三PE埋地管道通用检验规程.docx
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三PE埋地管道通用检验规程
三PE埋地管道通用检验规程
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2011年11月
1.前言
2.依据规程标准
3.防腐层结构
4.材料检验
5.材料适用性试验
6.三PE埋地防腐管检验工艺
编制:
王国俊校对:
杜昕审批:
沈延春
1.前言
埋地钢质管道3PE防腐涂层是80年代以德国为代表的欧洲国家开发并成功应用的管道防腐技术,它由底层环氧粉末、中问层粘接剂和外层聚乙烯三种材料构成。
其中环氧粉末涂层具有优异的与金属的附着力和抗阴极剥离性能以及优良的耐化学腐蚀性和抗氧气渗透性,聚乙烯涂层具有优异的抗冲击性能和抗水渗透性能,两者通过中问层粘接剂粘接的配合而形成的复合涂层充分显现了各自的优点,弥补了它们的缺点。
鉴于3PE涂层优异的综合性能使其在世界范围内得到了广泛应用,因此在一些大型管道工程上3PE防腐成为首选涂层。
我国管道防腐涂层经过几十年的不断完善,经历了石油沥青、沥青玻璃布、煤沥青、环氧煤沥青、煤焦油瓷漆、热熔胶夹克、聚乙烯冷缠胶带和熔结环氧粉末(FBE)等,于90年代中期发展到3PE防腐涂层。
我国在90年代中期国家重点工程陕京输气管道建设时首次采用3PE防腐涂层,直到现在的十几年间包括西气东输工程一线、二线在内的多条国家重点管道工程都采用了这种防腐涂层,可以说3PE涂层已成为我国管道防腐的主导涂层。
十几年来在我国的应用表明3PE涂层的综合性能是其它涂层无法比拟的,但3PE涂层的生产工艺和生产控制相对复杂一些,任何一个环节出现问题都会影响防腐涂层的质量,应进行严格的质量控制。
为了严格贯彻执行国家规程、标准,确保直埋夹套保温管及其管件产品制造质量,切实做好各工序的质量控制,明确统一检验手段,特编制本检验工艺。
2.依据规程标准
GB/T9711.1-1997《石油、天然气工业输送钢管交货技术条件1A级钢管》
GB/T3087-2008《低中压锅炉用无缝钢管》
GB/T8163-2008《输送流体用无缝钢管》
SY/T0413-2002《埋地钢制管道聚乙烯防腐层技术标准》
GB/T23257-2009《埋地钢制管道聚乙烯防腐层》
GB/T18593-2010《熔融结合环氧粉末涂料的防腐蚀涂装》
GB8923-1988《涂装前钢材锈蚀等级和除锈等级》
SY/T0063-1999《管道防腐层检漏试验方法》
JB/T3022-1993《城市供热用螺旋埋弧焊钢管》
SY/T5037-2000低压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管
GB/T3682热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定
GB/T1633热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定
GB/T5470塑料冲击法脆化温度的测定
GB/T1408.1绝缘材料电气强度试验方法第一部分:
工频下的试验
GB/T1842塑料聚乙烯环境应力开裂试验方法
GB/T1410固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法
GB/T4472化工产品密度、相对密度测定通则
GB/T6554电气绝缘用树脂基反应复合物第2部分:
试验方法电气用涂敷粉末方法
SY/T0315-2005钢制管道单层熔结环氧粉末外反防腐层技术标准
GB/T1040塑料拉伸性能试验方法
GB2828.1-2003《逐步检查计数抽样程序集抽样表》
3防腐层结构
3.1挤压聚乙烯防腐层分二层结构和三层结构两种。
二层结构的底层为胶粘剂层,外层为聚乙烯层;三层结构的底层通常为环氧粉末涂层,中间层为胶粘剂层,外层为聚乙烯层。
3.2防腐层的最小厚度应符合表1的规定。
焊接部位的防腐层厚度不应小于表1规定值的70%。
要求防腐层机械强度高的地区,应使用加强级。
表1防腐层的厚度
钢管公称直径
DN
环氧涂层ª/µm
胶粘剂层/µm
防腐层最小厚度/mm
普通级(G)
加强级(S)
DN≤100
≥80
≥170~250
1.8
2.5
100<DN≤250
2.0
2.7
250<DN<500
2.2
2.9
500≤DN<800
2.5
3.2
DN≥800
3.0
3.7
ª不适用于二层结构聚乙烯防腐层。
4.材料检验
4.1钢管
4.1.13PE埋地管所用材料必须符合相应材料标准的规定及使用安全的规范规定,并具有生产单位合格的材料质量证明书和合格证,按规定验收合格后办理入库手续。
钢管生产单位应具有相应级别的特种设备制造许可证。
4.1.2质保书的内容应齐全正确清晰并加盖单位质量检验章。
原质保书复印件必须加盖供材单位检验章和经办人章方可有效。
4.2对钢管材料的检验
4.2.1材质检验
①无缝钢管应符合GB/T3087-2008《低中压锅炉用无缝钢管》、GB/T8163-2008《输送流体用无缝钢管》等相关标准要求;螺旋焊钢管应符合GB/T9711.1-1997、SY/T5037-2000及CJ/T3022-93等相关标准;并依据SY/T0413-2002和GB/T23257-2009标准要求选材。
②外购的无缝管等受压力管件必须有完整合格的质保书;其材质应符合GB/T3087-2008及GB/T8163-2008标准相关规定要求,并与实物相符合。
③防腐层材料应符合SY/T0413-2002《埋地钢制管道聚乙烯防腐层技术标准》的相关要求。
4.2.2外观质量检验
钢管质量证明书与实物进行核对后,还必须抽查实物,防止实物存在超标缺陷,保证管材质量在投用前得到有效控制。
①钢管表面不得存在气泡裂纹、重皮、夹杂锈蚀等缺陷。
检查方法:
现场用卷尺、游标卡尺等量具抽查实物。
②检验规则如表2
表2检验规则表
检验项目
工(量)具
检验方法
外
观
质
量
标记
目测
根据质保书核对实物、炉批号、材质、规格及
技术标准
长度
卷尺
做二点测量、每批不少于三支
外径
游标卡尺
做二点测量、每批不少于三支
壁厚
游标卡尺
每批不少于三支,每支不少于三点
弯曲度
1米钢板尺
钢管方向测量,每支不少于二处每批不少于三支
表面质量
目测
钢管方向测量,每支不少于二处,每批不少于三支
核对质保书中化学成分及机械性能
目测
核对质量保证书及有关标准
备注
依据标准:
GB8163-2008、GB3087-2008、CJ/T3022-93等
4.2.3几何尺寸检验
①管材厚度不得小于材料要求的负偏差(用游标卡尺测量)。
②3PE埋地管的工作钢管性能和尺寸公差应符合CJ/T3022-93、GB/T3087-2008、GB/T8163-2008或GB/T9711.1-1997的规定。
工作管的最小壁厚应符合表3的规定。
表3mm
工作管外径
最小壁厚S
32~48
3.0
51~76
3.5
89~133
4.0
140~159
4.5
219~273
6.0
325~529
7.0
559~820
8.0
4.3防腐层材料检验
4.3.1一般规定;
1防腐层各种原材料均应有出厂质量证明书及检验报告、使用说明书、出厂合格证、生产日期及有效期。
2防腐层各种原材料均应包装完好,按厂家说明书的要求存放。
3对每种牌(型)号的环氧粉末涂料和胶粘剂以及每种牌(型)号的聚乙烯专用料,在使用前均应有通过国家计量认证的检验机构对其性能进行检测,性能达不到规定要求的,不能使用。
4.3.2环氧粉末涂料的质量应符合表4的规定,熔结环氧涂层的性能应符合表5的规定。
对每一生产批(不超过20t)环氧粉末涂料,均应按照表4和表5的规定进行质量复检。
4.3.3胶粘剂的性能应符合表6的规定。
对每一生产批(不超过30t)胶粘剂,应按附表5的规定进行质量复检。
4.3.4聚乙烯专用料及其压制片材的性能应符合表7和表8的规定。
对每一生产批(不超过500t)聚乙烯专用料,应按表7规定的第1、2、3项和表8的第1、2、3项进行性能复检;对其它性能指标,有怀疑时亦可进行复检。
表4环氧粉末涂料的性能指标
序号
项目
性能指标
试验方法
1
粒径分布(%)
150µm筛上粉末≤3.0
250µm筛上粉末≤0.2
GB/T6554
2
挥发份(%)
≤0.6
GB/T6554
3
胶化时间(200℃)(S)
≥12
GB/T6554
4
固化时间(200℃)(min)
≤3
SY/T0413-2002
表5熔结环氧涂层的性能指标
序号
项目
性能指标
试验方法
1
附着力(级)
≤2
SY/T0413-2002
2
阴极剥熟(65℃,48h)(mm)
剥离距离≤8
SY/T0413-2002
表6胶粘剂性能指标
序号
项目
性能指标
试验方法
1
密度(g/cm³)
0.910-0.950
GB/T4474
2
熔体流动速率(190℃,2.16kg)
(g/10min)
≥0.5
GB/T3682
3
维卡软化点(℃)
≥90
GB/T1633
4
脆化温度(℃)
≤50
GB/T5470
表7聚乙烯专用料的性能指标
序号
项目
性能指标
试验方法
1
密度(g/cm³)
≥0.940
GB/T4474
2
熔体流动速率(190℃,2.16kg)
(g/10min)
≥0.12
GB/T3682
3
炭黑含量(%)
2.02.4
GB/T13021
4
耐热老化(100℃,2400h)(100℃,4800h(%)
≤35
GB/T3682
表8聚乙烯专用料压制片的性能指标
序号
项目
性能指标
试验方法
1
拉伸强度(Mpa)
≥20
GB/T1040
2
断裂伸长率(%)
≥600
GB/T1040
3
维卡软化点(℃)
≥110
GB/T1633
4
脆化温度(℃)
≤-65
GB/T5470
5
电气强度(MV/m)
≤25
GB/T1480.1
6
体积电阻率(Ω.m)
≥1×10¹³
GB/T1410
7
耐环境应力开裂(F50)(h)
≥1000
GB/T1842
8
耐化学介质腐蚀(浸泡7d)(%)
10%HCL
≥85¹
SY/T0413-2002
10%NaOH
≥85¹
10%NaCl
≥85¹
9
耐紫外光老化(336h)(%)
≥80¹
SY/T0413-2002
5防腐层材料适用性试验
5.1.1应对所选定的防腐层材料在涂敷生产线上进行防腐层材料适用性试验,并对防腐层性能惊醒检测。
当防腐层材料生产厂家或牌(型)号或钢管规格改变时,应重新进行适用性试验。
适用性试验合格后,应按照适用性试验确定的工艺参数进行防腐层涂敷生产。
5.1.2聚乙烯及防腐层性能应符合表9和表10的规定。
5.1.3按确定的工艺参数涂敷聚乙烯层(不含胶和环氧粉末涂层)进行性能检测,结果应符合表9的规定。
5.1.4从防腐管或同一工艺条件下涂敷的试验管段上截取试件对防腐层整体性能进行检测,结果应符合表10的规定
表9聚乙烯层的性能指标
项目
性能指标
试验方法
拉伸强度
轴向/MPa
≥20
GB/T1040.2
周向/MPa
≥20
GB/T1040.2
偏差ª/%
≤15
断裂伸长率/%
≥600
GB/T1040.2
压痕硬度/mm
(23℃)
(50℃或70℃)Ь
≤0.2
≤0.3
GB/T23257-2009
耐环境应力开裂(F50)/h
≥1000
GB/T1842
偏差为轴向的周向拉伸强度的差值与两者中较低者之比。
常温型,试验条件为50℃;高温型,试验条件为70℃。
表10防腐层的性能指标
项目
性能指标
试验方法
二层
三层
剥离强度/(N/cm)
(20℃±10℃)
(50℃±5℃)
≥70
≥35
≥100(内聚破坏)
≥70(内聚破坏)
GB/T23257-2009
阴极剥离(65℃,48h)
≤15
≤15
GB/T23257-2009
阴极剥离(最高使用温度,30d)/mm
≤25
≤95
GB/T23257-2009
环氧粉末固化度:
固化百分率/%
环氧粉末固化度:
玻璃化温度变化值|ΔΤg|/℃
——
≥95
≤5
GB/T23257-2009
冲击强度/(J/mm)
≥8
GB/T23257-2009
抗弯曲(-30℃,2.5°)
聚乙烯无开裂
GB/T23257-2009
7、3PE检验工艺
7.1表面除锈质量和锚纹深度检验应符合下列要求:
a)应采用GB/T8923规定的方法检验钢管表面预处理后的除锈质量,除锈等级应达到GB/T8923中规定的Sa2.5级。
连续生产时,应逐根检验钢管表面除锈质量;
b)应采用锚纹拓印膜检验钢管外表面锚纹深度。
直管应至少每4h检测两根的表面锚纹深度。
7.2涂敷前应逐根监测钢管表面的加热温度,且温度应控制在200℃-240℃内,最高不超过260℃,从生产开始起至少应每小时记录一次温度值。
7.3应逐根对防腐层外观进行目测检查,外观要求平整、色泽均匀、无气泡、无开裂及缩孔,允许有轻度桔皮状花纹。
7.4漏点检验应符合下列要求:
a)应用电火花检漏仪在防腐层完全固化且温度低于100℃的状态下,对每根钢管的全部防腐层做漏点检验,检验电压以5V/μm计。
检漏仪应至少每班校准一次;
b)漏点数量在下述范围内时,要进行修补:
当钢管外径<325mm时,平均每米管长漏点数不超过一个;当钢管外径≥325mm时,平均每平方米外表面漏点数不超过0.7个。
经过修补的防腐层应对修补处进行漏点检验。
当漏点超过上述规定时,或个别漏点的面积≥2.5×104mm2时,要进行重涂。
c)成品防腐钢管防腐层应确认无漏点。
7.5每班至少应抽取一根钢管,按SY/T0315-2005附录B的方法进行防腐层固化度检验。
其涂层固化百分率应大于等于95%,玻璃化转变温度的变化值(ΔTg)应≤5℃。
当抽检钢管的防腐层固化度不合格时,应加倍抽查,重新进行检验。
若任一检验结果不合格,应对当班涂敷的钢管进行逐根检验,防腐层固化度不合格的钢管应予以重涂。
7.6防腐层厚度检验应符合下列要求:
a)防腐层总厚度检验:
应使用磁性涂层测厚仪,在涂敷管表面温度降到测厚仪允许的温度时,沿每根钢管轴向随机取三个位置,测量每个位置圆周方向均匀分布的任意四点的防腐层厚度并记录,其厚度应符合表1的规定。
当测得的某一点的厚度值低于最小厚度要求时,应对受此影响的钢管沿轴向以1m的间隔逐段检验,若测得的平均值不符合要求或某一点的厚度值小于规定的最小厚度值50μm以上时,应重涂。
测厚仪应至少每班校正一次;
b)内、外层厚度检验:
正常生产后,每班至少应抽取一根钢管使用多层测厚仪在管端防腐层边缘随机测量内、外层厚度一次并记录。
内、外层厚度应符合表1的要求。
当总厚度符合要求,内层或外层厚度小于规定的最小厚度值50μm以上时,应重涂。
测量后应对防腐层的损坏处按要求及时进行修补。
7.7每批连续生产的直管每种管径、壁厚每工作班(最多间隔12h)应截取一个长度为500mm左右的管段或同等生产工艺条件下的试验管段作为试件。
试件均应按表9和表10中的各项指标进行测试。
7.8若测试结果不符合表9和表10的要求,应立即调整涂敷工艺参数。
同时,在该不合格试验段与前一合格试验段之间,应追加两个试件,重新检验。
当两个重做的试件均合格时,则该区间内涂敷过的成品管可以通过验收。
若重做的两个试件中有一个不合格,则应将前一个试验合格的成品管到该不合格试验管件之间的所有产品均视为不合格。
以后的生产仍按要求抽取管段试件进行测试。
7.9不合格产品应按7.10规定进行重新涂敷。
7.10防腐层的修补和重涂
7.10.1修补
采用局部修补的方法修补防腐层缺陷时,应符合下列要求:
a)缺陷部位的所有锈斑、鳞屑、裂纹、污垢和其他杂质及松脱的防腐层应清除掉;
b)将缺陷部位根据修补材料生产商的要求打磨成粗糙面;
c)用干燥的布或刷子将灰尘清除干净;
d)直径小于或等于25mm的缺陷部位,应用环氧粉末生产商推荐的热熔修补棒或双组分液体环氧树脂涂料进行局部修补;
e)直径大于25mm且面积小于2.5×104mm2的缺陷部位,可用环氧粉末涂料生产商推荐的双组分液体环氧树脂涂料进行局部修补;
f)修补材料应按厂家推荐的方法储存和使用;
g)修补后防腐层总厚度应满足4.4.2的要求。
修补情况应予以记录。
7.10.2重涂
检验中厚度不合格、漏点数量超过允许修补范围或防腐层质量检验不合格的外防腐钢管,应进行重涂。
重涂时,应将钢管加热到不超过275℃,使防腐层软化,然后将全部防腐层清除掉,再进行喷(抛)射处理。
重涂及重涂后质量检验应按7.1和7.2的规定执行。
重涂管的检验情况应予以记录。
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