专利名称：聚合物水泥砂浆作水管衬里及方法
技术领域：
本发明涉及一种聚合物水泥砂浆作钢管内壁防腐衬里及方法，尤其适合高压注水管内防腐，属于钢管内防腐技术。
油田注水管道为碳钢管，而碳钢管长期在水介质作用下腐蚀较重，往往引起管道穿孔，影响生产。目前，管道内壁防腐如CN87217103采用三层复合结构作衬里，有粘结过渡层，隔水绝缘层和隔水保护层，衬里成型工艺较复杂，且不适于中小口径管道，同时该衬里材料脆性较突出，在高压注水管道中使用会产生开裂、脱落现象。又如CN87103183是在钢管里施加耐腐蚀管，采用拉伸钢管缩径复合，其工艺复杂，成本高，对较大直径和厚壁管则操作困难，且改变了管的径向尺寸，往往给安装配件带来困难。
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处，而提供一种耐水介质压力、耐腐蚀的钢管聚合物水泥砂浆衬里及方法，衬里成型工艺简单，衬里使用寿命长。
本发明的目的可通过以下技术方案来达到衬里由丙烯酸酯共聚乳液(以下简称丙乳)+水泥+石英砂+水组成，按重量配制，其中丙乳、石英砂分别为水泥的(0.2～0.4)、(0.6～2)倍，水的用量以调节丙乳水泥砂浆拌合料的稠度在4～15cm为宜。
上述水泥可采用标号300＃以上的普通硅酸盐水泥，石英砂的粒径为0.1～3mm。
上述衬里在管内壁上成型工艺先在已做表面预处理的管内置入丙乳水尼砂浆拌合料并使之在管轴向上均匀分布，封闭两端，之后，在离心机上旋转钢管使衬里成型，最后，衬里经养护后用压力水喷射衬里表面进行清理。
上述管子在离心机上旋转速度视管径规格而定，并由低速到高速分段旋转。对φ60mm～φ273mm规格的管子，一般在低速段的转速为80～240r/min，而在高速段的转速为500～1800r/min。
本发明与上述现有技术相比具有如下效果1、衬里材料的极限延伸率达到600～1200×10-6，提高了衬里的机械力学安全可靠性，满足了高压注水管道的较大环向拉伸应变对衬里材料的变形能力的要求。
2、衬里表面清洁，无不良附着物。
3、衬里的抗渗、耐蚀、防锈、耐久等方面性能良好，适用于各种输送清水、污水、盐溶液的管道，具有较长的使用寿命，从而达到本发明的衬里长效的目的。
4、衬里造价低于现有的注水管道有机内防腐涂层，远远低于不锈钢衬里或塑料衬里。
下面对本发明作进一步说明采用丙乳水泥砂浆作高压注水钢管的衬里材料，用离心法成型衬里，经养护后用压力水喷射衬里表面，清除浮灰和与衬里结合不牢的粒状物，以保证其表面清洁。衬里由丙乳+水泥+石英砂+水组成，按重量配制，其中丙乳为水泥的(0.2～0.4)倍，石英砂为水泥的(0.6～2)倍，水的用量以调节丙乳水泥砂浆拌合料的稠度在4～15cm为宜。
上述丙乳一般由丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲脂等单体经乳液共聚而成，使用不同的单体比例以及不同的引发剂和乳化剂所合成出的乳液均能满足本发明的要求，但效果有一定的差异。丙乳的固体含量可在30%～50%，以35%～45%为佳。水泥可采用普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，以普通硅酸盐水泥效果最佳。为使丙乳水泥砂浆的强度满足使用要求，水泥的标号一般在300＃以上。石英砂的粒径为0.1～3mm，并控制一定的级配，以保证衬里的强度和表面平整性。为了减少丙乳水泥砂浆拌合料中的气泡含量，提高衬里表面的光洁程度，可在砂浆拌合料中加入消泡剂。
用丙乳水泥砂浆作水管衬里的成型可详细描述为如下步骤(1)将钢管内表面进行表面预处理，清除铁锈等异物，其表面预处理方式可为喷砂、酸洗、高压水喷射清理或其它机械法清理。(2)把丙乳水泥砂浆拌合料置入钢管中，并使之在管轴向上均匀分布。(3)把钢管置在离心机上以较低速度旋转，使丙乳水泥砂浆均匀布于整个衬管的内壁，然后以较高速度旋转钢管，使衬里增加密实性。(4)封闭钢管两端，对衬里进行养护。(5)衬里经养护后，视衬里强度增长情况，用0.5～20MPa水清洗衬里表面，除去浮灰和与衬里结合不紧密的砂。
在上述衬里成型步骤(3)中，钢管的转速视管径大小而定，一般随管径增大而降低。对φ60mm至φ273mm的钢管来说，在低速段的转速一般为80～240r/min，在高速段的转速一般为500～1800r/min。例如，对φ60mm钢管，可先以220r/min左右旋转一定时间，然后再以1600r/min左右旋转一定时间;对φ89mm钢管，可先以180r/min左右旋转，然后再以1200r/min左右旋转;对φ159mm钢管，可先以130r/min左右旋转，然后再以800r/min左右旋转;对φ273mm管子，可先以100r/min旋转，然后再以600r/min左右旋转。在低速段的旋转时间一般为0.5～5min，以1～3min为佳。在高速段的旋转时间一般为2～5min。
实施例一φ89×5mm钢管。丙乳水泥砂浆按重量配制，其中丙乳为水泥的0.3倍，石英砂为水泥的1倍，所用丙乳的固体含量为40%，水泥是400＃普通硅酸盐水泥，石英砂的粒径为0.1～3mm。用水将上述拌合料的稠度调至9cm，然后置入钢管，在离心机上将钢管先以180r/min旋转2min，然后以1200r/min旋转3min，在气温8～17℃条件下养护48h后，用3MPa水清洗衬里表面。使得衬里表面清洁。衬里管经常压至20MPa水压6次循环试验，衬里未出现任何破损。
实施例二φ159×12mm钢管。丙乳水泥砂浆按重量配制，其中丙乳为水泥的0.25倍，石英砂为水泥的1.2倍，所用丙乳的固体含量为40%，水泥为400＃普通硅酸盐水泥，石英砂粒径为0.1～2mm。用水将上述拌合料的稠度调至8cm，然后置入钢管，在离心机上将钢管先以130r/min旋转1.5min，然后以800r/min旋转3min，在气温12～23℃条件下养护48h后，用4MPa水清洗衬里表面使得衬里表面清洁。衬里钢管用于注水管道，注水压力为15MPa，衬里管道运行安全可靠。
权利要求
1.一种用于钢质水管内壁防腐的聚合物水泥砂浆衬里，其特征衬里由丙烯酸酯共聚乳液(简称丙乳)+水泥+石英砂+水组成，按重量配制，其中丙乳、石英砂分别为水泥的(0.2～0.4)、(0.6～2)倍，水的用量以调节丙乳水泥砂浆拌合料的稠度在4～15cm为宜。
2.如权力要求1所述的水管衬里，其特征水泥采用标号是300＃以上普通硅酸盐水泥，石英砂的粒径为0.1～3mm。
3.一种用聚合物水泥砂浆作钢质水管内壁防腐衬里的成型工艺，其特征(1)在已做表面预处理的管内置入丙乳水泥砂浆拌合料且使之在管轴向上均匀分布，在离心机上旋转钢管形成衬里;(2)衬里成型并经养护后，用压力水对衬里表面进行喷射清理。
4.如权力要求3所述的衬里成型工艺，其特征管的旋转速度视钢管直径规格而定，并由低速到高速分段旋转，φ60mm至φ273mm规格的管子一般在低速段的转速为80～240r/min而在高速段的转速为500～1800r/min。
全文摘要
本发明涉及输水管道内壁防腐的聚合物水泥砂浆衬里及其方法。采用丙烯酸酯共聚乳液(丙乳)+水泥+石英砂+水，按重量配制，其中丙乳、石英砂为水的0.2～0.4、0.6～2倍，水的用量以调节拌和料稠度在4～15cm为宜。在已做表面预处理的管子内置入丙乳水泥砂浆拌和料，并使之在管轴向上均布，在离心机上旋转钢管成型衬里，衬里经养护后用高压水喷射清理衬里表面。本衬里适用于各种水管特别是高压注水管的内壁防腐。
文档编号F16L58/04GK1072997SQ92111569
公开日1993年6月9日 申请日期1992年10月15日 优先权日1992年10月15日
发明者林 发, 杨殿民, 於永滨, 王晓光, 杨连春, 唐柏友, 关德林 申请人:大庆石油管理局油田建设设计研究院