深水管道复合聚氨酯保温层浇注模具的研制

杜宝银 张晓灵 孔瑞林 吴文通 蒋晓斌 杨加栋

（中海油能源发展股份有限公司管道工程分公司，中国 天津 300452）

0 前言

深水海底具有高静压、低温环境(通常4℃左右)，深水恶劣的自然环境对海上和水下结构物提出了苛刻的要求。海上恶劣海况与海底复杂地质情况对海底管道保温材料和防护层提出了很高的要求。输送含蜡原油、高粘原油及天然气的海底管道常常需要采取保温措施，以避免由于流体温降过大而引起的管道内壁结蜡、天然气水合物形成导致的输送阻力增大甚至堵塞管道的各种操作问题[1]。

国外深度超过300m的海底输油管道应用的保温层材料主要有：玻璃微珠复合聚氨酯(GSPU)、有机聚合物微球复合聚氨酯（PSPU）,以上两种材料统称为复合聚氨酯[2]。复合聚氨酯（GSPU/PSPU）保温层可以采用常压浇注法生产，其涂敷方法主要有浇注法、无模旋转浇注法和缠绕法。本文仅对复合聚氨酯的常压浇注成型模具的研制进行介绍。

1 复合聚氨酯(GSPU/PSPU)保温浇注模具的设计

1.1 浇注模具的结构设计

以钢管直径323mm、壁厚25.4mm、长度12m、钢管保温层厚度100mm为例进行钢管保温层浇注模具的设计。钢管保温层浇注模具分三段制造，每段长度为4200mm，每段由一台模温机分别对模具进行加热。模具设计的基础数据是：模具升温时间30分钟，室温20℃，模具为45号钢、模具厚度25mm，模具加热温度90℃，模具外壁保温层采用厚度为50mm的聚氨酯泡沫，保温层外罩不锈钢薄板。模具加热管为紫铜管，铜管外径12mm、壁厚2mm、耐压1.0MPa，加热管采用双回路对向交错布置在模具外壁来提高模具温度的均匀分布，模具沿着通过钢管轴线的平面分成上下模两部分，模具合模位置见图7；……