阅读说明：本技术 一种预埋金属化光纤传感器的防腐燃气管道的制造工艺 (Manufacturing process of anti-corrosion gas pipeline with embedded metalized optical fiber sensor ) 是由 孙超 王伟德 杨帆 王鹏华 毕丁丁 于 2019-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种预埋金属化光纤传感器的防腐燃气管道的制造工艺,对燃气管道的外观进行检测修复；对燃气管道表面预处理,清除燃气管道表面的铁锈、油污、氧化皮；在燃气管道上添加金属化光纤和防腐涂层；对涂覆防腐涂层后的燃气管道进行循环水冷却；对成品的燃气管道进行涂层检测和光功率检测,合格则完成预埋金属化光纤传感器的防腐燃气管道的制造。本发明提供了两种制造工艺,针对多点焊接光纤工艺的优点：按部就班,操作简单,无需专门定制设备；针对不需要多点焊接金属化光纤的工艺：光纤埋入成功率提高,且金属化光纤传感器与底层环氧粉末同时喷涂,保证了环氧粉末的喷效率和均匀性。(The invention discloses a manufacturing process of an anti-corrosion gas pipeline with a pre-embedded metallized optical fiber sensor, which is used for detecting and repairing the appearance of the gas pipeline; pretreating the surface of the gas pipeline, and removing rust, oil stain and oxide skin on the surface of the gas pipeline; adding a metallized optical fiber and an anticorrosive coating on a gas pipeline; cooling the gas pipeline coated with the anticorrosive coating by circulating water; and (4) carrying out coating detection and optical power detection on the finished product of the gas pipeline, and finishing the manufacture of the anti-corrosion gas pipeline with the embedded metallized optical fiber sensor if the finished product of the gas pipeline is qualified. The invention provides two manufacturing processes, aiming at the advantages of a multi-spot welding optical fiber process: the operation is simple without special equipment; aiming at the process without multi-spot welding of the metallized optical fiber: the success rate of embedding the optical fiber is improved, and the metalized optical fiber sensor and the bottom epoxy powder are sprayed simultaneously, so that the spraying efficiency and uniformity of the epoxy powder are ensured.)

一种预埋金属化光纤传感器的防腐燃气管道的制造工艺

技术领域

本发明涉及燃气管道领域，具体为一种预埋金属化光纤传感器的防腐燃气管道的制造工艺。

背景技术

天然气管道是城市建设的重要组成部分，现如今管道表面采用加强级3PE防腐技术，预计安全使用寿命可达50年。尽管如此，燃气企业仍然需要重视高压燃气管线的运维安全。随着城市埋地天然气管道的快速发展，各种原因导致的管道泄漏频繁发生。我国埋地天然气管道泄漏事故时有发生，一旦天然气管道发生泄漏等危险情况，不仅会造成挥发性有机物的泄漏引起灾难性的环境污染，还会给全市各行业及日常生活造成巨大的损失。

传统的测漏或测腐蚀的方法普遍存在预报不及时、定位精度差、费用高及误报率高等缺点，而大多数管道采用分布式光纤传感器，虽能克服传统方法所具有的很多缺点，但它不能完全贴合管道，不能准确反应管道信息，检测结果易受环境干扰，检测结果不准确。为此，我们提出一种预埋金属化光纤传感器的防腐燃气管道的制造工艺，使得金属化光纤传感器可以紧贴燃气管道。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种预埋金属化光纤传感器的防腐燃气管道的制造工艺，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种预埋金属化光纤传感器的防腐燃气管道的制造工艺，包括：

S1：对燃气管道的外观进行检测修复；

S2：对燃气管道表面预处理，清除燃气管道表面的铁锈、油污、氧化皮；

S3：在燃气管道上添加金属化光纤和防腐涂层；

S4：对涂覆防腐涂层后的燃气管道进行循环水冷却；

S5：对成品的燃气管道进行涂层检测和光功率检测，合格则完成预埋金属化光纤传感器的防腐燃气管道的制造。

优选地，所述S1还包括：

S101：采用修磨法对燃气管道的外观缺陷进行去除，采用无损检测方法检查，合格进行下一步骤；

S102：检测燃气管道壁厚，壁厚合格进行下一步骤。

优选地，所述S2还包括：

S201：采用刚性纤维刷或钢丝刷除掉钢材表面上的松散物，再用溶剂清洗，去除燃气管道表面油污；

S202：抛丸除锈，采用中频加热器对燃气管道进行预热驱潮，然后进行喷砂处理。

优选地，所述S202中燃气管道表面预热温度范围为40～60℃，燃气管道表面的温度保持高于露点至少3℃。

优选地，所述S3包括：

S301：在燃气管道的外表面以一定的螺距螺旋缠绕金属化光纤传感器，将金属化光纤传感器焊接在燃气管道上，两端预留至少15cm的尾纤；

S302：将燃气管道通过中频加热的方式预热到180～220℃；

S303：采用静电喷涂法喷涂底层熔结环氧粉末；

S304：采用挤出机挤出中间层胶粘剂缠绕在燃气管道表面；

S305：缠绕面层聚乙烯，在燃气管道表面形成层叠缠绕的薄膜。

优选地，所述S3包括：

S31：将燃气管道通过中频加热的方式预热到180～200℃；

S32：在燃气管道的外表面以一定的螺距螺旋缠绕金属化光纤传感器的同时采用静电喷涂法喷涂底层熔结环氧粉末，金属化光纤传感器缠绕速度和底层熔结环氧粉末喷涂速度相同；

S33：采用挤出机挤出中间层胶粘剂缠绕在燃气管道表面；

S34：缠绕面层聚乙烯，在燃气管道表面形成层叠缠绕的薄膜。

优选地，所述金属化光纤传感器直径范围为0.4～1.2mm，缠绕螺距范围为10～80cm。

优选地，所述S4中，冷却水温度在25℃以下，循环水泵水压在0.1～0.2MPa，水冷却后的成品燃气管道的管温度在60℃以下。

与现有技术相比，本发明所述的一种预埋金属化光纤传感器的防腐燃气管道的制造工艺，具有以下有益效果：

本发明提供了两种制造工艺，针对多点焊接光纤工艺的优点：按部就班，操作简单，无需专门定制设备；针对不需要多点焊接金属化光纤的工艺：光纤埋入成功率提高，且金属化光纤传感器与底层环氧粉末同时喷涂，保证了环氧粉末的喷效率和均匀性。本发明制造的防腐燃气管道，光纤能紧贴燃气管道，燃气管道上产生的温度、振动、应变等物理量能直接传递到光纤上，使得燃气管道的测漏或测腐蚀的预报及时、定位精度精确、费用低及误报率低。

附图说明

图1为本发明的一种预埋金属化光纤传感器的防腐燃气管道的制造工艺制造的预埋金属化光纤传感器的防腐燃气管道。

图中：1、燃气管道；2、防腐涂层；3、金属化光纤传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

一种预埋金属化光纤传感器的防腐燃气管道的制造工艺，包括：

第一步：对燃气管道的外观进行检测修复；

采用修磨法对燃气管道的外观缺陷进行去除，采用无损检测方法检查，合格进行下一步骤；

检测燃气管道壁厚，壁厚合格进行下一步骤。

外观采用人工或视觉定位系统方法逐根进行观察，检测燃气管道表面应无严重机械损伤、重皮、裂缝、凹陷、分层、凿痕、缺口及腐蚀坑等缺陷，所有可修磨的表面缺陷采用修磨法去除，修磨时应使修磨后的区城与管道原始轮廓平缓过渡，修磨后借助适当的无损检测(NDT)方法检查缺陷是否完全清除。然后应检查修磨处的剩余壁厚是否符合规定。不合格的燃气管道不能涂敷防腐涂层，应单独码放，并标明不合格。

第二步：对燃气管道表面预处理，清除燃气管道表面的铁锈、油污、氧化皮；

采用刚性纤维刷或钢丝刷除掉钢材表面上的松散物，再用溶剂清洗，去除燃气管道表面油污；

抛丸除锈，采用中频加热器对燃气管道进行预热驱潮，所述S202中燃气管道表面预热温度范围为40～60℃，燃气管道表面的温度保持高于露点至少3℃，然后进行喷砂处理。

抛丸射磨料采用符合标准的BS7079钢丸或铁丸、铁砂。供喷砂处理使用的压缩空气干燥洁净，不得含有水分、油污及其他污染物。抛丸除锈后，彻底清除钢材表面的铁锈、油污、氧化皮等，除锈质量等级需达到GB/T8923中Sa2.5级的要求，且锚纹深度必须达到50～75um，充分保证防腐层与管体的粘结力。

第三步：在燃气管道上添加金属化光纤和防腐涂层；

在燃气管道的外表面以一定的螺距螺旋缠绕金属化光纤传感器，将金属化光纤传感器焊接在燃气管道上，两端预留至少15cm的尾纤；

将燃气管道通过中频加热的方式预热到180～220℃；

采用静电喷涂法喷涂底层熔结环氧粉末；

采用挤出机挤出中间层胶粘剂缠绕在燃气管道表面；

缠绕面层聚乙烯，在燃气管道表面形成层叠缠绕的薄膜。

将直径为0.4～1.2mm的金属化光纤传感器，优选直径为0.6mm的金属化光纤传感器，以螺距范围10～80cm，优选为40cm的螺距，等螺距人工缠绕在燃气管道上，采用激光焊接机以0.8～1.2J的能量将金属化光纤焊接固定在管道上，两端各预留出15cm的尾纤用于现场光纤传感器的连接，通过调节中频电压、电流的方式调整中频加热的温度，通常将燃气管道通过中频加热的方式预热到180～220℃，这个温度有利于后续底层的附着；加热到温度范围内后，采用静电喷涂法喷涂底层熔结环氧粉末，环氧粉末厚度至少120um，喷粉压力的范围为0.2～0.5Mpa，输粉压力至少0.4Mpa，空气压力范围为0.02～0.15Mpa；采用挤出机挤出胶粘剂缠绕在燃气管道表面，胶粘剂的涂敷必须在底层环氧粉末胶化过程中进行，胶粘剂厚度范围在170～250um，胶粘剂采用丙烯酸酯干式复合胶粘剂；最后缠绕面层聚乙烯，采用侧向缠绕工艺，由一台挤塑机将聚乙烯加热熔化，通过其模头挤压出厚度均匀的薄膜带，并引向螺旋运转的管道表面，同时，通过耐热硅橡胶压辊和管道螺旋运行方式的配合，在管道表面形成层叠缠绕的薄膜，应确保搭接部分的聚乙烯及焊缝两侧的聚乙烯完全辊压密实，并防止压伤聚乙烯层表面，聚乙烯层厚度范围在2.0mm～2.9mm。

第四步：对涂覆防腐涂层后的燃气管道进行循环水冷却；

涂敷后的管道必须充分地进行水冷，冷却水温度在25℃以下，循环水泵水压在0.1～0.2MPa，水冷却后的成品燃气管道的管温度在60℃以下。

要加快燃气管道的冷却，除了用循环水连续、轻缓并通过布帘流到管体上以外，有必要时可采用管内冲水或强制空气对流的工艺加快冷却速度，如冷却不均匀或不充分，会使PE防腐层出现皱褶、起泡、局部开裂等现象，在防腐燃气管道完全冷却后才能将防腐燃气管道下线进行质量检验。

第五步：对成品的燃气管道进行涂层检测和光功率检测，合格则完成预埋金属化光纤传感器的防腐燃气管道的制造。

防腐燃气管道成品检验包括外观检查、漏点检查、厚度检查，对防腐燃气管道的外观、漏点、涂层厚度、管端预留等检验项目100％逐根检查，防腐层表面平滑，无暗泡、无麻点、无裂缝，色泽均匀。防腐层的漏点采用在线电火花检漏仪检查，合格的防腐管应无漏点，要求单根管上的防腐层有l个或2个漏点时，可以按规定进行修补。防护层总厚度约2.2～3.7mm，涂层厚度采用测厚仪检测，仅在焊缝部位防腐层允许减薄，不得小于规定厚度的90％。

光功率检测采用光功率计，若埋入防腐层的金属化光纤未断，且损耗在3db/km以下，则合格。

本实施例制造工艺多点焊接光纤，按部就班，操作简单，无需专门定制设备。

实施例2

除第三步外，其它步骤与实施例1相同。

第三步：在燃气管道上添加金属化光纤和防腐涂层；

将燃气管道通过中频加热的方式预热到180～200℃；

在燃气管道的外表面以一定的螺距螺旋缠绕金属化光纤传感器的同时采用静电喷涂法喷涂底层熔结环氧粉末，金属化光纤传感器缠绕速度和底层熔结环氧粉末喷涂速度相同；

采用挤出机挤出中间层胶粘剂缠绕在管道表面；

缠绕面层聚乙烯，在燃气管道表面形成层叠缠绕的薄膜。

将直径为0.4～1.2mm的金属化光纤传感器，优选直径为0.6mm的金属化光纤传感器，以螺距范围10～80cm，优选为40cm的螺距，等螺距缠绕在燃气管道上，同时采用静电喷涂法喷涂底层熔结环氧粉末，将金属化光纤传感器与底层环氧粉末以相同的速度，同时缠绕和喷涂在燃气管道上，二者同时进行，金属化光纤传感器缠绕完毕的同时，底层环氧粉末也喷涂完毕。

本实施例制造工艺不需要多点焊接金属化光纤传感器，光纤埋入成功率提高，且金属化光纤与底层环氧粉末同时喷涂，保证了环氧粉末的喷效率和均匀性；

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。