復(fù)雜地形下管道防腐補(bǔ)口質(zhì)量控制的實(shí)踐與認(rèn)知

毛升好，呂勇兵

中國石油長慶油田分公司技術(shù)監(jiān)測中心 （陜西 西安 710018）

采用熱收縮帶（套）進(jìn)行防腐補(bǔ)口，是油氣田集輸管道與長輸管道施工中對檢測合格的焊縫進(jìn)行隱蔽的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、特殊工序，其質(zhì)量的高低直接影響到管道的使用壽命周期。結(jié)合長慶氣田***干線工程防腐補(bǔ)口質(zhì)量問題調(diào)研分析，通過比對試驗(yàn)，總結(jié)提出復(fù)雜地形條件下提升熱收縮帶防腐補(bǔ)口質(zhì)量的有效措施。

1 調(diào)研事由

2013年9月底，***施工承包商向***建設(shè)單位反映，在***干線工程防腐工考試過程中，由廠家操作以及在其指導(dǎo)下參加考試工人防腐補(bǔ)口的質(zhì)量存在翹邊開裂、底漆與管壁粘接不牢固、剝離強(qiáng)度試驗(yàn)不達(dá)標(biāo)等質(zhì)量問題。為提高防腐補(bǔ)口質(zhì)量，保障建設(shè)工期不受影響，由建設(shè)管理部門委托長慶工程質(zhì)量監(jiān)督站牽頭，組織設(shè)計(jì)院、材料采購部門與廠家供應(yīng)商、監(jiān)理單位和有關(guān)施工承包商等單位對防腐補(bǔ)口質(zhì)量問題的影響因素進(jìn)行調(diào)研分析[1-3]。從以下4方面調(diào)研：①防腐補(bǔ)口材料與設(shè)計(jì)文件、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的符合性；②防腐補(bǔ)口帶產(chǎn)品質(zhì)量；③防腐補(bǔ)口工藝的可行性；④防腐工操作的規(guī)范性。

2 影響防腐補(bǔ)口質(zhì)量問題的要素分析

2.1 設(shè)計(jì)與規(guī)范要求

該工程設(shè)計(jì)文件要求，補(bǔ)口處防腐層采用聚乙烯熱收縮帶 （套）3層結(jié)構(gòu)，管道外壁噴砂除銹達(dá)Sa2.5級，底漆采用無溶劑環(huán)氧涂料，涂敷2道，厚度不小于240μm，然后包覆聚乙烯熱收縮帶（套）。補(bǔ)口搭接部位的聚乙烯層應(yīng)打磨至表面粗糙，然后按聚乙烯熱收縮帶說明書進(jìn)行補(bǔ)口施工。熱收縮帶與聚乙烯層搭接寬度應(yīng)不小于100mm[4]。

GB/T 23257-2009 《埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層》[1]規(guī)范適用于鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與施工，該規(guī)范規(guī)定：若采用環(huán)氧樹脂底漆，應(yīng)按照產(chǎn)品說明書的要求進(jìn)行調(diào)配底漆并均勻涂刷，底漆的濕膜厚度應(yīng)不小于120μm。

2.2 防腐補(bǔ)口帶產(chǎn)品質(zhì)量

經(jīng)過與采購部門聯(lián)系協(xié)調(diào)，廠家先后提供了單位營業(yè)執(zhí)照、質(zhì)量管理體系認(rèn)證書、使用安裝說明書、產(chǎn)品安全數(shù)據(jù)表、同類產(chǎn)品非同批產(chǎn)品第三方檢測報(bào)告、常溫型熱收縮帶 (套)合格證及其內(nèi)部產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告。并實(shí)測同批補(bǔ)口熱收縮帶總厚度、基材厚度、膠層厚度均符合GB/T 23257-2009要求。

為了進(jìn)一步跟蹤產(chǎn)品質(zhì)量狀況，按照產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，廠家提供了相關(guān)規(guī)格型式檢驗(yàn)報(bào)告、補(bǔ)口帶制造原材料基材、熱熔膠、底漆的質(zhì)量證明文件和試驗(yàn)報(bào)告等產(chǎn)品質(zhì)量控制資料。存在現(xiàn)場使用底漆名稱為無溶劑環(huán)氧聚合物，與設(shè)計(jì)要求無溶劑環(huán)氧涂料、結(jié)構(gòu)形式和標(biāo)準(zhǔn)要求環(huán)氧樹脂底漆名稱不一致；安裝使用說明書，底漆厚度為120μm，與設(shè)計(jì)要求環(huán)氧涂料240μm不同；產(chǎn)品適用范圍未注明是否適用除銹等級為St3級的鋼質(zhì)管道防腐施工等問題。

隨后，中國石油廊坊防腐檢測中心出具的熱收縮帶第三方檢測報(bào)告，證明原材料經(jīng)各項(xiàng)檢測驗(yàn)證是合格的。

2.3 施工工藝

經(jīng)了解調(diào)研，施工存在問題如下：①工作現(xiàn)場地形復(fù)雜，山大溝深，因條件限制噴砂除銹設(shè)備無法到位施工，采用電動(dòng)鋼絲刷進(jìn)行除銹，除銹等級St3級，與設(shè)計(jì)文件不符；②管道防腐預(yù)制中，對管口預(yù)留端保護(hù)不到位，預(yù)留端存在環(huán)氧粉末等污物。補(bǔ)口時(shí)，對補(bǔ)口部位的環(huán)氧粉末殘留物清理不干凈，就進(jìn)行了下道工序的施工；③采用電動(dòng)鋼絲刷除銹錨紋深度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求的40～90μm;④烘烤時(shí)間與溫度、回火時(shí)間與溫度等工藝，不完全適應(yīng)該工況下補(bǔ)口參數(shù)要求。

2.4 人員操作

在防腐工考試過程中，因廠家防腐工技術(shù)不熟練，參加防腐補(bǔ)口操作考試人員技能較差，均不能完全按照補(bǔ)口工藝進(jìn)行規(guī)范操作，烘烤時(shí)間與溫度、回火時(shí)間與溫度掌握不好，膠層與聚乙烯層未完全融合，出膠不均，粘結(jié)力達(dá)不到要求。

3 提高防腐補(bǔ)口質(zhì)量的控制措施

3.1 工藝比對試驗(yàn)

結(jié)合該工程工況復(fù)雜地形條件，在無法實(shí)現(xiàn)噴砂除銹的情況下，按GB/T 23257-2009規(guī)定電動(dòng)工具除銹，采用2種不同的補(bǔ)口工藝（表1）。采用補(bǔ)口工藝一：由廠家、該工程施工補(bǔ)口單位與其他同類工程補(bǔ)口施工單位共6家單位，各防腐補(bǔ)口1道，共6道；采用補(bǔ)口工藝二：由以上施工單位（不包括廠家）各防腐補(bǔ)口1道，共5道。

從補(bǔ)口工藝一、二比較看，相同點(diǎn)是：都要經(jīng)過除濕氣、電動(dòng)除銹、底漆配置、加熱、打毛防腐層、涂刷底漆、加熱收縮帶、壓蓋固定加熱、回火加熱、碾壓等工序。主要區(qū)別是：后者電動(dòng)除銹后用粗砂紙去除灰塵并打毛表面，使錨紋深度達(dá)到要求，底漆厚度較薄，烘烤、回火溫度提高，時(shí)間延長。

3.2 操作技能

嚴(yán)格控制防腐工資質(zhì)和能力，參加補(bǔ)口比對試驗(yàn)的防腐工均是經(jīng)過施工前監(jiān)理考試合格，補(bǔ)口熟練的操作工人，廠家派出的2名同志均是具有多年現(xiàn)場補(bǔ)口經(jīng)驗(yàn)、操作嫻熟的工作人員。在施工前，要求強(qiáng)化防腐工強(qiáng)化培訓(xùn)，加強(qiáng)廠家指導(dǎo)現(xiàn)場服務(wù)，按補(bǔ)口工藝規(guī)定的順序、操作手法、溫度與時(shí)間參數(shù)等要求規(guī)范補(bǔ)口行為，做到技能優(yōu)秀、持證上崗[3-5]。

表1 補(bǔ)口工藝比較表

3.3 環(huán)境因素

嚴(yán)格控制現(xiàn)場環(huán)境因素影響，對濕度、溫度與風(fēng)速不符合規(guī)范和廠家操作說明要求的，采用防風(fēng)棚、延長烘烤時(shí)間等措施，提升烘烤溫度，確保防腐補(bǔ)口質(zhì)量。

4 比對試驗(yàn)結(jié)果與不合格原因分析

4.1 比對試驗(yàn)結(jié)果

按照SY 4204-2007《油氣集輸管道施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》[2]質(zhì)量檢驗(yàn)的要求，現(xiàn)場檢驗(yàn)項(xiàng)目包括外觀檢驗(yàn)、電火花檢漏、剝離強(qiáng)度檢驗(yàn)3項(xiàng)。①電火花檢漏。經(jīng)15kV電火花檢漏抽查，未發(fā)現(xiàn)補(bǔ)口處有漏點(diǎn)質(zhì)量問題。②外觀檢驗(yàn)。共抽查11個(gè)口38點(diǎn)，合格率100%。均無翹邊開裂、燒焦、碳化、褶皺、氣泡等現(xiàn)象，溢膠均勻（5～15mm范圍內(nèi)），固定片搭接長度、熱收縮帶與防腐層搭接寬度均符合規(guī)范要求。③剝離強(qiáng)度試驗(yàn)。采用工藝一防腐補(bǔ)口的剝離強(qiáng)度試驗(yàn)合格率68.8%。熟練掌握工藝二的施工單位，防腐補(bǔ)口剝離強(qiáng)度試驗(yàn)合格率達(dá)到91.7%。

從比對試驗(yàn)結(jié)果看，復(fù)雜地形條件下，熟練掌握補(bǔ)口技能的防腐工采用工藝二進(jìn)行防腐補(bǔ)口，其質(zhì)量是受控的。

4.2 補(bǔ)口質(zhì)量問題原因分析

經(jīng)對原反映防腐補(bǔ)口存在質(zhì)量問題和對比補(bǔ)口試驗(yàn)分析，原工程施工單位產(chǎn)生補(bǔ)口質(zhì)量問題的原因是：①現(xiàn)場操作人員的素質(zhì)亟待提高，承擔(dān)補(bǔ)口施工的人員操作不規(guī)范，膠層未充分熔化;②鋼管表面受到銹蝕、超聲波（耦合劑甘油）檢測、管道預(yù)制環(huán)氧粉末噴涂等環(huán)節(jié)的污染，在手工除銹中未得到有效清除，造成底漆附著力不符合要求;③環(huán)氧粉末層與底漆粘接力達(dá)不到要求，環(huán)氧粉末層在現(xiàn)場處理難度較大;④除銹方式和除銹等級的改變，使補(bǔ)口部位的表面未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的除銹等級;⑤在底漆濕膜施工中，底漆濕膜厚度過厚，在錨紋深度不達(dá)標(biāo)的情況下，不利于提高附著力。

5 效果與建議

結(jié)合工程實(shí)際，現(xiàn)場從噴砂除銹改為電動(dòng)工具除銹，由Sa2.5級變?yōu)镾t3級，強(qiáng)化人員培訓(xùn)，采用工藝二進(jìn)行防腐補(bǔ)口。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該工程共防腐補(bǔ)口112km約12 200多個(gè)焊口，外觀一次合格率達(dá)96%，補(bǔ)口剝離強(qiáng)度試驗(yàn)110道口，合格率98%，底漆粘接良好。實(shí)踐證明，只要參建各方各司其職、齊抓共管，特別是施工承包商嚴(yán)格執(zhí)行工藝二進(jìn)行防腐補(bǔ)口，并且在管道預(yù)制中嚴(yán)控環(huán)氧粉末噴涂污染、超聲波檢查油脂污染，防腐補(bǔ)口質(zhì)量得到了有效的控制和提高。

結(jié)合對前期存在補(bǔ)口質(zhì)量問題與工藝比對結(jié)果原因分析，建議加強(qiáng)施工現(xiàn)場管理。

1）施工承包商管理部要加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理和人員培訓(xùn)，特別是對***干線防腐補(bǔ)口的施工單位，要強(qiáng)化補(bǔ)口工藝練習(xí)，熟練掌握操作工藝，嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行施工。

2）***防腐廠在防腐管預(yù)制中，按標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格控制防腐工序質(zhì)量，對管口端進(jìn)行保護(hù)，以避免環(huán)氧粉末層污染管端，對已出廠管端存在環(huán)氧粉末層污染的防腐管進(jìn)行跟蹤整改。

3）建設(shè)單位和監(jiān)理單位加強(qiáng)對檢測單位的監(jiān)管，在焊口超聲波檢測時(shí)，應(yīng)避免使用油脂性（甘油）耦合劑，防止因油污污染，造成防腐底漆無法與鋼管粘接，引發(fā)剝離強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)問題。

4）現(xiàn)場監(jiān)理部要加強(qiáng)材料報(bào)驗(yàn)審批管理，加強(qiáng)對施工單位監(jiān)管，對施工質(zhì)量行為要規(guī)范指導(dǎo)，對實(shí)體質(zhì)量要嚴(yán)格控制，確保工程建設(shè)質(zhì)量穩(wěn)定提高，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行本質(zhì)安全。

[1]GB/T 23257-2009埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層[S].

[2]SY 4204-2007石油天然氣建設(shè)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范油氣田集輸管道工程[S].

[3]SY/T 0422-2009油氣田集輸管道施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4]CDP-S-NGP-AC-020-2011-2油氣管道工程輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶（套）及補(bǔ)傷片技術(shù)規(guī)格書[S].

[5]JS/C-006成品出廠檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[S].