1 概述
玻璃鋼管是由玻璃絲及樹(shù)脂經(jīng)纏繞后制成的，簡(jiǎn)稱(chēng)FRP(Fiberglass Reinforced Plastic)管，具有重量輕，耐腐蝕，防火，施工方法簡(jiǎn)單，維修方便(不必動(dòng)火)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于油田，海洋平臺(tái)，化工廠，海水淡化廠，消防管線，污水處理廠等領(lǐng)域的消防水管線，海水管線，排水管線等。中國(guó)石油海洋工程公司的主要裝備：中油海5#和中油海6#自生式鉆井平臺(tái)，由勝利鉆井工藝研究院和中船708所設(shè)計(jì)，中國(guó)船級(jí)社(CCS)為第三方監(jiān)理，青島北海船舶重工有限公司承建。在這兩艘鉆井平臺(tái)中有消防水系統(tǒng)和壓載水(海水)系統(tǒng)，原設(shè)計(jì)為大口徑碳鋼管，為減輕船舶自重，經(jīng)過(guò)多方論證，決定采用美國(guó)輻基斯公司(Fiber Glass Systems)生產(chǎn)的綠螺線175／250系列的玻璃鋼管道，工作壓力1.2MPa，試驗(yàn)壓力為1.8MPa，最高工作溫度可達(dá)110℃，符合國(guó)際海事組織(IMO)三級(jí)耐火能力，所應(yīng)用的管道直徑尺寸范圍為1”—24”，總長(zhǎng)度約700m。
海洋平臺(tái)玻璃鋼管線施工的特點(diǎn)是：
(1)直徑在12”及以下都采用直套筒連接方式，直徑在12”以上的采用錐度承插接頭，粘合連接，而不是采用玻璃絲布抹膠合劑層層纏繞的方法；
(2)重量輕，綠螺線175／250系列的重量只是鋼管的1／4，施工輕便。
(3)導(dǎo)靜電功能，在綠螺線175—C和250—C內(nèi)加入導(dǎo)電的碳纖維作為管壁和管件壁結(jié)構(gòu)的一部分，是用于鉆井平臺(tái)這樣的危險(xiǎn)區(qū)域的一種導(dǎo)靜電的管道系統(tǒng)(可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求來(lái)選用)。
(4)車(chē)間預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)組裝。其主要施工程序?yàn)椋鹤鲕?chē)間預(yù)制圖，切管下料，管端加工，管件接頭定位，涂敷粘合劑，管接頭裝配，加熱固化，接口標(biāo)識(shí)，質(zhì)量檢查，靜水壓檢驗(yàn)；現(xiàn)場(chǎng)安裝，吹掃，定位，試壓。
2 施工程序
2.1 做車(chē)間預(yù)制圖
根據(jù)ISO圖，減去管件尺寸，計(jì)算出每一管段的實(shí)際長(zhǎng)度，做出管段標(biāo)識(shí)號(hào)，管道各接口編號(hào)，做出車(chē)間預(yù)制圖(Spool Drawing)。應(yīng)注意，由于大部分管件尺寸均符合CCS所規(guī)定的鋼制管件的尺寸，但仍有少數(shù)管件尺寸不相符，應(yīng)注意核對(duì)廠家提供的數(shù)據(jù)，根據(jù)艙室位置決定直管段的接口位置。
2.2 車(chē)間預(yù)制
2.2.1 切管
根據(jù)ISO圖度量出所需要的長(zhǎng)度并在管道上劃線。當(dāng)用臺(tái)鉗夾緊管子時(shí)，應(yīng)采用6mm厚的橡膠墊(或同等物)保護(hù)管子以免損壞。玻璃鋼管可用細(xì)紋齒的鋼鋸或附有磨輪的電鋸切削。檢查切口的垂直度。直徑在100mm以?xún)?nèi)的管子的垂直度應(yīng)在1.0mm以?xún)?nèi)；更大的管子則應(yīng)在2mm以?xún)?nèi)。并采用砂輪機(jī)或銼糾正垂直度。
2.2.2 管端加工
Model 2600管端加工工具適用于直徑1.5”—6”(40～173mm)的管子，至于DN225(8in)及更大的管子，則采用8”—16” Taper tool和18”—24”Taper tool工具。管端加工工具可用手工操作，但如果在準(zhǔn)備若干接頭，最好是用手提電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，用π尺(πTaper)檢查加工好的管端外徑以確保符合下列尺寸(見(jiàn)表1)：
所有粘合表面必須是清潔和干燥的，且須在裝配前的2h內(nèi)磨砂所有粘合表面，用清潔的布將所有砂磨表面的灰塵除去：接頭的內(nèi)部，已切削的管端，插口的外面。用活瓣砂磨機(jī)砂磨粘合表面。砂磨表面應(yīng)顯示無(wú)光、新加工過(guò)，而不是光亮外觀。用清潔干布徹底擦拭砂磨表面或用除塵刷除去塵粒。倘若表面潮濕，用加熱毯或熱氣槍加熱，直至干燥，然后再砂磨。天氣惡劣時(shí)在施工場(chǎng)區(qū)搭帳篷，使粘合表面不會(huì)潮濕。不能赤手或用臟手套接觸已加工好的表面，以免出現(xiàn)油質(zhì)薄膜。
2.2.3 管件接頭定位
為了確保接頭的適當(dāng)定位，在涂抹粘合劑之前應(yīng)給相連各部件寫(xiě)上標(biāo)示符號(hào)，以確保合適定位。應(yīng)避免污染粘合表面，試裝各配件，然后標(biāo)明每一配件，做以后定位之用。方法如下：插口插入深度及直徑：插入深度按下表所列的距離，并用白滑脂筆或皂石劃一條線，當(dāng)插口進(jìn)入管子承口底部時(shí)，所劃的線將距離承口端lin(25mm)，數(shù)據(jù)見(jiàn)表2：
2.2.4 涂敷粘合劑
當(dāng)接頭準(zhǔn)備粘合時(shí)，將固化劑加進(jìn)樹(shù)脂，至少攪拌1min或直至混合均勻。徹底混合后，即刻將混合的粘合劑涂在粘合表面，混合后的膠合劑應(yīng)在15min內(nèi)用完。用粘合劑罐中所附帶的刮刀在承口、包括管擋的表面涂上一個(gè)薄層(1mm)的粘合劑(承插口內(nèi)過(guò)量的粘合劑將限制接頭內(nèi)介質(zhì)的流動(dòng))。在整個(gè)插口表面涂滿(mǎn)粘合劑并在切割的管口涂上一個(gè)薄層。當(dāng)承插口粘合時(shí)，插口表面過(guò)多的粘合劑將被擠出來(lái)，再用帶圓頭的木片修整即可。
2.2.5 管接頭裝配
不旋轉(zhuǎn)插口，將其插進(jìn)承口直至穩(wěn)當(dāng)?shù)匕惭b在管擋上。對(duì)于DN150以上的管子或更大者，可用緊線夾安裝接頭和將其固定。在進(jìn)行連接時(shí)，對(duì)準(zhǔn)有配合符號(hào)地法蘭、三通及其它管接頭以避免在裝配時(shí)旋轉(zhuǎn)部件。
2.2.6 加熱固化粘合劑的接頭／法蘭
加熱強(qiáng)制固化必須在粘接1h后進(jìn)行，否則容易形成氣泡造成泄漏。在強(qiáng)制固化粘合劑時(shí)，將加熱氈的恒溫器端置于已裝配接頭上，而將恒溫器面朝外，將剩下的部分包裹接頭，用絕緣帶把加熱氈綁緊。然后開(kāi)啟加熱氈并在管上標(biāo)記開(kāi)始時(shí)間，一般和裝配的法蘭因在內(nèi)部加熱，40min即可；連接的管接頭和管件因在外部加熱，需要60min。
2.2.7 接口標(biāo)識(shí)
在接口處應(yīng)根據(jù)車(chē)間預(yù)制圖統(tǒng)一編好的接口號(hào)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，內(nèi)容包括：粘接口號(hào)，粘接時(shí)間，粘接人等。
2.3 質(zhì)量檢查
參考輻基斯公司提供的表格制定檢查項(xiàng)目：接口表面是否清潔干燥；接口表面是否無(wú)油污；切割好的插口直徑是否合適；插口長(zhǎng)度是否合適；粘合劑是否過(guò)期，混合后的粘合劑是否在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用完；加熱氈是否發(fā)熱；接口是否有標(biāo)識(shí)等等。
3 現(xiàn)場(chǎng)安裝
3.1 安裝支架
在平臺(tái)上根據(jù)坐標(biāo)、標(biāo)高定出位置將支架焊接固定在平臺(tái)結(jié)構(gòu)梁或其它支架上，平臺(tái)底甲板上表面標(biāo)高為+0.00，根據(jù)輪機(jī)系統(tǒng)的施工圖，及在管道下托架的高度，可定出支架位置。
3.2 管道安裝
首先將主管道安裝在支架上就位，在平臺(tái)上粘接現(xiàn)場(chǎng)口，從而完成整個(gè)消防水和壓載水系統(tǒng)的主管安裝，然后將管道托架(分為固定托架和滑動(dòng)托架)固定在管線底部。再以上述方法安裝分支管線及托架。
3.3 試壓
如前所述，管線設(shè)計(jì)壓力為1.2MPa，故將其試驗(yàn)壓力定為1.8MPa，并在高點(diǎn)設(shè)置放空閥，低點(diǎn)設(shè)置排水閥。本平臺(tái)消防水管線系統(tǒng)高點(diǎn)放空設(shè)在位于管線甲板上的消防炮處，低點(diǎn)排污則位于排往大海的管線尾端。
4 管件介紹
輻基斯公司生產(chǎn)的管件有幾百種， 僅綠螺線175／250系列就有68種之多，中油海5#和6#平臺(tái)采用的管件僅有13種。，它們的尺寸基本上全是按照美標(biāo)鋼制管件的尺寸生產(chǎn)的，如，1”—6” 為長(zhǎng)半徑(1.5D)，8”—24” 為標(biāo)準(zhǔn)半徑(1.0D)，也可提供長(zhǎng)半徑，DN100的等徑三通為216mm(從中心到3出口的距離)等等，從提供的數(shù)據(jù)表我們可以查到這些數(shù)據(jù)。值得一提的是，對(duì)于一些無(wú)法采用異徑三通的地方，我們必須采用一種稱(chēng)為“鞍座(SADDLE)”的管件，直接在主管上開(kāi)一個(gè)孔，將其粘接在主管上，然后再接出分支管線即可。
5 工具配備
輻基斯公司生產(chǎn)的玻璃鋼管施工常用工具主要有：管端準(zhǔn)備工具，鋼鋸或電鋸，管臺(tái)鉗，活瓣輪砂磨機(jī)，橡膠錘，鎖緊器，加熱氈，刷子，擦布折尺，卷尺，π量尺，平銼等。
6 維護(hù)和修理
當(dāng)粘接完又有改動(dòng)時(shí)，必須將插口在距承插口約10mm處將插口割斷，然后用鑿子將承口內(nèi)的玻璃鋼鑿出，并修整，打磨，且不得破壞管件本體。
7 低溫條件下的注意事項(xiàng)
除常溫下的安裝注意事項(xiàng)外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
7.1 粘合劑的儲(chǔ)藏
不要將其儲(chǔ)存在溫度高于38℃或低于0℃的環(huán)境中，在寒冷的氣候中，可將粘合劑加熱至16℃以上但不超過(guò)38℃ 以確保能良好的調(diào)配，便于安裝。
7.2 粘合劑的處理
調(diào)配粘合劑的環(huán)境是不高于99℃且不低于16℃，若溫度不在此范圍內(nèi)，特別是環(huán)境溫度低于16℃時(shí)，粘合劑必須用外來(lái)熱源加溫以保持在16℃以上，以便于調(diào)配且確保粘接質(zhì)量。
7.3 接頭部位的處理
在低溫環(huán)境下(低于16℃)粘接安裝時(shí)，除粘合劑必須加熱外，管端在接頭部位的溫度也須加熱保溫在16℃以上。粘接完成后，必須用電加熱氈包住接頭
部位并保溫一段時(shí)間。
8 總結(jié)
從中油海5#和中油海6#自生式鉆井平臺(tái)的施工和使用情況看，玻璃鋼管線的預(yù)制及安裝、試壓效果均比較理想，這種承插口連接比較方便，安裝允許誤差也比較容易控制，玻璃鋼管線耐腐蝕，耐中、低壓情況也比較好，雖維修稍微有些麻煩，但不必動(dòng)火，尤其是在有易燃易爆氣體的地方，它的維修更顯出比鋼管的優(yōu)勢(shì)。因此，值得在油田，海洋平臺(tái)，海水淡化廠，污水處理廠等領(lǐng)域的消防水管線，海水管線，排水管線，或有腐蝕性介質(zhì)的管線系統(tǒng)上推廣應(yīng)用。