FRP／PVC復(fù)合管在氯堿生產(chǎn)鹽酸輸送管道中的應(yīng)用

FRP／PVC復(fù)合管在氯堿生產(chǎn)鹽酸輸送管道中的應(yīng)用摘要：通過對(duì)FRP/PVC復(fù)合管替代碳鋼襯膠管道在氯堿生產(chǎn)鹽酸輸送中的使用介紹，闡述了碳鋼襯膠管道在使用中存在的弊端以及FRP/PVC復(fù)合管具有的特性、優(yōu)點(diǎn)；并進(jìn)一步對(duì)FRP/PVC復(fù)合管在使用中的連接及施工進(jìn)行了詳細(xì)介紹。關(guān)鍵詞：FRP/PVC復(fù)合管氯堿鹽酸輸送連接方式施工一、引言河南永銀化工實(shí)業(yè)有限公司20萬噸聚氯乙烯/年項(xiàng)目一期工程在建設(shè)時(shí)期，成品鹽酸儲(chǔ)罐鹽酸輸送管道采用碳鋼襯膠材質(zhì)，在實(shí)際生產(chǎn)使用過程中存在以下弊端：①由于襯膠管道采用法蘭連接，密封部位較多，在冬季氣溫較低情況下，受環(huán)境溫度影響，管道縱向收縮，造成法蘭連接部位密封不嚴(yán)，出現(xiàn)介質(zhì)泄漏現(xiàn)象，增加了管線維護(hù)工作量。②襯膠管道襯膠層脫落、鼓泡，堵塞管道或造成介質(zhì)泄漏對(duì)碳鋼層造成腐蝕，需花費(fèi)大量資金進(jìn)行更換，同時(shí)還造成3價(jià)鐵離子進(jìn)入鹽酸中，影響成品鹽酸品質(zhì)。③生產(chǎn)過程中部分裝置環(huán)境中存在腐蝕性介質(zhì)，碳鋼襯膠管道外層出現(xiàn)了不同程度的腐蝕。該公司根據(jù)實(shí)際情況將該部位管道更換為FRP/PVC復(fù)合管，更換后完全滿足鹽酸輸送管線的使用條件，避免了因使用碳鋼襯膠管道而產(chǎn)生的上述問題。二、FRP/PVC復(fù)合管的主要特性及優(yōu)點(diǎn)FRP/PVC復(fù)合管是以硬質(zhì)聚氯乙烯為內(nèi)襯，玻璃鋼作為外增強(qiáng)層，經(jīng)過纖維纏繞工藝復(fù)合制成。該管道主要用于輸送溫度為-10℃～80℃、壓力≤1.6Mpa腐蝕性流體，既有PVC管耐酸、堿腐蝕的特點(diǎn)，又克服了PVC管在溫度條件下耐壓強(qiáng)度較低的特點(diǎn)，PVC管僅起耐介質(zhì)腐蝕的作用，耐壓強(qiáng)度完全有FRP增強(qiáng)層承擔(dān)。這種管道具有耐腐蝕性能好、耐溫性好、流體阻力小、無電化學(xué)腐蝕、安裝方便，常用于有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境。三、FRP/PVC復(fù)合管的連接與施工1.連接方式及對(duì)應(yīng)的施工技術(shù)措施1.1對(duì)焊連接及施工技術(shù)措施該連接方式主要適用于管徑大于200毫米的管道，焊接部位為FRP/PVC復(fù)合管基層管道（即內(nèi)管PVC材質(zhì)部分）的焊接，焊接后需使用FRP增強(qiáng)。施工技術(shù)措施：①焊口部位的處理。焊接處采用V型焊縫，厚度小于5毫米時(shí)，坡口傾斜角為60o～70o，厚度大于5毫米時(shí)，則為70o～80o，同時(shí)要留2毫米頓邊。坡口完成后，用砂布打磨粗糙的表面，以增強(qiáng)焊接強(qiáng)度。②焊接采用熱風(fēng)焊。焊接時(shí)必須保持管道中心線一致，焊接溫度控制在200～250℃，焊接速度為9～15米/小時(shí)，焊條延伸率應(yīng)控制在15%以內(nèi)，不能過大，以免焊條產(chǎn)生過大的收縮應(yīng)力。焊接溫度一般指距離焊槍噴嘴5毫米處用溫度計(jì)經(jīng)過15秒測(cè)得的溫度。焊條延伸率即焊條經(jīng)過焊接后延長(zhǎng)的比率。③焊條的使用要求。焊接時(shí)無論采用多粗直徑的焊條，第一根焊條都選用直徑2～2.5毫米的單焊條，以保證焊接時(shí)熔化的焊條能擠過坡口端部所留的間隙，避免焊不透，間隙一般取0.5～1毫米。為確保焊縫開端處焊條與焊件能良好結(jié)合，首先需加熱焊條端部，把它彎曲成直角，并插入已加熱的焊縫中，使焊條尾端突出焊縫切口處10毫米左右。更換焊條時(shí)，將焊在焊縫中的焊條用熱刀切成約30o～45o的斜坡，再將待焊的焊條開端也切成30o～45o的斜坡，然后稍微加熱搭接處再繼續(xù)焊接。焊接時(shí)，焊條本體和對(duì)焊條施加壓力的方向都應(yīng)與被焊材料的焊縫成90°角度，最大不超過100°。④為避免焊縫邊緣單面加熱，焊槍噴嘴必須精確地沿焊縫方向移動(dòng)，焊槍噴嘴和焊件之間的夾角為20o～45o，焊槍噴嘴與焊縫表面的距離最好保持在5～6毫米，焊槍噴嘴應(yīng)不斷地上下左右擺動(dòng)，但擺動(dòng)角度不宜太大，避免被焊接材料受熱區(qū)過大過寬。⑤焊縫中每根焊條接頭處必須錯(cuò)開，以保證焊縫強(qiáng)度，焊縫表面應(yīng)飽滿、平穩(wěn)，不能有波紋及凹痕現(xiàn)象。不能有燒焦分解現(xiàn)象，出現(xiàn)后應(yīng)立即清除并補(bǔ)焊，焊接結(jié)束后用FRP對(duì)焊接處進(jìn)行加固處理。1.2承插連接該連接形式耐高壓、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便。主要適用于管徑小于200毫米的管道，連接后為防止連接部位老化，需用FRP纏繞增強(qiáng)。施工技術(shù)措施：①用磨光機(jī)將管道端部（插口）及連接管件內(nèi)部（承口）表面PVC部分打毛，使外表呈灰色，清除粉塵；并用PVC表面專用清洗劑將打毛部位清洗干凈。②在承口及插頭部分快速均勻地涂刷粘接劑。③將插口迅速插入承口，沿管件的軸線方向旋轉(zhuǎn)1/6周，迅速推到規(guī)定的位置，在不少于60秒的時(shí)間內(nèi)，保持所施加的外力不變。完全插入后迅速將承口外露處的粘接劑抹去。④連接部位固化后，用FRP對(duì)其進(jìn)行增強(qiáng)加固。1.3法蘭連接法蘭為FRP/PVC復(fù)合法蘭，該連接形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆卸方便、便于安裝，一般用在與設(shè)備本體進(jìn)出口或伸縮節(jié)的連接上。法蘭與管道連接時(shí)，主要有承插連接與焊接兩種方式，承插連接施工可參照3.1.2中的要求，焊接施工參照3.1.1中的要求，但是焊接時(shí)法蘭的內(nèi)外兩面都必須與管子焊接，法蘭面與管子軸線傾斜度應(yīng)小于或等于管子外徑的1/100。2.FRP/PVC復(fù)合管FRP增強(qiáng)層的施工FRP/PVC復(fù)合管在連接完畢后，要對(duì)連接部位進(jìn)行FRP纏繞，以增強(qiáng)接口部位的強(qiáng)度及密封性，防止接口部位PVC部件受環(huán)境影響而老化。施工技術(shù)條件及要求：①涂刷界面粘合劑：為便于FRP與PVC能較好的粘結(jié)在一起，在纏繞前需在纏繞部位表面均勻密實(shí)涂一層界面粘合劑，然后再纏繞FRP增強(qiáng)層。涂刷前去除增強(qiáng)部位表面油污，并均勻涂刷一層PVC表面處理劑，保持連接部位內(nèi)管外壁表面清潔。界面粘合劑涂層不得流淌，厚薄均勻，不得有涂漏的空白點(diǎn)。②選用適當(dāng)?shù)膹?fù)合層材料：增強(qiáng)材料采用無堿無蠟玻璃絲布，寬度為50～100mm，厚度為0.1mm。不飽和聚酯樹脂按介質(zhì)溫度t選擇，t≤30℃時(shí)選用牌號(hào)為196，；t=30～90℃時(shí)選用牌號(hào)為197或323；t=60～80℃是選用牌號(hào)199或MFE-3。③不飽和樹脂的固化：應(yīng)根據(jù)操作環(huán)境溫度加適量的固化劑，固化劑包括引發(fā)劑（50%過氧化環(huán)乙酮糊）和促進(jìn)劑（含6%環(huán)烷酸鈷的苯乙烯液），其用量各為0.4～4%。加固化劑時(shí)先加引發(fā)劑，調(diào)和均勻再加促進(jìn)劑，不能將二者直接混合，否則將引起爆炸。④具體操作方法：在已準(zhǔn)備好的容器中，放入一定量且已調(diào)和均勻的樹脂，現(xiàn)用現(xiàn)調(diào)，當(dāng)有凝結(jié)時(shí)不能稀釋再用，玻璃絲布在使用前必須浸透樹脂，不能有積余。纏繞時(shí)要用力均勻，不得時(shí)緊時(shí)松，纏繞布帶要重搭，重搭寬度為布帶的1/2寬，并用力滾壓擠出氣泡，使之完全浸透與致密。纏繞完畢后，在表面刷一層不飽和膠衣樹脂，以提高抗老化作用。3.施工過程中需注意的一些其他措施3.1為避免復(fù)合管道在使用中受環(huán)境溫度影響，產(chǎn)生熱脹冷縮而發(fā)生扭曲和扭轉(zhuǎn)變形，要在直管段合適部位加裝伸縮節(jié)，伸縮節(jié)要滿足耐介質(zhì)及環(huán)境腐蝕。3.2FRP增強(qiáng)層在施工時(shí)，環(huán)境溫度宜在15～25℃，若環(huán)境溫度低于10℃時(shí)，須提高溫度。但要注意防火、防塵，并在通風(fēng)良好的場(chǎng)地進(jìn)行，防止中毒。同時(shí)確保增強(qiáng)層