钢管外表面涂覆玻璃钢防腐层是目前国内油田管道建设中经常采用的防腐方法。玻璃钢是以树脂为主要成型材料、以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料。根据所使用的树脂品种不同可分为聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢等等。大庆油田生产的玻璃钢防腐管主要以中碱玻璃纤维无捻粗纱为增强材料，不饱和聚酯树脂为基质，将玻璃纤维在由树脂与色浆、固化剂、引发剂组成的液态混合原料中浸透后，通过缠绕机械交叉缠绕在除锈合格的钢管表面上，经固化而成的一种绝缘防腐管。其主要生产工艺流程如图1。
           

玻璃钢防腐层的质量直接影响管道使用寿命，因此控制玻璃钢产品质量是管道防腐施工中非常重要的环节，通过反复实践，对生产线上排列缠绕纱、树脂混合液、参数设置、成型控制等环节上的工艺方法进行了改进，较好的控制了玻璃钢防腐层的质量。

1　排列缠绕纱方法改进

排列缠绕纱是指将纱架上的中碱玻璃纤维无捻粗纱按次序穿过缠绕小车上的两个多孔板，依次固定在限位器里。其目的是使得纱线均匀致密的缠绕在钢管表面，从而保证防腐层的连续性。如果纱线排列杂乱，缠绕过程中纱线容易纠缠在一起形成死结影响生产的顺利进行，使得生产效率低下。另外如果通过限位器内的纱线发生磨损断裂，或者多条纱线排挤到一个限位器凹槽内，则会使缠绕防腐层出现连续的漏点，从而影响产品质量。对于该环节，保证防腐层的一种方法是在纱架顶部增加一个带活动轴承的多孔板，因为原来的两个多孔板都安装在缠绕小车上，纱线直接从纱架上落下穿入多孔板，由于缠绕小车的行走距离在十米以上，大部分纱线都会在地面上拖来拖去，容易粘上尘土和杂物，增加多孔板后，虽然多排一遍纱，但纱线离开了地面，保证了纱线的清洁和防腐层的质量；另外一种方法是优选限位器，原来的限位器是通过在一根细铁管上插一排钢钉进行限位，生硬的钢钉容易把纱线磨断导致缺线漏缠，因此可将其改为尼龙材料的限位轴，将纱线排放在限位轴中间的凹槽里，降低纱线的磨擦，从而解决了断线、拉毛等问题。

2　树脂混合液的配方优选

树脂混合液的配制是指将不饱和聚酯树脂与固化剂、引发剂、色浆按一定的质量比混合并搅拌均匀，为玻璃纤维的缠绕提供浸渍液。其比例是1:0.02～0.04:0.02～0.04:0.03。且固化剂、引发剂的用量应随温度的变化而有所不同，在气温超过25℃时，质量比例可调至1:0.015:0.015:0.03。

　　对固化剂及引发剂的添加比例和添加时刻进行控制是保证玻璃钢质量的关键，固化剂能激活引发剂并使其分解，引发剂是玻璃钢材料反应成型的活性物质，其分解产生的游离基促使树脂中的聚酯分子活化，从而发生交联固化反应。引发剂本身并不参与成型，但它是反应剧烈程度的特征物质，直接影响玻璃钢材料的成型速度。因此固化剂和引发剂的添加量会直接影响玻璃钢材料的固化时间和成型质量。固化剂和引发剂的添加量过少，会导致树脂固化时间长甚至不固化，影响玻璃钢的成型质量，使防腐管外观流挂严重，同时降低生产效率；固化剂添加的量过大则会在玻璃钢缠绕过程中提前固化，由于走纱槽内大量的树脂混合液固化，从而无法为缠绕纱提供浸渍液，导致生产中断，此时必须将固化物清除，重新排列缠绕纱，耗费工时并且浪费原材料。此外，固化剂的用量过大还会导致成品脆性加大，容易产生表面裂纹等缺陷。

　　在生产中，按照管径的大小和钢管的长度，先计算出缠绕一根玻璃钢防腐管所需要树脂混合液的质量，然后按照其3～4倍进行配制。配制时先将不饱和聚脂树酯与引发剂、色浆按1:0.02:0.03的质量比放入搅拌罐内进行持续不断的搅拌，使其充分混合。在缠绕前将搅拌罐内的混合液取适量放入拌料桶内，再向桶内加入相对应的2 的固化剂，搅拌均匀后倒入走纱槽内，进行缠绕。

3　厚度控制方法改进

大庆油田玻璃钢生产线机械化程度较高，所有的主要工艺参数均可通过键盘输入电脑进行操作。缠绕方式分为手动、半自动、全自动三种。在生产过程中，通过输入芯模直径、芯模长度、纱片宽度、内外部环向层数和中间交叉层数来调节缠绕工艺。芯模直径指所缠钢管外径、芯模长度指所缠钢管的总长度、纱片宽度指实际缠绕在钢管上时纱线的有效宽度、内外部环向层数指纱线的内侧和外侧采用环向缠绕方式的层数、中间交叉层数是指采用交叉缠绕方式的层数。

　　参数设定的主要控制要点是缠绕方式和缠绕层数的选择。由于玻璃钢防腐管是以钢管为基础，所以其剪切强度可忽略，故只采用环向缠绕方式即可。根据相关标准规定玻璃钢防腐管防腐层厚度为：普通级≥2.2mm，加强级≥2.4mm。经过实际测试，单层玻璃纤维粗纱浸过树脂缠绕在钢管上固化后的厚度为0.55mm，缠绕纱架上共40股纱线，排好后的实际宽度为250mm。在生产加强级玻璃钢防腐管时，理论上的做法是将纱片宽度设为250mm，内部环向层数设为2层，外部环向层数设为2层，即缠绕小车往复2次，共4个行程。优点是纱线排列致密，成型好。缺点是耗费原材料，工时过长，生产效率低。因此对缠绕方式进行改进，将纱片宽度设为120mm，即搭接宽度在50％以上，内外环向层均设为1层，即缠绕小车往复1次，共2个行程。这样缠绕固化后的玻璃钢防腐层厚度可达到2.4mm以上，在满足防腐层性能要求的同时，不会浪费原材料并且节省了工时，提高了生产效率。

4　缠绕纱方法改进

在玻璃钢防腐管生产中，缠绕方式是将浸渍混合液后的玻璃纤维粗纱侧向缠绕在钢管上，在钢管表面形成一层防腐层。

　　在生产过程中为保证防腐层的厚度，通常让玻璃纤维多带树脂胶缠绕在钢管上，缠绕过程中树脂因未固化而大量流淌，造成原材料的浪费，因此设专人进行刮胶，但该方法耗时耗力。经过研究和试验验证，在走纱槽上增设4道刮胶棒，使浸胶后的纱线经过刮胶棒的几次刮涂，让多余的混合液重新回流到走纱槽内，可以很好的保证防腐层质量的同时减少了人工并节省了原材料。

5　成型方法改进

       在缠绕防腐层完毕后，必须进行防腐层成型控制。在开始生产玻璃钢防腐管阶段，由于场地限制，防腐层缠绕完毕后，没有进行后续的旋转固化，而是直接放置在待检处自然固化，这使得固化后的防腐管外观成型不好，在管表面会有一道因混合液流淌固化而形成的流挂。为了能够使产品具有较好的外观，在缠好玻璃纤维粗纱的防腐层表面加缠一层塑料膜，其作用类似于沥青防腐管外层的聚氯乙烯工业膜。塑料薄膜的厚度要适中，塑料膜厚度过薄(如90μm)使薄膜易拉伸，固化后的成品管底部会形成少量的凸棱，塑料膜厚度过厚则会造成原料浪费，经过反复实践选定厚度为135μm的塑料膜，并在缠绕时拉紧薄膜使其与玻璃纤维层紧贴在一起，该方法可有效防止混合液的流淌，保证产品的外观质量。

6　结束语

排列缠绕纱方法改进可以有效的避免防腐层出现连续漏点，树脂混合液配方优化可以很好的控制防腐涂层的完整性，厚度控制方法改进以及缠绕纱方法的改进在保证质量的前提下可以极大的提高工作效率，成型方法的改进可以保证产品的外观质量，通过对生产线工艺方法的一系列改进使产品质量有了很大提高。