
1.1HDPE管
1.1.1石油化工业各类低温油气水管道
1.1.2城市给、排水管道（钢管、铸铁管、水泥管）及燃气管道。
1.2 HT-PO管
高温油气管线适用。
2.技术原理
2.1穿插衬装HDPE管和HT-PO管技术，是将适合尺寸的HDPE管和HT-PO管插入需要修复的旧管道内，利用原旧管道的刚性和强度为承力结构，结合HDPE管耐腐蚀、耐磨损、耐渗透以及HT-PO管更具耐高温等特点，形成复合结构，使修复后的管道具备钢管和HDPE管（或HT-PO管）的综合性能。
2.2该技术利用HDPE管和HT-PO管变形后能自动恢复原始物理形状
的特性，配备专用设备施工，穿插衬装前用一定的牵引力和速度将衬
管拉入目标管道，撤消拉力，衬管恢复到原来的直径，衬管厚度完全
可按需要进行设计。
3.技术特点
3.1管道整体性能好，质量可靠
HDPE管和HT-PO管是一种热可塑性材料，这种材料具有良好的物理化学特性，特别是具有突出的耐磨性，内衬修复过的管道，其抗压、耐磨、抗冲击性能大为提高，为延长原管线的使用寿命提供了可靠的保障。
3.1.1物理性能：
3.1.1.1弹性模量小，当温度波动时内应力较小，可有效的保证管道的安全使用。
3.1.1.2导热系数低（0.42w/Km）,可起到良好的保温作用。
3.1.1.3低摩阻、防结垢：
HDPE管和HT-PO管内表面粗糙度只有0.01mm，摩阻阻力系数极小，在重力流量系统中，达到相同的流量要求，内衬HDPE管或HT-PO管的管线比原管线所需要的能量要低。
3.1.1.4良好的抗冲击性：
HDPE管和HT-PO管具有良好的柔韧性和抗冲击性，即使有2.5
倍的工程压力的水锤压力也不会对管道造成任何损害。
3.1.1.5优异的耐磨性：
在相同条件下HDPE管、HT-PO管与钢管做耐磨实验对比，其
结果表明，相同壁厚的HDPE管或HT-PO管为钢管的4倍。

HDPE/HT-PO
钢管
沙子(占体积百分比树)
7
14
7
14
磨损量(微米/时)
0.38
0.58
1.5
2.3
3.1.1.6卫生性
HDPE水管在欧美已应用了数十年，我公司使用的HDPE管材完全符合GB/T17219-1998《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》。
3.1.1.7HDPE管物理力学性能

序号
项目
性能指标
1
长期静液压强度（20℃，50年，95%），MPa
≥8.0
2
短期静液压强度MPa
20℃
9.0 韧性破坏时间>（h）100
80℃
4.6 韧性破坏时间>（h）165
4.0 韧性破坏时间>（h）100
3
热稳定性，min（200℃）
>20
4
耐应力开裂（80℃，4.0MPa），h
≥1000
≥170
5
压缩复原，h（80℃，4.0MPa）
>170
6
纵向回缩率，%
≤3
7
断裂伸长率，%
>350
8
耐侯性（管材累计接受≥3.5MJ/m2老化能量后）
仍能满足本表2、3、7项性能要求，并保持良好的焊接性能
序号
项目
性能指标
9
密度g/c M3
0.941-0.965
10
热膨胀系数10-5/℃
11-16
11
抗拉强度(23℃) MPa
21-24
12
弹性模量，MPa
552-758
13
软化温度℃
126
14
脆化温度℃
-70
15
熔点℃
131
16
泊松比（横向应变与纵向应变之比）
0.45
17
吸水率，%
<0.01
18
拉伸屈服力，MPa
>20
19
导热系数w/（m·k）
0.42
20
介电常数60-100HZ
2.30-2.35
21
介电强度kv/mm
>20
3.1.1.8HT-PO管物理力学性能
项目
环应力MPa
试验温度℃
试验时间h
指标
拉伸屈服强度

18MPa
断裂伸长率

500%
纵向回缩率

110
en≤8mm， 1
8mm<en≤16mm， 2
en>16mm， 4
≤2%
静液压试验
10.00
20
1
无破裂
无渗漏
3.55
95
165
3.50
95
1000
静液压热稳定试验
1.90
110
8760
无破裂、无渗漏
熔体质量流动速率，MFR（190℃，5kg） g/10min
与对原料测定值之差，不应超过±0.3g/10min且不超过±20%
3.2成本低、寿命长
用该技术进行旧管道修复，可大幅降低综合成本（工程施工费用约为更换一条新管线的65%），提高原管线的使用寿命，正常情况下，使用寿命长达30年。
3.3良好的化学稳定性和耐腐蚀性：
由于HDPE管和HT-PO管分子无极性，其化学稳定性好，一般使用环境中的酸、碱等因素都不会腐蚀或损坏，室温下除少数强氧化剂外，大多数化学介质对其不起作用。
附：《化学抵抗力表》
3.4原位修复，地下穿越
内衬管穿插技术是一种管线原位修复技术，按施工组织设计的长度开挖操作坑，可避免地面建筑物、障碍物对施工的影响。例如：新疆克拉玛依市友谊大桥下供水公司Φ325Χ8mm供水管线腐蚀、穿孔，由于管线横穿大桥桥基及穿城河管廊底部，采用传统管道修复和更换工艺均无法施工，采用内衬HDPE管原位内穿插修复技术施工较好的解决了这一技术难题。
4.技术工艺
4.1管道物理清洗
机械物理清洗设备及技术，可有效清洗各类管线内焊瘤、结垢、硫化物及其他异物，为管道内穿插HDPE管和HT-PO管作业提供了可靠的技术保障。
4.2管接头连接（以HDPE管为例）
在已修复管段之间接头连接处，采用电熔承插焊接工艺连头，连头工艺如工艺图所示：

修复段与原管线法兰连接工艺图

三通连接工艺图

变径连接工艺图

直管段连接工艺图

PE弯头与钢管接头工艺图

在以上各连头工艺中，接头连接作业点安装钢质外套管，外套管与已安装好的钢变径管件（俗称钢喇叭口）搭焊，套管与HDPE（或HT-PO）管间间隙内填充水泥沙浆。
4.3管道不停输内穿插HDPE管和HT-PO管修复技术
采用带压开孔/封堵工艺，对待修复管线实施带压开孔/双封双堵作业，在封堵点连接临时旁通管线，将输送介质流程置换至临时旁通管线，待修复管线停输，按施工组织（设计）方案进行内穿插HDPE管或HT-PO管施工作业。
该项技术的应用，使内衬穿插修复工艺的应用范围进一步扩大。
5.影响作业的因素
5.1温度因素
HDPE管或HT-PO管的管径在等径压缩减少2-3mm后，才能满足穿插作业要求，环境温度对管材的缩径量起着决定性的影响，监测分析近年来施工作业的环境和气候，当环境温度低于0℃时，管材的缩径量不能满足穿插要求，须采取相应的工艺措施才能确保在寒冷气候下的施工作业，-15℃以下寒冷天气组织施工困难。
5.2材料因素
5.2.1穿插用HDPE管和HT-PO管要求管材必须具备记忆特点，同时还要具有一定的抗拉强度，目前国内该项工艺施工均选用PE100级管材为施工用管材。
5.2.2管材壁厚的工艺参数，根据待修复管线的参数选择，以确保管材内穿插后有一定的支撑力和耐候性，以承受管道运行压力波动变化和停输所造成的负压。
6. 低温管线内衬HDPE管投产运行注意事项
6.1为了确保管线长期安全运行，管线运行温度应控制在60℃以下。
6.2稠油和凝固点较高的（≥22℃）集输线，内衬HDPE管后，单井盘管炉温度夏季应控制在33~45℃，冬季应控制在45~55℃。
6.3计量（转）站单井管线热洗时应注意控制热洗温度，经计量站加热炉出口温度应控制60℃以下。
6.4计量（转）站加热炉出口温度夏季控制在40℃左右，冬季控制在45℃左右。

化 学 抵 抗 力 表
试 剂
70℉
150℉
试 剂
70℉
150℉
1.10%醋酸
S
S
氯化钙
S
S
10-100%醋酸
S
M
100%二氧化碳气体
S
S
丙酮
M
U
100%二氧化碳液体
S
S
丙烯醋乳状液
S
S
二硫化碳
N
U
氯化铝
S
S
乙酰乙醇
S
S
氟化铝
S
S
氢氰酸
S
S
矾（所有类别）
S
S
盐酸
S
S
100%氯气
S
S
0-77%氢氟酸
S
S
碳酸铵
S
S
一氧化碳
S
S
硝酸铵
S
S
四氯化碳
M
U
硫铵
S
S
碳酸
S
S
硫化铵
S
S
100%氯气
S
M
硫氰醋铵
S
S
湿氯气
M
U
100%醋酸戊烷
M
U
液态氯
M
U
100%戊醇
S
N
氰化铜
S
S
氯戊烷100%
N
S
硝酸铜
S
S
苯胺
S
S
硫酸铜
S
S
氯化铵
S
S
环丁醇*
S
S
碳酸钡
S
S
环丁酮
M
U
氯化钡
S
S
二甘醇*
S
S
氢氧化钡
S
S
二甘酸*
S
S
硫酸钡
S
S
二甲胺
M
U
硫化钡
S
S
磷酸二钠
S
S
100%苯
M
U
碳326
S
S
盐水
S
S
DowellM133
S
S
丁二醛
S
S
100%乙醇*
S
S
丁醇
S
S
Ethyl Butytate
M
U
二硫化钙
S
S
氯乙烷
M
U
碳酸钙
S
S
乙醚
U
S
氯酸钙
S
S
氯乙烯
S
S

试 剂
70℉
150℉
试 剂
70℉
150℉
乙二醇*
S
S
氯代甲烷
S
S
氯化铁
S
S
丁酮
M
U
硝酸铁
S
S
甲基硫酸*
M
U
氯化亚铁
S
S
饱和氯化镍
S
S
硫酸亚铁
S
S
浓缩硝酸镍
M
U
氟硼酸
S
S
饱和硝酸镍
S
S
40%甲醛*
S
N
0-30%硝酸
S
S
甲酸
S
S
30-70%硝酸
S
M
燃料油
S
U
95-98%硝酸
U
U
榕酸*
S
S
浓缩油酸
S
U
汽油
M
U
草酸*
S
S
乙二醇
S
S
10%高氯酸
S
S
30%乙醇酸*
S
S
石油醚
S
S
磷酸

S
90%酚
U
U
碳酸氢钾
S
S
饱和氯酸钠
S
S
氢
S
S
饱和氯化钠
S
S
10%溴化氢
S
S
氰化钠
S
S
氯化氢气体
S
S
饱和重铬酸钠
S
S
30%过氧化氢
S
S
铁氰酸钠
S
S
90%过氧化氢
S
S
饱和氯化钠
S
S
100%磷化氢
S
S
氢氧化钠浓缩液
S
S
硫化氢
S
S
次氯酸钠
S
S
次氯酸
S
S
硫化钠
S
S
醋酸铅
S
S
Stannous Chbride
S
S
润滑油
S
M
硬脂酸*
S
S
氯化铁
S
S
70%硫酸
S
M
氢氧化镁
S
S
1%硼酸钾
S
S
硝酸镁
S
S
10%溴酸钾
S
S
汞
S
S
溴化钾
S
S
甲醛*
S
S
碳酸钾
S
S

试 剂
70℉
150℉
试 剂
70℉
150℉
氯酸钾
S
S
饱和碳酸氢纳
S
S
氯化钾
S
S
饱和硫酸氢钠
S
S
40%铬酸钾
S
S
饱和亚硫酸氢钠
S
S
饱和氰化钾
S
S
硼酸钠
S
S
40%重铬酯钾
S
S
溴化钠稀释溶液
S
S
氟化钾
S
S
碳酸钠浓缩液
S
S
20%氢氧化钾
S
S
碳酸钠
S
S
硝酸钾
S
S
硝酸钠
S
S
过硼酸钾
S
S
亚硫酸钠
S
S
10%高氯酸钾
S
S
氯化锡
S
S
硫酸钾浓缩液
S
S
0-60%硫酸
S
S
硫化钾浓缩液
S
S
80%硫酸
S
U
过硫酸钾
S
S
96-98%硫酸
M
U
Propargyl A loohol*
S
S
甲苯
M
U
丙丁醇*
S
S
K-141
S
S
100%二氯丙烷
U
U
R-25
S
S
丙二醇*
S
S
XT-39
S
S
海水
S
S
亚硫酸
S
U
硒酸
S
S
二甲苯
M
U
硅酸
S
S
Tretolite K-147
S
S
硝酸浓缩液
S
S
PD33
S
S
饱和醋酸钠
S
S
F-94
S
S
35%Sodium Ben20atO
S
S
磷酸三钠
S
S
表中使用符号说明如下：
S——令人满意的——该产物对超长管线有影响
M——安全边际的——由于物理性质而发生的损耗，其决定因素是系统的设计和应用
U——不满意的——发生抗压性、柔韧性或脆性的有效损失。如果没有现声检查的数据，超长管线不适合长期接触这些化学试剂。
N——未知的
说明：一些试剂以星号作标记，虽然超长管线对这些试剂有化学抵抗力，过高的温度和压力，在一定的条件下会导致应力开裂，对于标有安全标记的试剂，独立的管道（不是衬管）的物理性质而引起的损耗将导致化学侵蚀。