[发明专利]聚合物水泥砂浆作水管衬里及方法

说明书

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。