[发明专利]一种埋地钢质管道补口材料及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种埋地钢质管道补口材料及其制备和应用。

背景技术

目前，国内外所采用的主流防腐层及其补口材料如下：

1.环氧FBE类防腐层

主要优点：涂敷操作无污染易融合，现场补口效果好；涂层抗冲击和抗弯曲性能好、耐温性好，通常没有阴极电流屏蔽问题。主要缺点：有一定的亲水性，工作温度在70度以下；涂层硬但脆，受到磕碰容易产生损伤；对现场机具条件要求高，难度太，费用高。补口方面：根据SY/T0315—2005的规定，“熔结环氧涂层现场补口宜采用与管体相同的熔结环氧粉末涂料进行热喷涂”。但是，采用现场热喷涂施工较为复杂，采用液态环氧和热缩套施工效果受人为影响较大，在现场施工中往往还是出现补口质量难以达到设计要求的情况。

2.聚烯烃类防腐层（3PE、3PP）

主要优点：优良防腐蚀性能、粘结性；高抗渗性、良好的机械性能和抗土壤应力的性能。主要缺点：一直未能解决补口问题，搭接粘结效果差，覆盖层剥离或破损后容易形成静电屏蔽；工艺复杂，管端翘边，易产生孔隙气泡；防腐层与主管道不一致。补口方面：根据SY0413-2002的规定，“3PE涂层现场补口采用辐射交联热收缩套（带），也可采用环氧树脂/辐射交联热收缩套(带)三层结构”。但是，国内外都已发现由热收缩套剥离而导致管道涂层整体失效的案例，通过输气管理处《热缩套现场应用状况调查》、西南油气田分公司《在用埋地钢质管道补口技术研究》两个项目成果，并综合国内外类似调查研究结果看，聚烯烃类防腐层的

问题通常集中暴露在补口处，补口有效性问题亟待解决。

3.交联聚乙烯热缩套

主要优点：机械强度高、抗老化能力较好（相对未交联聚烯烃）；.耐环境应力性能好；（初始）粘接性能优异；使用方便。

主要缺点：本来是用于铜芯电缆补口；质量与施工水平密切相关，易出现空鼓、气泡、贴而不粘、边缘松弛、吸水、夹渣、阴极屏蔽；长期（埋地）使用后胶层有可能自然脱粘；与3PE配合使用时，非极性聚乙烯表层与胶粘剂脱粘。

上述材料都不具备自修复功能，在管表涂覆形成涂膜后，下管安装或使用过程中很可能由于机械损伤而破坏涂层本身的完整性，造成涂料达不到原定的保护效果。本技术即为尽量达到上述技术优点而避免其缺点开发的。

发明内容

本发明的目的是提供一种埋地钢质管道补口材料及其制备和应用。埋地钢管采用加强级或特加强级防腐，主体涂层性能较好，但若管道补口、补伤不合格或补口处与原主体涂层的匹配性不好，管道埋地后3～5年就可能在这些部位穿孔，将严重影响整条管道的使用寿命，甚至会导致整条管线报废。为此，需要解决的问题有：

1.补口材料应与原主体涂层（PE、沥青等）性能匹配；

2.补口材料应与原主体涂层相容；

3.补口材料自身的防腐、防水性能要好，要达到相关标准；

4.补口材料要有足够的粘接性和强度；

5.补口材料的施工性能要好；

6.补口材料施工后的质量稳定；

7.提出解决现有补口技术不足的材料和工艺；

8.补口材料自身具备一定时间内的自我修复特性；

9.补口材料应存在两层分力结构，即表层硬（抗划伤、物理损伤），下层软（吸能）结构。

本发明所述的埋地钢质管道补口材料及其制备和应用具体方案：

1.实现本发明的必要条件：实现单组分补口材料在空气中吸湿固化，若在凝固、交联过程中若受到损伤，可以在1周之内逐渐自我修复。

2.核心技术：

（1）本材料的基础配方来自前期开发的埋地钢质管道新型快速补口材料，项目较有创新地将补口材料的生产和施工应用过程进行了调整，将原来所采用的双组分配方改进为单组分配方，同时调整了配比，使材料在成膜反应后会成为一种硬，一种软的材料，而这两种材料之间可以紧密的融合在一起。