前言
中华人民共和国国家标准
埋地钢质管道防腐保温层技术标准
Technical standard for anti-corrosion and insulation coatings of buried steel pipeline
GB/T50538-2020
主编部门:中国石油天然气集团公司
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:
2021 年6月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
2020年第250号
住房和城乡建设部关于发布国家标准《埋地钢质管道防腐保温层技术标准》的公告
现批准《埋地钢质管道防腐保温层技术标准》为国家标准,编号为GB/T50538-2020,自
2021 年6月1日起实施。原国家标准《埋地钢质管道防腐保温层技术标准》(GB/T50538-2010)同时废止。
本标准在住房和城乡建设部门户网站(www.mohurd.gov.cn)公开,并由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国计划出版社有限公司出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2020年11月10日
根据住房和城乡建设部《关于印发〈2015年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》(建标〔2014)189号)的要求,标准编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考相关国内及国际标准,并在广泛征求意见的基础上,最后经审查定稿。
本标准的主要技术内容是:总则,术语,基本规定,结构,材料,预制,现场制作,补口及补伤,质量检验,标识、运输与储存,交工文件等。
本标准修订的主要技术内容是:
1.调整了本标准的适用温度范围:
2.补充了新的防腐保温结构及对应材料等相关内容;
3.补充了聚氨酯喷涂保温管预制工艺,补充了以玻璃钢、防腐钢套管作为防护层的保温管预制工艺等内容;
4.增加了现场制作相关内容,完善了保温管的补口补伤等内容;
5.增加了新增保温结构的质量检验方法,完善了预制保温管的质量检验方法;
6.对附录进行了重新调整。
本标准由住房和城乡建设部负责管理,由石油工程建设专业标准化委员会负责日常管理,由大庆油田工程有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送大庆油田工程有限公司(地址:黑龙江省大庆市让胡路区西康路6号,邮编:163712)。
本标准主编单位:大庆油田工程有限公司
中国石油集团工程技术研究院
本标准参编单位:中国石油规划总院
大庆油田工程建设有限公司建材公司
中国石油集团工程设计有限责任公司
西南分公司
西安长庆科技工程有限责任公司
天华化工机械及自动化研究设计院有限公司
北京市建设工程质量第四检测所
江苏宝力泰新材料科技有限公司
本标准主要起草人员:曹靖斌 韦振光 张宝良 杨春明 韩文礼 张红磊 罗锋 黄春蓉 李超 张志浩 贾宏庆 刘长海 郜玉新 白冬军 顾颖波 孟祥刚 于海涛 刘芳 王愔 陈彬源 林罡 李薇薇 韩秀军 张荣兰 刘庆洪 雷鸣 李婷婷 赵越 张大伟 那忠庆
本标准主要审查人员:张其滨 赵君 叶可仲 白树彬 张晓灵 廖宇平 欧莉 杨学丽 窦洪强 赵常英 曹静明 钟华亮
1 总则
1.0.1 为规范埋地钢质管道外防腐保温层的设计、施工及检验,制定本标准。
1.0.2 本标准适用于输送介质温度不高于350℃,环境温度不低于一25℃的埋地钢质管道的外防腐保温。
1.0.3 埋地钢质管道外防腐保温层的设计、施工及检验除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
条文说明
1.0.2 本标准的适用范围包括两个方面:一是输送介质温度不超过350℃的埋地防腐保温管道,这个温度范围包括了油田输送管道、城镇供热管道及蒸汽管道等,其覆盖范围能够满足绝大部分埋地钢质管道的防腐保温要求;二是环境温度不低于-25 ℃ 的埋地防腐保温管道,低温环境需要考虑出现保温管的低温影响情况的发生。
2 术语
2.0.1 防护层 jacket layer
为防止水或潮气进入保温层,在保温层外部设置的防护结构。
2.0.2 防水帽 water proof cap
采用辐射交联聚乙烯热收缩材料或其他等效材料制作的,用于保温管端部防水的异型件。
2.0.3 “一步法”工艺 one-step process
聚乙烯外护层挤出和聚氨酯保温层发泡在一条作业线上连续同步制作的工艺。
2.0.4 “管中管法”工艺 pipe-in-pipe process
将聚氨酯保温原料灌注在外护管与钢管形成的密闭环形空间中,并发泡成型的制作工艺。
2.0.5 “喷涂法”工艺 spraying process
采用喷涂的方法将聚氨酯保温原料涂覆到钢管外表面形成保温层的制作工艺。
2.0.6 反射层 reflecting layer
在高温复合保温结构中设置的具有热反射功能的材料层。
2.0.7 保护垫层 protective layer
在高温复合有机-无机保温结构中,具有减振作用和便于管道与无机保温层之间相对移动的无机垫层。
条文说明
本章所列术语,其定义及范围仅适用于本标准。
2.0.6 反射层是高温管道保温中常用的一种结构,一面为通常材料铝箔、铝箔玻璃丝布等光亮面的材料,使用时将光亮面朝向高温侧。铝箔、铝箔玻璃丝布等使用时,温度通常不超过250℃。
3 基本规定
3.0.1 埋地钢质管道的保温设计,应符合减少散热损失、满足输送工艺要求、安全环保、经济合理等基本原则。
3.0.2 埋地敷设的防腐保温管道宜采用工厂化预制,现场补口的方式。场站内管道及弯头、三通等异型件的防腐保温层可现场制作,现场制作防腐保温层性能不应低于预制管道的要求。
3.0.3 防腐层应根据输送介质运行温度、管道沿线敷设环境特点、使用寿命、施工可操作性、技术经济性等条件合理选用。
3.0.4 保温层应根据敷设环境条件、材料导热系数、抗压强度、化学稳定性、热稳定性、硬质材料的线性膨胀及收缩系数、腐蚀性及耐蚀性、防潮性能等指标综合选用,并应符合下列规定:
1 单一保温结构的材料允许使用温度应高于管道的最高设计温度;
2 复合保温结构的内外层界面处温度不应超过外层材料推荐使用温度的90%;
3 保温层的厚度应根据工艺计算确定,经济厚度计算应符合本标准附录A的规定,当保温层厚度超过80mm时,保温层宜分层设置;
4 与奥氏体不锈钢表面接触的保温材料的氯化物、氟化物、硅酸根、钠离子含量应符合现行国家标准《覆盖奥氏体不锈钢用绝热材料规范》GB/T17393的有关规定,保温材料浸出液的pH值在25C时应为7.0~11.0。
3.0.5 防护层应根据敷设环境、施工及存储条件,满足防水、机械强度、化学稳定性、耐老化及使用寿命等要求合理选用;当采用钢管作为防护层时,外护钢管应做外防腐,外护钢管外防腐层应按使用工况确定防腐材料和防腐等级。
3.0.6 管道防腐层补口、补伤材料应根据管道的介质温度及环境条件合理选用,并应与主体管道各层材料相匹配。
3.0.7 埋地钢质管道防腐保温层制作、安装等过程应符合职业健康、安全、环保管理相关规定。
条文说明
3.0.2 场站内及短距离敷设管道、弯头、三通等异型件的防腐保温可现场制作并不排斥工厂预制现场组装,工厂预制更加容易保证质量。
4 结构 4.0.1 输送介质温度不高于80℃的防腐保温管宜采用“防腐层保温层-防护层-端部防水层”结构(图4.0.1-1、图4.0.1-2)。采用喷涂法制作保温管时,宜在保温层和防护层之间增加粘结胶层,端部防水层宜与防护层连续一体制作。输送介质温度高于80℃且不高于140℃的防腐保温管宜采用“防腐层-保温层-防护层-端部防水层”结构(图4.0.1-3)。保温管端部预留长度不应小于150mm±10mm。
图4.0.1-1 输送介质温度不高于80℃的“防腐层-保温层-防护层-端部防水帽”结构保温管道结构图
1一钢管;2一防腐层;3一瑞部防水帽;4一保温层;5一防护层
图4.0.1-2 输送介质温度不高于80℃的喷涂法保温管道结构图
1一钢管;2一防腐层;3一粘结胶层;4一聚氨酯泡沫;5一防护层
图4.0.1-3 输送介质温度高于80℃且不高于140℃的“防腐层-保温层-防护层-端部防水层”保温管道结构图
1一钢管;2一防腐层;3一端部防水层;4一保温层;5一防护层
4.0.2 输送介质温度高于140℃且不高于350℃时,应按表4.0.2选用高温防腐保温结构,保温管端部应采用临时防水措施,预留长度应满足下列要求:
1 当保温管无防腐层时,保温管端部预留长度不应小于100mm;
2 当保温管有防腐层时,保温管端部预留长度不应小于120mm。
表4.0.2 高温防腐保温管形式及结构
4.0.3 弯头、三通等异型件的防腐保温结构应根据输送介质温度按下列规定确定:
1 当输送介质温度不高于80℃时,宜采用“防腐层-保温层防护层-端部防水帽”结构或喷涂法制作的保温结构;
2 当输送介质温度高于80℃且不高于140℃时,可采用“防腐层-保温层-防护层-端部防水层”结构;
3 当输送介质温度高于140℃且不高于350℃时,应按本标准4.0.2采用高温防腐保温结构。
4.0.4 工厂预制的保温管道及弯头、三通等异型件端部防水措施应符合下列规定:
1 当输送介质温度不高于80℃时,端部防水措施宜采用辐射交联聚乙烯热收缩防水帽;
2 当输送介质温度高于80℃时,宜根据实际使用工况确定端部防水层材料性能和结构形式。
4.0.5 现场制作的保温管防腐保温结构应与工厂预制的防腐保温结构一致,补口处的防腐保温结构应与主体管道的防腐保温结构相匹配。
条文说明
4.0.1 防水帽是预制保温管端部防水措施之一,通常采用聚乙烯热收缩异型结构,规定输送介质温度不高于80℃,主要是考虑聚乙烯热收缩材料的长期耐温要求。
输送介质温度80℃~140℃涵盖了供热管道、热水管道及部分蒸汽管道,在这部分温度范围内,通常聚乙烯防水帽已经不适合,因此不做防水帽防水措施的要求。为了避免水从端部进入保温管内部,可采取与防护层及防腐层相容的材料在端部覆盖防水胶等防水结构。也有在保温层内部敷设报警设施的做法,当水进入保温层时,报警设施报警,提示及时维修。国外供热管道聚氨酯保温预制管均设有渗漏报警线,一旦管道某处发生渗漏,通过报警线的传导,便可在专用检测仪表上显示保温管道渗水、漏水的准确位置及渗漏程度的大小,以便通知检修人员迅速处理漏水的管段,保证供热管网的安全运行。在现行国家标准《高密度聚乙烯外护管硬质聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管及管件》GB/T29047中也有报警线的设置要求,使用时可根据具体情况酌情考虑是否采取泄露报警装置。
泡沫喷涂成型保温管结构一般为防腐层一保温层一胶粘剂层一防护层。喷涂法预制的保温管防护层热缠绕聚乙烯保温只适用于直管段的预制,弯头保温还是采用现在常用的聚乙烯管节焊接,或先模具浇筑保温层后制作防护层的方式,因此,需要注意弯头与直管段防护层外径的匹配,以利于现场补口施工。
图4.0.1-1的端部预留长度指保温层端部至钢管焊口端部的距离尺寸,通常预留为150mm,当有防腐层时,防腐层会伸出保温层端部至少20mm,因此有防腐层时,端部尺寸一般不小于140mm。
4.0.2 输送介质温度高于140℃的高温复合保温管见现行行业标准《直埋高温钢质管道保温技术规范》SY/T0324。
4.0.3 弯头及管件的防腐保温结构宜与直管段防腐保温结构一致,温度低于80℃的一般为油田集输系统管道,输送介质温度为80℃~140℃的供热管道居多,输送介质温度不低于140℃的为其他用途管道,因此根据不同用途及应用习惯给出推荐防腐保温结构,实际应用过程还应根据具体使用环境确定。
4.0.4 端部防水措施主要包括防水帽、端部树脂防水胶层、聚乙烯焊接及粘接结构、手工黏糊玻璃钢层或光固化材料、临时塑料布套等方式。
5 材料 5.1 防腐层材料
5.1.1 钢质管道外防腐层应具备良好的电绝缘性、机械性、防潮防水性、附着力、耐化学性和热老化性、耐微生物侵蚀等基本性能。
5.1.2 埋地钢质保温管道保温层下防腐层材料宜按表5.1.2选择。
表5.1.2 保温管道保温层下常用防腐层材料
续表5.1.2
注:适用温度下限为防腐层适用的安装和储存最低环境温度。
条文说明
5.1.2 表5.1.2中第1、2项的下限温度是根据现行国际标准化组织标准ISO 21809-1:2011 Petroleum and natural gas indus tries-External coatings for buried or submerged pipelines used in pipeline transportation systems-Part 1:Polyolefin coatings确定的,其余各项温度范围根据所对应防腐层的标准确定。表5.1.2中的适用温度下限是指环境温度,上限是指输送介质温度。
防腐层材料选择时既要考虑防腐层材料的耐温性,又要考虑施工期间在最低环境温度情况下不致使防腐层性能发生改变。
6'>《埋地钢质管道防腐保温层技术标准》GB/T 50538-2020 D.3试件制作
D.3.1 样品应按各试验项目试件要求加工。
D.3.2 抗压强度和导热系数的试样应标明泡沫上涨方向。
D.3.3 成品管取样加工成的试件,厚度达不到要求时应按实际厚度计,加工成试件的体积应等于各试验项目规定的试件体积。
本标准用词说明
1 为便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
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《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264
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《塑料 拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》GB/T 1040.2
《绝缘材料 电气强度试验方法 第1部分:工频下试验》GB/T 1408.1
《热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定》GB/T 1633
《塑料 聚乙烯环境应力开裂试验方法》GB/T 1842
《塑料 热塑性塑料熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)的测定 第1部分:标准方法GB/T3682.1
《化工产品密度、相对密度的测定》GB/T 4472
《塑料 冲击法脆化温度的测定》GB/T 5470
《热塑性塑料管材纵向回缩率的测定》GB/T 6671
《纤维增强塑料用液体不饱和聚酯树脂》GB/T 8237
《热塑性塑料管材 拉伸性能测定 第3部分:聚烯烃管材》GB/T8804.3
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《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第1部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》GB/T 8923.1
《非金属固体材料导热系数的测定 热线法》GB/T 10297
《硅酸钙绝热制品》GB/T 10699
《绝热用岩棉、矿渣棉及其制品》GB/T 11835
《聚乙烯管材和管件炭黑含量的测定(热失重法)》GB/T 13021
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《玻璃纤维无捻粗纱》GB/T 18369
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《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的评定试验 第3部分:涂覆涂料前钢材表面的灰尘评定(压敏粘带法)》GB/T18570.3
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《绝热用硬质酚醛泡沫制品(PF)》GB/T 20974
《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》GB/T 23257
《绝热用聚异氰脲酸酯制品》GB/T 25997
《城镇供热预制直埋保温管道技术指标检测方法》GB/T 29046
《高密度聚乙烯外护管硬质聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管及管件》GB/T 29047
《固体绝缘材料 介电和电阻特性 第2部分:电阻特性(DC方法)体积电阻和体积电阻率》GB/T 31838.2
《硬质聚氨酯喷涂聚乙烯缠绕预制直埋保温管》GB/T34611
《玻璃纤维增强塑料外护层聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》CJ/T 129
《未增塑乙酸纤维素含水量的测定》HG/T 2751
《复合硅酸盐绝热制品》JC/T 990
《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》SY/T 0315
《直埋高温钢质管道保温技术规范》SY/T 0324
《涂装前钢材表面处理规范》SY/T 0407
《钢质管道聚烯烃胶粘带防腐层技术标准》SY/T 0414
《埋地钢质管道液体环氧外防腐层技术标准》SY/T 6854
《石油天然气站场管道及设备外防腐层技术规范》SY/T 7036
《钢质管道聚丙烯防腐层技术规范》SY/T 7041
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