鋼管外表面涂覆玻璃鋼防腐層是目前國內油田管道建設中經常采用的防腐方法。玻璃鋼是以樹脂為主要成型材料、以玻璃纖維或其制品作增強材料的增強塑料。根據所使用的樹脂品種不同可分為聚酯玻璃鋼、環(huán)氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼等等。大慶油田生產的玻璃鋼防腐管主要以中堿玻璃纖維無捻粗紗為增強材料，不飽和聚酯樹脂為基質，將玻璃纖維在由樹脂與色漿、固化劑、引發(fā)劑組成的液態(tài)混合原料中浸透后，通過纏繞機械交叉纏繞在除銹合格的鋼管表面上，經固化而成的一種絕緣防腐管。其主要生產工藝流程如圖1。
           

玻璃鋼防腐層的質量直接影響管道使用壽命，因此控制玻璃鋼產品質量是管道防腐施工中非常重要的環(huán)節(jié)，通過反復實踐，對生產線上排列纏繞紗、樹脂混合液、參數設置、成型控制等環(huán)節(jié)上的工藝方法進行了改進，較好的控制了玻璃鋼防腐層的質量。

1　排列纏繞紗方法改進

排列纏繞紗是指將紗架上的中堿玻璃纖維無捻粗紗按次序穿過纏繞小車上的兩個多孔板，依次固定在限位器里。其目的是使得紗線均勻致密的纏繞在鋼管表面，從而保證防腐層的連續(xù)性。如果紗線排列雜亂，纏繞過程中紗線容易糾纏在一起形成死結影響生產的順利進行，使得生產效率低下。另外如果通過限位器內的紗線發(fā)生磨損斷裂，或者多條紗線排擠到一個限位器凹槽內，則會使纏繞防腐層出現連續(xù)的漏點，從而影響產品質量。對于該環(huán)節(jié)，保證防腐層的一種方法是在紗架頂部增加一個帶活動軸承的多孔板，因為原來的兩個多孔板都安裝在纏繞小車上，紗線直接從紗架上落下穿入多孔板，由于纏繞小車的行走距離在十米以上，大部分紗線都會在地面上拖來拖去，容易粘上塵土和雜物，增加多孔板后，雖然多排一遍紗，但紗線離開了地面，保證了紗線的清潔和防腐層的質量；另外一種方法是優(yōu)選限位器，原來的限位器是通過在一根細鐵管上插一排鋼釘進行限位，生硬的鋼釘容易把紗線磨斷導致缺線漏纏，因此可將其改為尼龍材料的限位軸，將紗線排放在限位軸中間的凹槽里，降低紗線的磨擦，從而解決了斷線、拉毛等問題。

2　樹脂混合液的配方優(yōu)選

樹脂混合液的配制是指將不飽和聚酯樹脂與固化劑、引發(fā)劑、色漿按一定的質量比混合并攪拌均勻，為玻璃纖維的纏繞提供浸漬液。其比例是1:0.02～0.04:0.02～0.04:0.03。且固化劑、引發(fā)劑的用量應隨溫度的變化而有所不同，在氣溫超過25℃時，質量比例可調至1:0.015:0.015:0.03。

　　對固化劑及引發(fā)劑的添加比例和添加時刻進行控制是保證玻璃鋼質量的關鍵，固化劑能激活引發(fā)劑并使其分解，引發(fā)劑是玻璃鋼材料反應成型的活性物質，其分解產生的游離基促使樹脂中的聚酯分子活化，從而發(fā)生交聯固化反應。引發(fā)劑本身并不參與成型，但它是反應劇烈程度的特征物質，直接影響玻璃鋼材料的成型速度。因此固化劑和引發(fā)劑的添加量會直接影響玻璃鋼材料的固化時間和成型質量。固化劑和引發(fā)劑的添加量過少，會導致樹脂固化時間長甚至不固化，影響玻璃鋼的成型質量，使防腐管外觀流掛嚴重，同時降低生產效率；固化劑添加的量過大則會在玻璃鋼纏繞過程中提前固化，由于走紗槽內大量的樹脂混合液固化，從而無法為纏繞紗提供浸漬液，導致生產中斷，此時必須將固化物清除，重新排列纏繞紗，耗費工時并且浪費原材料。此外，固化劑的用量過大還會導致成品脆性加大，容易產生表面裂紋等缺陷。

　　在生產中，按照管徑的大小和鋼管的長度，先計算出纏繞一根玻璃鋼防腐管所需要樹脂混合液的質量，然后按照其3～4倍進行配制。配制時先將不飽和聚脂樹酯與引發(fā)劑、色漿按1:0.02:0.03的質量比放入攪拌罐內進行持續(xù)不斷的攪拌，使其充分混合。在纏繞前將攪拌罐內的混合液取適量放入拌料桶內，再向桶內加入相對應的2 的固化劑，攪拌均勻后倒入走紗槽內，進行纏繞。

3　厚度控制方法改進

大慶油田玻璃鋼生產線機械化程度較高，所有的主要工藝參數均可通過鍵盤輸入電腦進行操作。纏繞方式分為手動、半自動、全自動三種。在生產過程中，通過輸入芯模直徑、芯模長度、紗片寬度、內外部環(huán)向層數和中間交叉層數來調節(jié)纏繞工藝。芯模直徑指所纏鋼管外徑、芯模長度指所纏鋼管的總長度、紗片寬度指實際纏繞在鋼管上時紗線的有效寬度、內外部環(huán)向層數指紗線的內側和外側采用環(huán)向纏繞方式的層數、中間交叉層數是指采用交叉纏繞方式的層數。

　　參數設定的主要控制要點是纏繞方式和纏繞層數的選擇。由于玻璃鋼防腐管是以鋼管為基礎，所以其剪切強度可忽略，故只采用環(huán)向纏繞方式即可。根據相關標準規(guī)定玻璃鋼防腐管防腐層厚度為：普通級≥2.2mm，加強級≥2.4mm。經過實際測試，單層玻璃纖維粗紗浸過樹脂纏繞在鋼管上固化后的厚度為0.55mm，纏繞紗架上共40股紗線，排好后的實際寬度為250mm。在生產加強級玻璃鋼防腐管時，理論上的做法是將紗片寬度設為250mm，內部環(huán)向層數設為2層，外部環(huán)向層數設為2層，即纏繞小車往復2次，共4個行程。優(yōu)點是紗線排列致密，成型好。缺點是耗費原材料，工時過長，生產效率低。因此對纏繞方式進行改進，將紗片寬度設為120mm，即搭接寬度在50％以上，內外環(huán)向層均設為1層，即纏繞小車往復1次，共2個行程。這樣纏繞固化后的玻璃鋼防腐層厚度可達到2.4mm以上，在滿足防腐層性能要求的同時，不會浪費原材料并且節(jié)省了工時，提高了生產效率。

4　纏繞紗方法改進

在玻璃鋼防腐管生產中，纏繞方式是將浸漬混合液后的玻璃纖維粗紗側向纏繞在鋼管上，在鋼管表面形成一層防腐層。

　　在生產過程中為保證防腐層的厚度，通常讓玻璃纖維多帶樹脂膠纏繞在鋼管上，纏繞過程中樹脂因未固化而大量流淌，造成原材料的浪費，因此設專人進行刮膠，但該方法耗時耗力。經過研究和試驗驗證，在走紗槽上增設4道刮膠棒，使浸膠后的紗線經過刮膠棒的幾次刮涂，讓多余的混合液重新回流到走紗槽內，可以很好的保證防腐層質量的同時減少了人工并節(jié)省了原材料。

5　成型方法改進

       在纏繞防腐層完畢后，必須進行防腐層成型控制。在開始生產玻璃鋼防腐管階段，由于場地限制，防腐層纏繞完畢后，沒有進行后續(xù)的旋轉固化，而是直接放置在待檢處自然固化，這使得固化后的防腐管外觀成型不好，在管表面會有一道因混合液流淌固化而形成的流掛。為了能夠使產品具有較好的外觀，在纏好玻璃纖維粗紗的防腐層表面加纏一層塑料膜，其作用類似于瀝青防腐管外層的聚氯乙烯工業(yè)膜。塑料薄膜的厚度要適中，塑料膜厚度過薄(如90μm)使薄膜易拉伸，固化后的成品管底部會形成少量的凸棱，塑料膜厚度過厚則會造成原料浪費，經過反復實踐選定厚度為135μm的塑料膜，并在纏繞時拉緊薄膜使其與玻璃纖維層緊貼在一起，該方法可有效防止混合液的流淌，保證產品的外觀質量。

6　結束語

排列纏繞紗方法改進可以有效的避免防腐層出現連續(xù)漏點，樹脂混合液配方優(yōu)化可以很好的控制防腐涂層的完整性，厚度控制方法改進以及纏繞紗方法的改進在保證質量的前提下可以極大的提高工作效率，成型方法的改進可以保證產品的外觀質量，通過對生產線工藝方法的一系列改進使產品質量有了很大提高。