防腐支架在大口徑3PE熱收縮帶補(bǔ)口施工中的應(yīng)用技術(shù)

周飛翔

中國二冶集團(tuán)金結(jié)公司，內(nèi)蒙古包頭 014010

目前，天然氣的傳輸通常是大型的、長距離的管線輸送，而連接管線的焊口處防腐補(bǔ)口質(zhì)量是影響天然氣管道防腐質(zhì)量的重要因素，如果防腐補(bǔ)口質(zhì)量出現(xiàn)問題，會對天然氣管道的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。

1 工程簡介

盂縣-壽陽輸氣管道工程輸氣管線線路總長45.90Km，管材采用D457×6.3 L 3 6 0 N B型雙面螺旋縫埋弧焊鋼管和D457×6.3 L360NB型直縫埋弧焊鋼管兩種，輸氣管線設(shè)計壓力為4.0MPa，設(shè)計最大輸氣量4.0×108m3/a。管線采用三層PE外防腐及強(qiáng)制電流陰極保護(hù)。三層PE外防腐的結(jié)構(gòu)形式,具體包括與鋼管接觸的為防腐涂料底漆，中間為熱熔膠.最外層為交聯(lián)聚乙烯[1][2]。目前國內(nèi)天然氣管道防腐技術(shù)中，3PE防腐結(jié)構(gòu)占了很大比例，3PE補(bǔ)口施工常規(guī)采用聚酯交聯(lián)熱收縮帶。聚酯交聯(lián)熱收縮帶主要應(yīng)用于長輸石油、天然氣鋼管焊口防腐，城市燃?xì)夤芫W(wǎng)接縫防腐，供熱鋼管接縫防腐等領(lǐng)域。聚酯交聯(lián)熱收縮帶是為埋地及架空鋼質(zhì)管道焊口的防腐和保溫管道的保溫補(bǔ)口而設(shè)計的，它是由聚酯基材和特種密封熱熔膠復(fù)合而成，特種密封熱熔膠與聚酯基材、鋼管表面及固體環(huán)氧涂層可形成良好的粘接。收縮帶在加熱安裝時，基材在徑向收縮的同時，內(nèi)部復(fù)合膠層熔化，可以緊緊地包覆在補(bǔ)口處，與基材一起在管道外形成了一個牢固的防腐體，具有優(yōu)異的耐磨損、耐腐蝕、抗沖擊及良好的抗老化性能。

2 大口徑管道補(bǔ)口熱收縮帶防腐存在的問題

此工程管道直徑大，采用聚酯交聯(lián)熱收縮帶進(jìn)行3PE管道補(bǔ)口施工，屬大口徑補(bǔ)口作業(yè)。當(dāng)小口徑管道補(bǔ)口施工時，由于其間隙不大，可直接進(jìn)行加熱收縮。當(dāng)熱收縮帶直徑大于管道直徑，由于自重因素影響，熱收縮帶與管道下部存在間隙，當(dāng)管道直徑大于DN450時，管道與熱收縮帶直徑差將大于80mm，熱收縮帶在管道下部的間隙太大，如直接進(jìn)行加熱收縮會造成熱收縮帶收縮不均勻，從而產(chǎn)生粘結(jié)強(qiáng)度不夠及鼓包等現(xiàn)象，造成防腐補(bǔ)口質(zhì)量不合格。

3 改進(jìn)方案

3.1 初步設(shè)想：采取措施，減小大口徑管道施工時, 熱收縮帶因自重因素的影響而導(dǎo)致的與管道下部間隙過大問題。若能夠?qū)崾湛s帶與管道均勻撐起,加熱時即可避免熱收縮帶收縮不均勻、粘結(jié)強(qiáng)度不夠及鼓包等現(xiàn)象，有效保證防腐補(bǔ)口質(zhì)量。

3.2 防腐支架的工作原理

經(jīng)過技術(shù)人員認(rèn)真研究，反復(fù)試制，研制出了一種結(jié)構(gòu)簡單，固定方便，能夠有效地提高防腐補(bǔ)口質(zhì)量和施工效率的大口徑3PE熱收縮帶防腐專用支架。其工作原理是：在圓弧半徑與管道半徑相同的弧形鋼板上連接小木塊，小木塊為楔形并均勻連接在弧形鋼板的一側(cè)，且小木塊高度（楔形最高點(diǎn)）約為熱收縮帶半徑與管道半徑之差。在進(jìn)行防腐補(bǔ)口作業(yè)時，先將熱收縮帶準(zhǔn)確就位于管道接口處，之后將兩個支架從熱收縮帶兩側(cè)分別塞入熱收縮帶與管道間，使小木塊支撐熱收縮帶，從而將熱收縮帶與管道之間間隙調(diào)節(jié)均勻。然后從熱收縮帶中心向兩側(cè)均勻加熱收縮，待加熱收縮至熱縮帶邊緣附近時，將支架撤出，接著加熱熱縮帶邊緣，使熱收縮帶與管道牢固粘接。

3.3 具體實(shí)施方式：

在弧形鋼板1上連接小木塊2。所述弧形鋼板1的圓弧半徑與管道半徑相同。所述小木塊2為楔形并均勻連接在弧形鋼板1的一側(cè)，且小木塊2高度（楔形最高點(diǎn)）約為熱收縮帶半徑與管道半徑之差（見附圖1、2、3）。在進(jìn)行防腐補(bǔ)口作業(yè)時，先將熱收縮帶準(zhǔn)確就位于管道接口處，之后將本實(shí)用新型兩個在熱收縮帶兩側(cè)分別塞入熱收縮帶與管道間，使小木塊支撐熱收縮帶，從而將熱收縮帶與管道之間間隙調(diào)節(jié)均勻。然后從熱收縮帶中心向兩側(cè)均勻加熱收縮，使熱收縮帶與管道牢固粘接。

圖1 主視圖

圖2 左視圖

圖3 俯視圖

4 應(yīng)用熱收縮帶防腐支架應(yīng)注意的問題

4.1 補(bǔ)口前必須對補(bǔ)口部位進(jìn)行清理。將環(huán)向焊縫及其附近的毛刺、焊渣、污物、油及其雜物清理干凈。還需對補(bǔ)口部位表面進(jìn)行除銹處理，表面除銹處理質(zhì)量應(yīng)達(dá)到涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》GB/8923規(guī)定的Sa2.5～Sa3.0級。補(bǔ)口搭接部位的聚乙烯層應(yīng)打磨至表面粗糙。其端部應(yīng)進(jìn)行坡口處理，坡角不大于30度。熱收縮帶與聚乙烯防腐層搭接寬度應(yīng)不小于100mm。補(bǔ)口前應(yīng)用火焰加熱器對補(bǔ)口部位進(jìn)行預(yù)熱。濕度大于85%或雨雪天不能進(jìn)行補(bǔ)口作業(yè)。

5 補(bǔ)口后檢查

5.1 熱收縮帶加熱完成后，外觀進(jìn)行100%目檢，如有皺折、鼓泡、貼和不緊馬上進(jìn)行修繕，無法修繕或表面有燒焦碳化的切除后重新安裝。

5.2 補(bǔ)口處防腐層厚度檢查用磁性測厚儀沿周向隨機(jī)檢測4點(diǎn)，有一點(diǎn)不夠則再包覆一層熱收縮帶。

5.3 補(bǔ)口處進(jìn)行100%電火花檢查，檢漏電壓15KV，如有針孔，進(jìn)行補(bǔ)傷，直至合格。

5.4 每完成100道焊口補(bǔ)口后抽查一個進(jìn)行粘結(jié)力檢查，如不合格加倍抽查，還不合格則該段管線補(bǔ)口全部返工。檢查方法為：先用裁刀將防腐層沿環(huán)向劃開寬度為100mm、縱向20mm～30mm以上的長條，劃開時應(yīng)劃透防腐層，并撬起一端，用管形測力計以10mm/min的速率垂直鋼管表面勻速拉起聚乙烯層，記錄測力計數(shù)值。將測定的力值除以防腐層的剝離寬度，即為剝離強(qiáng)度，單位為N/cm。測定結(jié)果以三次測定的平均值表示，在管體溫度為10℃～30℃時的剝離強(qiáng)度應(yīng)不小于50N/cm。

6 實(shí)施效果

這種防腐支架結(jié)構(gòu)簡單，固定方便，易于操作，能夠有效提高防腐補(bǔ)口質(zhì)量及施工效率。在盂縣-壽陽輸氣管道補(bǔ)口施工中保證了粘接強(qiáng)度，杜絕了皺折、鼓泡及貼和不緊現(xiàn)象，避免了返工損失，一次交驗(yàn)合格，受到建設(shè)單位和監(jiān)理單位的一致好評。

7 結(jié)語

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，長途輸油氣管道建設(shè)會越來越多，防腐支架在大口徑3PE熱收縮帶補(bǔ)口施工中的應(yīng)用有著廣泛的前景。

[1]埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).SY/T0413—2002

[2]輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶(套).SY/T4054—2003