低溫環境管道3pE防腐補口技術分析

龐旭光

摘 要：為了實現低溫環境下管道3PE防腐層補口技術的突破，對此進行了深入研究，并做了大量試驗和嚴密論證，研發了新型改性聚脲補口涂料、低溫補口施工設備及施工工藝。該技術具有補口施工工藝簡便可行，涂層性能可靠等特點。管道補口技術直接關系到整個管道防腐層質量，此項研究對提高低溫環境管道補口施工質量及可靠性具有重要意義。

關鍵詞：低溫環境；3PE防腐管道

1 3PE防腐管道的概況

3PE防腐管道分為普通級3PE防腐管道和加強級3PE防腐管道，主要的區別就是防腐涂料的厚度不同。加強級防腐肯定防腐強度和防腐性能更加的優越。一層環氧粉末，第二層膠粘劑，第三層聚乙烯三種材料融為一體，并與鋼管牢固結合形成優良的防腐層。 管徑范圍Φ60～Φ1420。3PE和2PE的主要區別：3PE防腐管道多了一個環氧粉末層，而環氧粉末耐腐蝕性能好、力學性能好、抗陰極剝離強，雖然它有表面處理嚴格、耐候性差、吸水率偏高等優點，但它適用于埋地管道海底管道，包覆層厚度僅為0.3～0.5毫米。。3PE防腐技術綜合了環氧涂層與擠壓聚乙烯兩種防腐層的優良性能，將環氧涂層的界面特性和耐化學特性與擠壓聚烯防腐層的機械保護特性等優點結合起來，從而顯著改善了各自的性能。3PE防腐管道其特點：機械強度高、耐磨損、耐腐蝕、耐熱、耐冷、可應用于150度介質中，在寒冷地帶均適應。因此，3PE防腐層是理想的埋地管線外防護層。3pe防腐管道指的是管道在不同的工作環境中使用，為減緩或防止管道在外介質的化學、電化學作用下或由微生物的代謝活動而被侵蝕和變質在管道/鋼管的外壁上涂3層聚乙烯（3PE）以達到管道防腐的措施。

2 施工工藝技術應用

因為工程項目建設中的各種原因，往往一些油氣管線的補口需要在冬季進行施工，完成的補口常常達不到測試驗收的標準。如何能保證管線補口的質量，施工技術是否具有可操作性是影響補口防腐層質量的關鍵。冬季室外施工中更要嚴格掌控熱收縮套（帶）工藝技術標準。

補口前必須對焊口兩側進行處理。將環向焊口及其附近的毛刺、焊渣、污物、油及其雜物清理干凈。對補口表面部位進行除銹處理，表面除銹的質量應達到規定的 Sa2.5～Sa3.0級。可選用噴沙或機械工具除銹，補口搭接部位的聚乙烯層應打磨至表面粗糙。其端部進行坡口處理，坡角不大于30度，然后用加熱器對補口部位進行均勻預熱。防腐3PE熱收縮套與聚乙烯防腐層搭接寬度應不小于10cm。如果雨天、雪天、風沙天和相對濕度大于85%的時段應停止施工。

完成的防腐3PE熱收縮套或纏繞帶表面應光滑平整、無皺折、無鼓泡、無麻坑、無裂紋。兩端坡角處與熱收縮套緊密貼合，無空隙，表面沒有燒焦和碳化現象，3PE熱收縮套周向應有熱熔膠粘劑均勻溢出。補口處應用電火花檢漏儀逐個進行針孔檢查，如出現針孔應重新補口。防腐3PE熱收縮套的剝離強度應符合要求。

3 低溫環境管道3pE防腐補口技術措施

1、冬季室外溫度較低，在現有的環境條件下進行補口施工，很難使補口的剪切強度和陰極剝離強度達到標準要求。重新返工，增加補口的檢測點不合格概率仍舊存在。綜合分析原因后，冬季補口影響質量的重要因素就是施工環境溫度。因為環境溫度很低，即使在施工過程中加熱器使管線溫度達到標準范圍，而金屬材質快速的熱傳導性使溫度又會很快的降低。解決溫度問題行之有效的辦法就是隔絕冷空氣架設施工暖棚。施工暖棚不僅要滿足溫度要求，而且需要保證至少兩人的施工操作空間，具備通風換氣功能。

2、現場補口人員應經過培訓合格，持證上崗，具備專業技術水平。焊口周圍應有足夠的作業空間，鋼管下面的空間高度應在400mm以上。將焊口及兩側150mm 范圍內的油污、泥土等清理打磨干凈，兩側涂層切成坡角。冬季施工當管口表面有水汽（露水或霜）時，應用加熱器進行加熱清除管道表面的水分，加熱溫宜為 30℃～40℃。加熱進行預熱去潮，表面干燥后，測量管子表面上下左右4個點溫度，達到要求后方可噴砂除銹。

3、噴槍噴砂時應與管道軸線位置相對垂直，噴槍沿管道軸線勻速往復移動。噴砂時應將焊縫防腐層與補口材料搭接范圍內的防腐涂層表面一并打毛，且不得使用河砂。當金屬表面呈現金屬本色、沒有黑色或紅色斑點，且表面預處理質量應達到Sa2.5級要求即可停止噴砂，錨紋深度 50-75μm。施工達到錨紋的深度范圍內，環氧底漆和管體表面才能獲得最佳的粘結效果。除銹完畢后應將焊口及兩側飛濺物清除干凈。對噴砂設備無法進入的特殊地段，取得建設單位和監理代表許可的情況下，可采用電動鋼絲刷或打磨機除銹，處理后達到 St3 級。建議除銹完成后進行表面高壓空氣吹掃，再將極化處理電極置于待處理的3PE表面上，開啟電源沿周圍勻速移動極化處理一遍，避免留有死角。表面處理后在2小時以內進行補口安裝作業。

4、冬季管線補口預熱及后續技術操作必須在暖棚中連續進行才能有效保證施工的質量。預熱鋼管補口及防腐涂層表面預熱溫度考慮管材的熱傳導性，應適當提高達到70～90℃，預熱時間不低于5min，管徑越大預熱時間越長。PE防腐層適當加熱，兩側同時進行有效加熱寬度150mm。加熱器宜中火，應調好火焰長度和溫度，同時要注意暖棚中加熱設備及使用氣罐的安全。管口加熱時，應轉動環狀火焰加熱器，預熱要均勻，特別是鋼管底部與側面的溫度，應保持鋼管四周溫度一致。

達到預熱溫度后，涂抹配套環氧底漆。處理過的補口表面應無濕氣、無返銹。鋼管預熱時開始調配底漆，底漆應混合均勻。用專用刷子均勻涂刷2～3遍，反復豎順，無氣泡，底漆厚度大于100μm。環氧底漆應充分表干，不具有流動性再安裝熱收縮套（帶），這樣既可避免底漆受到損傷，又可避免施工工期的延長。

烘烤熱收縮帶時，宜兩人分別從中央部位向兩側均勻移動加熱，使中間部位首先收縮。從管底到管頂逐步時熱收縮套（帶）均勻收縮用滾子滾壓平整，將空氣完全排出，使之粘接牢固。待熱收縮帶收縮完畢、全部緊緊貼合后，軸向接縫和環向接縫有粘膠均勻溢出時，即可認為熱收縮套（帶）安裝收縮完畢。同時在暖棚中操作中需要定時進行通風換氣。

表面檢查合格后電火花檢漏儀檢漏無漏點為合格。補口處的剝離強度測試需要在補口完成24 h后進行，溫度為10℃～35℃。每100個補口至少抽測一個口，如不合格，要加倍抽測。現場溫度過低，尤其是冬季施工中，材料因為低溫產生冷脆性，管體表面粘結底漆收縮粘結力差，補口處的強度很難達到標準要求。要在暖棚中將防腐層加熱至檢測溫度后進行檢測。

4 結束語

綜上所述，冬季室外溫度較低，在現有的環境條件下進行補口施工，很難使補口的剪切強度和陰極剝離強度達到標準要求，更是考驗了補口工藝施工技術。重新返工，增加補口的檢測點不合格概率仍舊存在。綜合分析原因后，冬季補口影響質量的重要因素就是施工環境溫度。解決溫度問題行之有效的辦法就是3PE管道補口腐蝕技術。該技術的應用滿足了冬季管線補口連續作業的要求。

參考文獻

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