一種新型補口結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型補口結構，包括對接鋼管、兩端預制防腐層和補口部位,其特征在于，在補口部位鋼管外壁設有環氧底漆層，所述環氧底漆層的外周圍裹覆一層熱塑性補口片，所述熱塑性補口片全部覆蓋環氧底漆層且與兩端預制防腐層相搭接，在熱塑性補口片的外周圍設有金屬護套，相鄰各層之間牢固粘接，形成整體。本發明的熱塑性補口片與預制防腐層及自身搭接處完全熔合成一體，密封效果極好；金屬護套防銹能力強，且與熱塑性補口片牢固粘接為一體，極大提高了補口層對可見光、紫外光、水、氧氣及水蒸氣的阻隔性，對尖銳物體機械損傷的抵抗力也得到加強，補口層壽命大幅提升。
【專利說明】一種新型補口結構
【技術領域】
[0001] 本發明屬于輸氣、輸油管道施工【技術領域】，具體涉及一種管道新型補口結構。
【背景技術】
[0002] 油氣輸送管道施工中所使用的鋼制管道，必須預先經過防腐處理，3LPE、3LPP防 腐層是管道外防腐中普遍采用的防腐結構。而在管道防腐過程中往往會預留焊接口，一般 寬度為100_150mm。鋼制管道焊接口的防腐是在施工現場完成的，其采用的管道補口技術對 管線的整體防腐效果具有重大的影響，因為它關系到整條管線的最終防腐質量。無論預制 工廠內3LPE、3LPP防腐層質量如何優良，如果現場補口效果不好就會導致鋼制管道產生嚴 重腐蝕，使埋地管道的使用壽命縮短，甚至造成泄漏等嚴重后果。 3LPE、3LPP防腐管道的焊接口防腐普遍采用熱縮套(帶）補口技術，該技術的施工方 法為：對補口底材進行處理后涂刷上環氧底漆，底漆表干后包覆收縮套(帶)，烘烤熱收縮套 (帶）使其收縮，同時使熱收縮套上的熱熔膠熔化，達到合適程度后停止加熱，待熱收縮套自 然冷卻后固定在補口處。這種傳統的熱縮套補口技術在使用中存在如下缺點： 1.熱縮套(帶）一般由人工手持烤把用火焰烘烤，溫度準確性和均勻性難以準確控制。 溫度偏低保證不了粘接效果，局部過熱容易使熱縮套(帶）發生炭化，加熱不均勻時收縮不 一致導致氣泡及褶皺，補口質量難以保證。
[0003] 2.熱縮套(帶）所用的熱熔膠極性強，分子量低，與直管防腐層表面的PE或PP相 容性不好,加之交聯聚乙烯基材受熱時彈性收縮力不大,對熱熔膠施加的壓力有限,熱熔膠 與直管防腐層之間無法形成可靠粘接，埋地后極易發生脫粘開裂現象，導致補口失效。
[0004] 3.輻射交聯聚乙烯熱收縮帶(套）須經擠出成型、輻射交聯、擴徑、冷卻、涂膠等多 道工序制得，成本極高，且無法熱塑回收，對環境會造成一定破壞。
【發明內容】
[0005] 為克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種結構新穎、防腐效果好 的補口結構。
[0006] 本發明是通過以下技術方案實現的： 一種新型補口結構，包括對接鋼管、兩端預制防腐層和補口部位，其特征在于，在補口 部位鋼管外壁設有環氧底漆層，所述環氧底漆層的外周圍裹覆一層熱塑性補口片，所述熱 塑性補口片全部覆蓋環氧底漆層且與兩端預制防腐層相搭接，在熱塑性補口片的外周圍設 有金屬護套，相鄰各層之間牢固粘接，形成整體。
[0007] 補口部位鋼管表面粗糙，錨紋深度達到10?100 μ m。
[0008] 所述環氧底漆層是無溶劑液體環氧涂料或環氧粉末涂料固化所形成，厚度大于 50 μ m〇
[0009] 熱塑性補口片與兩端預制防腐層及自身搭接處完全熔合成一體，所述熱塑性 補口片主體厚度為直管防腐層厚度的100~150%，寬度比補口部位鋼管的最小長度長 100?200mm〇
[0010] 鋼管對接處的環形焊道包埋在熱塑性補口片中，不向外凸起。金屬護套包裹在熱 塑性補口片外成圓筒形狀，頭尾有20~120mm的重疊，寬度比熱塑性補口片寬20~240mm，厚 度為0. 2~1. 0mm。金屬護套頭尾的重疊部分由預先粘附在內層金屬板外表面的膠粘劑薄膜 粘接成一體。膠粘劑薄膜厚度〇. 05~0. 2mm，材質為接枝聚乙烯/聚丙烯共聚物與聚乙烯/ 聚丙烯的混合物，其共混比例為1:0?1:7,總體接枝率為0. 15wt%以上；接枝聚乙烯/聚 丙烯共聚物是指馬來酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸或縮水甘油酯與聚乙烯/聚丙烯的 接枝共聚物。
[0011] 熱塑性補口片的材質是接枝聚乙烯/聚丙烯共聚物與聚乙烯/聚丙烯的混合物， 其共混比例為1:0?1:7,總體接枝率為0. 15wt%以上；所述接枝聚乙烯/聚丙烯共聚物是 指馬來酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸或縮水甘油酯與聚乙烯/聚丙烯的接枝共聚物。
[0012] 金屬護套的材質選自不銹鋼、鍍鋅鋼、鍍錫鋼、鍍鋁鋼、鍍鎳鋼、鍍鉻鋼、純鋁、鋁合 金、純銅或銅合金中的一種或幾種。
[0013] 本發明與現有技術相比，具有如下優點： 1.熱塑性補口片與環氧底漆之間的粘接方式和效果與直管3LPE、3LPP防腐層相當， 23°C的剝離強度可達到250N/cm以上，50°C的剝離強度達到100 N/cm以上，分別為熱收縮 套(帶）補口的2倍和5倍以上。
[0014] 2.熱塑性補口片與預制防腐層及自身搭接處完全熔合成一體，密封效果極好； 3.金屬護套與熱塑性補口片牢固粘接為一體，23°C的剝離強度可達到150N/cm以上， 50°C的剝離強度達到75N/cm以上。金屬護套極大提高了補口層對可見光、紫外光、水、氧氣 及水蒸氣的阻隔性，對尖銳物體機械損傷的抵抗力也得到加強，補口層壽命大幅提升。
[0015] 4.本發明的補口片無須輻射交聯，成本低廉，邊角料可循環使用，不污染環境。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明的補口結構示意圖； 其中，1對接鋼管2預制防腐層 3環氧底漆層4熱塑性補口片5金屬外套。
【具體實施方式】
[0017] 下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發明，以下實施例為本發明較佳的實施方 式，但本發明的實施方式并不受下述實施例的限制。
[0018] 實施例1 : 如圖1所示，一種Φ610的3LPP管道，補口結構包括對接鋼管1、兩端預制防腐層2和 補口部位。在補口部位鋼管外壁設有環氧底漆層3，所述環氧底漆層3的外周圍裹覆一層熱 塑性補口片4,所述熱塑性補口片4全部覆蓋環氧底漆層3且與兩端預制防腐層2相搭接， 在熱塑性補口片4的外周圍設有金屬護套5,相鄰各層之間牢固粘接，形成整體。
[0019] 預制防腐層2的厚度3mm，補口部位鋼管表面粗糙，錨紋深度達到40?80 μ m ;環 氧底漆3是無溶劑液體環氧涂料固化所形成，厚度為120?180 μ m ;熱塑性補口片4寬度 400mm，厚度3. 3mm，與兩端預制防腐層2及自身搭接處完全熔合成一體，形成等徑聚烯烴 層；鋼管對接處的環形焊道包埋在熱塑性補口片中，不向外凸起；金屬護套5包裹在熱塑性 補口片4外成圓筒形狀，頭尾有80mm的重疊，寬度為500mm，厚度為0· 3mm。
[0020] 熱塑性補口片4的材質是接枝聚丙烯共聚物與聚丙烯的混合物，其共混比例為 1:4,接枝聚丙烯共聚物是指馬來酸酐與聚丙烯的接枝共聚物。
[0021] 金屬護套5材質選用304-1/2H不銹鋼冷軋板。
[0022] 金屬護套5頭尾的重疊部分由預先粘附在內層金屬板外表面的膠粘劑薄膜粘接 成一體，膠粘劑薄膜厚度〇. lmrn，材質與熱塑性補口片相同。
[0023] 實施例2 : 如圖1所示，一種φ 1219的3LPE管道，補口結構包括對接鋼管1、兩端預制防腐層2和 補口部位，在補口部位鋼管外壁設有環氧底漆層3，所述環氧底漆層3的外周圍裹覆一層熱 塑性補口片4,所述熱塑性補口片4全部覆蓋環氧底漆層3且與兩端預制防腐層2相搭接， 在熱塑性補口片4的外周圍設有金屬護套5,相鄰各層之間牢固粘接，形成整體。
[0024] 預制防腐層2的厚度3. 7mm，補口部位鋼管表面粗糙，錨紋深度達到50?100 μ m ; 環氧底漆3是環氧粉末涂料固化所形成，厚度為150?230 μ m ;熱塑性補口片4寬度450mm， 厚度4. 6mm，與兩端預制防腐層2及自身搭接處完全熔合成一體，形成等徑聚烯烴層；鋼管 對接處的環形焊道包埋在熱塑性補口片中，不向外凸起；金屬護套5包裹在熱塑性補口片4 外成圓筒形狀，頭尾有120mm的重疊，寬度為690_，厚度為0. 5_。
[0025] 補口片的材質是接枝聚乙烯共聚物與聚乙烯的混合物，其共混比例為1:2,接枝聚 乙烯共聚物的化學成分是馬來酸酐與聚乙烯的接枝共聚物。
[0026] 金屬護套材質選用3型錯合金。
[0027] 金屬護套頭尾的重疊部分由預先粘附在內層金屬板外表面的膠粘劑薄膜粘接成 一體，膠粘劑薄膜厚度0. 2mm，材質與熱塑性補口片相同。
[0028] 對比例1 : 一種依照GB/T 23257-2009的管道補口結構如下： 從內至外依次為鋼管、無溶劑液體環氧底漆和熱收縮帶。
[0029] 補口部位的表面除銹等級達到GB/T 8923. 1規定的Sa2 1/2級，環氧底漆的厚度 為150?200 μ m，熱收縮帶與聚乙烯層搭接寬度為130mm，周向搭接寬度應不小于80mm。
[0030] 熱縮帶內層為低軟化點熱熔膠，外層為輻射交聯聚乙烯。
[0031] 效果評價結果如表1所示。
[0032] 表1為各實施例及對比例管道補口結構的效果評價結果
【權利要求】
1. 一種新型補口結構，包括對接鋼管、兩端預制防腐層和補口部位，其特征在于，在補 口部位鋼管外壁設有環氧底漆層，所述環氧底漆層的外周圍裹覆一層熱塑性補口片，所述 熱塑性補口片全部覆蓋環氧底漆層且與兩端預制防腐層相搭接，在熱塑性補口片的外周圍 設有金屬護套，相鄰各層之間牢固粘接，形成整體。
2. 根據權利要求1所述的新型補口結構，其特征在于：補口部位鋼管表面粗糙，錨紋深 度達到10?100 u m。
3. 根據權利要求1所述的新型補口結構，其特征在于：所述環氧底漆層是無溶劑液體 環氧涂料或環氧粉末涂料固化所形成，厚度大于50 y m。
4. 根據權利要求1所述的新型補口結構，其特征在于：熱塑性補口片與兩端預制防 腐層及自身搭接處完全熔合成一體，所述熱塑性補口片主體厚度為直管防腐層厚度的 100~150%，寬度比補口部位鋼管的最小長度長100~200mm。
5. 根據權利要求1所述的新型補口結構，其特征在于：鋼管對接處的環形焊道包埋 在熱塑性補口片中，不向外凸起；金屬護套包裹在熱塑性補口片外成圓筒形狀，頭尾有 20~120mm的重疊，寬度比熱塑性補口片寬20~240mm，厚度為0? 2~1. 0mm。
6. 根據權利要求5所述的新型補口結構，其特征在于：金屬護套頭尾的重疊部分由預 先粘附在內層金屬板外表面的膠粘劑薄膜粘接成一體。
7. 根據權利要求6所述的新型補口結構，其特征在于：膠粘劑薄膜厚度0. 05~0. 2mm，材 質為接枝聚乙烯/聚丙烯共聚物與聚乙烯/聚丙烯的混合物，其共混比例為1:0?1:7,總 體接枝率為〇. 15wt%以上；接枝聚乙烯/聚丙烯共聚物是指馬來酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、 衣康酸或縮水甘油酯與聚乙烯/聚丙烯的接枝共聚物。
8. 根據權利要求1-6任一項所述的新型補口結構，其特征在于：熱塑性補口片的材質 是接枝聚乙烯/聚丙烯共聚物與聚乙烯/聚丙烯的混合物，其共混比例為1:0?1:7,總體 接枝率為〇. 15wt%以上；所述接枝聚乙烯/聚丙烯共聚物是指馬來酸酐、丙烯酸、甲基丙烯 酸、衣康酸或縮水甘油酯與聚乙烯/聚丙烯的接枝共聚物。
9. 根據權利要求1-6任一項所述的新型補口結構，其特征在于：金屬護套的材質選自 不銹鋼、鍍鋅鋼、鍍錫鋼、鍍鋁鋼、鍍鎳鋼、鍍鉻鋼、純鋁、鋁合金、純銅或銅合金中的一種或 幾種。
【文檔編號】F16L58/10GK104500919SQ201410784731
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月17日 優先權日:2014年12月17日
【發明者】雷小均, 鄭明嘉, 蘇俊業, 陳錟, 周浩, 胡兵, 楊智勇, 高翔, 何瀏煒 申請人:四川金發科技發展有限公司