一種用於海底單層保溫管的聚脲彈性體防水密封結構的製作方法
2023-05-01 00:59:36 1
專利名稱：一種用於海底單層保溫管的聚脲彈性體防水密封結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種聚脲彈性體防水密封結構，更具體的說，本發明涉及一種用於海
底單層保溫管的聚脲彈性體防水密封結構。
背景技術：
傳統的海底管線，通常採用雙層鋼管的"管中管"結構，以減少海底管線的熱損失，
並克服海水對管線的浮力作用。由於採用雙層鋼管結構的海底管線，鋼材消耗量大，內外鋼
管都需要焊接並100%探傷，因此工程整體造價較高，且鋪管速度慢，效率較低。 隨著海底管道系統技術的發展，世界範圍內越來越多的海底管線開始採用單層保
溫管結構，以彌補前述雙層鋼管結構的缺陷。然而，目前單層保溫管系統用於管端防水密封
的熱縮防水帽，相對於雙層鋼管結構的焊接與"BULKHEAD"密封結構卻存在諸多缺陷，主要
表現在 (1)所述的熱縮防水帽與高密度聚乙烯管間的剪切強度和剝離強度均較低，故難 以滿足工程要求； (2)所述的熱縮防水帽安裝完成後，與填充的保溫材料間存在間隙，導致熱縮防水 帽的立面極易破損； (3)所述熱縮防水帽安裝過程中的工藝參數難於控制，故對安裝人員的操作水平 要求較高，使其施工質量難以保障。 這些缺陷的存在，成為制約單層保溫管結構廣泛應用的關鍵因素。
發明內容
本發明所要解決的問題，就是克服上述現有技術存在的缺陷，並為此提供一種工 藝合理、可控性好、防水性好、耐壓性好的用於海底單層保溫管的聚脲彈性體防水密封結 構。 本發明用於海底單層保溫管的聚脲彈性體防水密封結構，包括由鋼管以及從內至 外依次設置在所述鋼管外周的FBE防腐層、聚氨酯保溫層以及高密度聚乙烯夾克管構成的 單層保溫管，所述單層保溫管的管端部位從所述高密度聚乙烯夾克管的外周面過所述聚氨 酯保溫層的斷面直至所述FBE防腐層的外周面設置有連續無縫的聚脲彈性體防水密封塗 層。 所述聚脲彈性體防水密封塗層的設置方法包括以下步驟 (1)對所述高密度聚乙烯夾克管管端部位的表面進行刻槽、拉毛或其他可增加接 觸面積的工藝處理。 (2)採用火焰加熱、電暈或其他適宜的方式，對所述高密度聚乙烯夾克管管端部位 的外表面進行極化處理。 (3)對所述聚氨酯保溫層的斷面進行表面清理，並封閉該斷面上可能存在的孔隙。
(4)對所述的FBE防腐層進行表面清潔和乾燥處理。
(5)從所述單層保溫管管端部位的高密度聚乙烯夾克管的外周面開始，過所述聚 氨酯保溫層的斷面，再過所述FBE防腐層的外周面，噴塗聚脲防水密封塗層。
所述高密度聚乙烯夾克管管端表面的刻槽或拉毛深度為0. 5mm左右，其設置形式 為連續螺旋狀或獨立封閉的圓環狀。 所述高密度聚乙烯夾克管管端表面極化處理後的表面張力大於50達因/釐米。
所述聚氨酯保溫層的斷面應清潔、無油汙，無灰塵或其他汙染物。
所述聚脲彈性體防水密封塗層的厚度不小於2mm，且該塗層與所述高密度聚乙烯 夾克管以及所述FBE防腐塗層的搭接寬度不小於100mm。 所述聚脲彈性體防水密封塗層的表面連續無縫且無鼓包、針孔、過噴、縮孔。
所述聚脲彈性體防水密封塗層使用雙組份高壓噴塗設備進行噴塗，其噴塗溫度為 60-75。C，壓力為15-20Mpa，凝膠時間小於20s。 本發明採用噴塗技術在單層保溫管管端表面形成一個整體連續的聚脲彈性體防 水密封結構，其有益效果是所述聚脲彈性體防水密封塗層與所述高密度聚乙烯夾克管以 及FBE防腐層表面的粘接性良好，附著力大，耐壓強度高，抗衝擊性能好，能對海底單層保 溫管起到有效而可靠的防水密封作用。
附圖是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式
為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，以下結合附圖以及實施例對本發明的 技術方案作以詳細說明。 參照附圖，本發明用於海底單層保溫管的聚脲彈性體防水密封結構，包括單層保 溫管，所述的單層保溫管由鋼管4以及從內至外依次設置在所述鋼管4外周的FBE防腐層 3、聚氨酯保溫層2以及高密度聚乙烯夾克管1構成，所述單層保溫管的管端部位從所述高 密度聚乙烯夾克管1的外周面過所述聚氨酯保溫層2的斷面直至所述FBE防腐層3的外周 面設置有連續無縫的聚脲彈性體防水密封塗層5。 本發明中所述聚脲彈性體防水密封塗層的設置方法包括以下步驟 (1)對所述高密度聚乙烯夾克管1管端部位的表面進行刻槽、拉毛或其他可增加
接觸面積的工藝處理。 (2)採用火焰加熱、電暈或其他適宜的方式，對所述高密度聚乙烯夾克管1管端部 位的外表面進行極化處理。 (3)對所述的聚氨酯保溫層2進行表面清理，並封閉該斷面上可能存在的孔隙，也 可以通過斷面預塗裝達到此目的。 (4)對所述的FBE防腐層3進行表面清潔、乾燥處理。
(5)從所述單層保溫管管端部的所述高密度聚乙烯夾克管1的外周面開始，過所 述聚氨酯保溫層2的斷面，再過所述FBE防腐層3的外周面，噴塗聚脲防水密封塗層。
前述步驟(1)中，所述高密度聚乙烯夾克管管端表面的刻槽或拉毛深度為0. 5mm 左右，其設置形式為連續螺旋狀或獨立封閉的圓環狀。
前述步驟(2)中，對所述高密度聚乙烯夾克管管端表面極化處理之後的表面張力 應大於50達因/釐米。 前述步驟(3)中，對管端斷面所述聚氨酯保溫層2的表面清理，應達到表面清潔、 乾淨，無油汙，無灰塵和其他汙染物的效果。 前述步驟(5)中，所噴塗的聚脲彈性體防水密封塗層的厚度不小於2mm，且該塗層 與所述高密度聚乙烯夾克管和所述FBE防腐塗層的搭接寬度不小於100mm。
前述步驟(5)中，所噴塗的聚脲彈性體防水密封塗層的表面應無鼓包、針孔、過 噴、縮孔等現象，並且連續無縫。 前述步驟(5)中，所述聚脲彈性體防水密封塗層是使用雙組份高壓噴塗設備經過 高溫高壓反應噴塗而成的，其噴塗溫度為60-75t:，壓力為15-20Mpa，凝膠時間小於20s。
為使噴塗均勻，可將所述的單層保溫管放置在旋轉裝置上，並且調節好旋轉速度， 然後，隨著所述單層保溫管的旋轉沿其軸向進行噴塗，噴塗後所獲得的聚脲塗層可對所述 單層保溫管起到防水密封作用。
下面是幾個實施例
實施例1 (1)在所述高密度聚乙烯夾克管1管端部位的外表面刻槽，其刻槽形式為連續螺 旋狀或獨立封閉的圓環狀，刻槽深度0. 5mm。 (2)對所述高密度聚乙烯夾克管1管端部位的外表面採用火焰加熱極化處理，使 其表面乾燥、清潔，表面張力達到52達因/釐米。 (3)對所述聚氨酯保溫層2的管端端面進行清洗、清潔、乾燥等表面清理。
(4)採用清洗劑對所述的FBE防腐層3進行表面清潔、乾燥處理。
(5)表面處理後檢查表面是否乾燥，將所述的單層保溫管放置在旋轉裝置上，同時 調節好其旋轉速度，使用雙組份高壓噴塗設備進行噴塗，兩組份的溫度設置為66°C ，噴塗壓 力為18Mpa，隨著鋼管的旋轉沿著軸向進行噴塗，噴塗的聚脲彈性體防水密封塗層的厚度為 3.0mm，與高密度聚乙烯管、FBE防腐塗層的搭接寬度分別為120mm、120mm。噴塗後的塗層表 面無鼓包、針孔、過噴、縮孔等現象，連續無縫。 通過該實施例所述的方法噴塗後所形成的連續、整體的密封結構，其聚脲彈性體 防水密封塗層與所述高密度聚乙烯夾克管1以及所述FBE防腐層3表面的粘接良好，附著 力大，耐壓強度高，抗衝擊性能好。其與所述FBE防腐層3的附著力為5Mpa，與所述高密度 聚乙烯夾克管1的附著力為4. 5Mpa，且其拉伸強度達到10Mpa，能夠對海底的單層保溫管起
到有效地防水密封作用。
實施例2 (1)在所述高密度聚乙烯夾克管1管端部位的外表面刻槽，其刻槽形式為連續螺 旋狀或獨立封閉的圓環狀，刻槽深度0. 5mm。 (2)對所述高密度聚乙烯夾克管1管端部位的外表面採用等離子電暈極化處理使 其表面乾燥、清潔，表面張力達到59達因/釐米。 (3)對所述聚氨酯保溫層2的管端端面進行清洗、清潔、乾燥等表面清理。 (4)採用清洗劑對所述的FBE防腐層3進行表面清潔、乾燥處理。 (5)表面處理後檢查表面是否乾燥，將所述的單層保溫管放置在旋轉裝置上，同時
5調節好其旋轉速度，使用雙組份高壓噴塗設備進行噴塗，兩組份的溫度設置為70°C ，噴塗壓 力為16Mpa，隨著鋼管的旋轉沿著軸向進行噴塗，噴塗的聚脲彈性體防水密封塗層的厚度為 2. 5mm，與高密度聚乙烯管、FBE防腐塗層的搭接寬度分別為130mm、130mm。噴塗後的塗層表 面無鼓包、針孔、過噴、縮孔等現象，連續無縫。 通過該實施例所述的方法噴塗後所形成的連續、整體的密封結構，其聚脲彈性體 防水密封塗層與所述高密度聚乙烯夾克管1以及所述FBE防腐層3表面的粘接良好，附著 力大，耐壓強度高，抗衝擊性能好。其與所述FBE防腐層3和所述高密度聚乙烯夾克管1的 附著力均為5. 5Mpa，其拉伸強度可達到12Mpa，能夠對海底的單層保溫管起到有效地防水
密封作用。 實施例3 (1)在所述高密度聚乙烯夾克管1管端部位的外表面進行拉毛處理，其拉毛形狀 為連續螺旋狀或獨立封閉的圓環狀，拉毛深度0. 4mm。 (2)對所述高密度聚乙烯夾克管1管端部位的外表面採用等離子電暈極化處理使 其表面乾燥、清潔，表面張力達到61達因/釐米。 (3)採用清洗劑對所述聚氨酯保溫層2的管端端面進行表面清潔、乾燥處理，並進 行預塗裝。 (4)採用清洗劑對所述的FBE防腐層3進行表面清潔、乾燥處理。
(5)表面處理後檢查表面是否乾燥，將所述的單層保溫管放置在旋轉裝置上，同時 調節好其旋轉速度，使用雙組份高壓噴塗設備進行噴塗，兩組份的溫度設置為65°C ，噴塗壓 力為20Mpa，隨著鋼管的旋轉沿著軸向進行噴塗，噴塗的聚脲彈性體防水密封塗層的厚度為 4mm，與高密度聚乙烯管、FBE防腐塗層的搭接寬度分別為120mm、110mm。噴塗後的塗層表面 無鼓包、針孔、過噴、縮孔等現象，連續無縫。 通過該實施例所述的方法噴塗後所形成的連續、整體的密封結構，其聚脲彈性體 防水密封塗層與所述高密度聚乙烯夾克管1以及所述FBE防腐層3表面的粘接良好，附著 力大，耐壓強度高，抗衝擊性能好。其與所述FBE防腐層3的附著力為6. OMpa，與所述高密 度聚乙烯夾克管1的附著力均為5. OMpa，其拉伸強度可達到15Mpa，能夠對海底的單層保溫 管起到有效地防水密封作用。
實施例4 (1)在所述高密度聚乙烯夾克管1管端部位的外表面進行拉毛處理，其拉毛形狀 為連續螺旋狀或獨立封閉的圓環狀，拉毛深度0. 4mm。 (2)對所述高密度聚乙烯夾克管1管端部位的外表面採用火焰加熱進行極化處理 使其表面乾燥、清潔，表面張力達到55達因/釐米。 (3)採用清洗劑對所述聚氨酯保溫層2的管端端面進行表面清潔、乾燥處理。
(4)採用清洗劑對所述的FBE防腐層3進行表面清潔、乾燥處理。
(5)表面處理後檢查表面是否乾燥，將所述的單層保溫管放置在旋轉裝置上，同時 調節好其旋轉速度，使用雙組份高壓噴塗設備進行噴塗，兩組份的溫度設置為70°C ，噴塗壓 力為17Mpa，隨著鋼管的旋轉沿著軸向進行噴塗，噴塗的聚脲彈性體防水密封塗層的厚度為 4mm，與高密度聚乙烯管、FBE防腐塗層的搭接寬度分別為130mm、100mm。噴塗後的塗層表面 無鼓包、針孔、過噴、縮孔等現象，連續無縫。
6
通過該實施例所述的方法噴塗後所形成的連續、整體的密封結構，其聚脲彈性體 防水密封塗層與所述高密度聚乙烯夾克管1以及所述FBE防腐層3表面的粘接良好，附著 力大，耐壓強度高，抗衝擊性能好。其與所述FBE防腐層3的附著力為5. OMpa，與所述高密 度聚乙烯夾克管1的附著力均為5. 5Mpa，其拉伸強度可達到13Mpa，能夠對海底的單層保溫 管起到有效地防水密封作用。 本發明用於海底單層保溫管的防水密封，與現有技術相比，具有以下優點 (1)聚乙烯夾克管表面採用極化處理，增加了塗層的粘接力，具有高剪切強度和剝
離強度。 (2)塗層的強度高，拉伸強度^ 8Mpa，硬度為邵A75_95，彈性好，不易破損。
(3)施工工藝簡捷高效，噴塗質量可控。
(4)環境適應性好。 以上參照附圖對本發明的技術方案進行了示意性的描述。對於所屬領域的技術人 員來說，在上述說明的啟示下，還可以對本發明用於海底單層保溫管的聚脲彈性體防水密 封結構中的某個部件或其形成過程中的某些步驟進行一些改變或調整。特別需要指出的 是，只要不脫離本發明的宗旨，所有顯而易見的改動均包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種用於海底單層保溫管的聚脲彈性體防水密封結構，包括由鋼管以及從內至外依次設置在所述鋼管外周的FBE防腐層、聚氨酯保溫層以及高密度聚乙烯夾克管構成的單層保溫管，其特徵是，所述單層保溫管的管端部位從所述高密度聚乙烯夾克管的外周面過所述聚氨酯保溫層的斷面直至所述FBE防腐層的外周面設置有連續無縫的聚脲彈性體防水密封塗層。
2. 根據權利要求1所述的用於海底單層保溫管的聚脲彈性體防水密封結構，其特徵 是，所述聚脲彈性體防水密封塗層的設置方法包括以下步驟(1) 對所述高密度聚乙烯夾克管管端部位的表面進行刻槽、拉毛或其他可增加接觸面 積的工藝處理；(2) 採用火焰加熱、電暈或其他適宜的方式，對所述高密度聚乙烯夾克管管端部位的外 表面進行極化處理；(3) 對所述聚氨酯保溫層的斷面進行表面清理，並封閉該斷面上可能存在的孔隙；(4) 對所述的FBE防腐層進行表面清潔和乾燥處理；(5) 從所述單層保溫管管端部位的高密度聚乙烯夾克管的外周面開始，過所述聚氨酯 保溫層的斷面，再過所述FBE防腐層的外周面，噴塗聚脲防水密封塗層。
3. 根據權利要求2所述的用於海底單層保溫管的聚脲彈性體防水密封結構，其特徵 是，所述高密度聚乙烯夾克管管端表面的刻槽或拉毛深度為0. 5mm左右，其設置形式為連 續螺旋狀或獨立封閉的圓環狀。
4. 根據權利要求2所述的用於海底單層保溫管的聚脲彈性體防水密封結構，其特徵 是，所述高密度聚乙烯夾克管管端表面極化處理後的表面張力大於50達因/釐米。
5. 根據權利要求2所述的用於海底單層保溫管的聚脲彈性體防水密封結構，其特徵 是，所述聚氨酯保溫層2的斷面應清潔、無油汙，無灰塵或其他汙染物。
6. 根據權利要求2所述的用於海底單層保溫管的聚脲彈性體防水密封結構，其特徵 是，所述聚脲彈性體防水密封塗層的厚度不小於2mm，且該塗層與所述高密度聚乙烯夾克管 以及所述FBE防腐塗層的搭接寬度不小於100mm。
7. 根據權利要求2所述的用於海底單層保溫管的聚脲彈性體防水密封結構，其特徵 是，所述聚脲彈性體防水密封塗層的表面連續無縫且無鼓包、針孔、過噴、縮孔。
8. 根據權利要求2所述的用於海底單層保溫管的聚脲彈性體防水密封結構，其特 徵是，所述聚脲彈性體防水密封塗層使用雙組份高壓噴塗設備進行噴塗，其噴塗溫度為 60-75。C，壓力為15-20Mpa，凝膠時間小於20s。
全文摘要
本發明公開了一種用於海底單層保溫管的聚脲彈性體防水密封結構，包括由鋼管以及從內至外依次設置在鋼管外周的FBE防腐層、聚氨酯保溫層以及高密度聚乙烯夾克管構成的單層保溫管，所述單層保溫管的管端部位從所述高密度聚乙烯夾克管的外周面過所述聚氨酯保溫層的斷面直至所述FBE防腐層的外周面設置有連續無縫的聚脲彈性體防水密封塗層。所述聚脲彈性體防水密封塗層的設置方法包括對高密度聚乙烯夾克管管端部位的表面刻槽、拉毛、極化等處理，還包括從所述高密度聚乙烯夾克管的外周面過所述聚氨酯保溫層的斷面再過所述FBE防腐層的外周面噴塗聚脲防水密封塗層。本發明的優點是耐壓強度高，抗衝擊性能好，能對海底單層保溫管起到有效而可靠的防水密封作用。
文檔編號F16L58/04GK101776195SQ20101012335
公開日2010年7月14日 申請日期2010年3月12日 優先權日2010年3月12日
發明者劉海超, 呂喜軍, 文志軍, 焦振峰, 王洪洲, 相政樂, 趙利, 高象傑 申請人:中國海洋石油總公司;中海油能源發展股份有限公司