防腐支架在大口徑3PE熱收縮帶補口施工中的應用技術

周飛翔

中國二冶集團金結公司，內蒙古包頭 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口質量是影響天然氣管道防腐質量的重要因素，如果防腐補口質量出現問題，會對天然氣管道的安全運行造成嚴重影響。

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，輸氣管線設計壓力為4.0MPa，設計最大輸氣量4.0×108m3/a。管線采用三層PE外防腐及強制電流陰極保護。三層PE外防腐的結構形式,具體包括與鋼管接觸的為防腐涂料底漆，中間為熱熔膠.最外層為交聯聚乙烯[1][2]。目前國內天然氣管道防腐技術中，3PE防腐結構占了很大比例，3PE補口施工常規采用聚酯交聯熱收縮帶。聚酯交聯熱收縮帶主要應用于長輸石油、天然氣鋼管焊口防腐，城市燃氣管網接縫防腐，供熱鋼管接縫防腐等領域。聚酯交聯熱收縮帶是為埋地及架空鋼質管道焊口的防腐和保溫管道的保溫補口而設計的，它是由聚酯基材和特種密封熱熔膠復合而成，特種密封熱熔膠與聚酯基材、鋼管表面及固體環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，內部復合膠層熔化，可以緊緊地包覆在補口處，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，采用聚酯交聯熱收縮帶進行3PE管道補口施工，屬大口徑補口作業。當小口徑管道補口施工時，由于其間隙不大，可直接進行加熱收縮。當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，如直接進行加熱收縮會造成熱收縮帶收縮不均勻，從而產生粘結強度不夠及鼓包等現象，造成防腐補口質量不合格。

3 改進方案

3.1 初步設想：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致的與管道下部間隙過大問題。若能夠將熱收縮帶與管道均勻撐起,加熱時即可避免熱收縮帶收縮不均勻、粘結強度不夠及鼓包等現象，有效保證防腐補口質量。

3.2 防腐支架的工作原理

經過技術人員認真研究，反復試制，研制出了一種結構簡單，固定方便，能夠有效地提高防腐補口質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，且小木塊高度（楔形最高點）約為熱收縮帶半徑與管道半徑之差。在進行防腐補口作業時，先將熱收縮帶準確就位于管道接口處，之后將兩個支架從熱收縮帶兩側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節均勻。然后從熱收縮帶中心向兩側均勻加熱收縮，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，且小木塊2高度（楔形最高點）約為熱收縮帶半徑與管道半徑之差（見附圖1、2、3）。在進行防腐補口作業時，先將熱收縮帶準確就位于管道接口處，之后將本實用新型兩個在熱收縮帶兩側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節均勻。然后從熱收縮帶中心向兩側均勻加熱收縮，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 應用熱收縮帶防腐支架應注意的問題

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

5 補口后檢查

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

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

5.3 補口處進行100%電火花檢查，檢漏電壓15KV，如有針孔，進行補傷，直至合格。

5.4 每完成100道焊口補口后抽查一個進行粘結力檢查，如不合格加倍抽查，還不合格則該段管線補口全部返工。檢查方法為：先用裁刀將防腐層沿環向劃開寬度為100mm、縱向20mm～30mm以上的長條，劃開時應劃透防腐層，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，記錄測力計數值。將測定的力值除以防腐層的剝離寬度，即為剝離強度，單位為N/cm。測定結果以三次測定的平均值表示，在管體溫度為10℃～30℃時的剝離強度應不小于50N/cm。

6 實施效果

這種防腐支架結構簡單，固定方便，易于操作，能夠有效提高防腐補口質量及施工效率。在盂縣-壽陽輸氣管道補口施工中保證了粘接強度，杜絕了皺折、鼓泡及貼和不緊現象，避免了返工損失，一次交驗合格，受到建設單位和監理單位的一致好評。

7 結語

隨著我國國民經濟的迅速發展，長途輸油氣管道建設會越來越多，防腐支架在大口徑3PE熱收縮帶補口施工中的應用有著廣泛的前景。

[1]埋地鋼質管道聚乙烯防腐層技術標準.SY/T0413—2002

[2]輻射交聯聚乙烯熱收縮帶(套).SY/T4054—2003