紅外加熱技術在海管節(jié)點熱縮帶涂裝施工中的應用分析

楊彪 彭傳偉 閆娟 劉恒恒

摘要：本文介紹了海管節(jié)點防腐施工工藝及紅外加熱技術在熱縮帶安裝作業(yè)中的應用情況，與人工烤制熱縮帶進行了對比分析。利用紅外加熱技術安裝的熱縮帶涂層，其剝離強度等性能滿足海管鋪設項目及相關標準技術要求，施工效率高，作業(yè)現場安全性也有一定程度提升，應加大推廣應用。

關鍵詞：紅外加熱;海管節(jié)點;熱縮帶

前言

熱縮帶防腐是目前海底石油和天然氣輸送管道鋪設過程中常用的節(jié)點防腐補口形式。其工藝流程一般包括鋼管節(jié)點表面處理，底漆涂刷或環(huán)氧粉末噴涂，中頻加熱，熱縮帶安裝，冷卻等。其中熱縮帶安裝一般是人工手動烤制[1]，由兩人采用丙烷火炬對稱加熱熱縮帶使之收縮，同時做好搭接片安裝和氣泡碾趕，之后進行回火處理。該方法由施工人員手動操作，熱縮帶受熱均勻性等不易控制，容易造成搭接處粘結不牢等質量隱患[2]。

近幾年來，國內有關于鋪管施工過程中使用紅外加熱裝置安裝熱縮帶的工程應用報道[3]，但僅限于人工安裝后的紅外加熱回火處理程序。國外Allseas、PIH等公司已開發(fā)出熱縮帶紅外加熱自動安裝技術，完全替代人工手動烤制作業(yè)，自動化程度高，熱縮帶安裝效率和質量有大幅度提高[3]。

1紅外加熱技術簡介

紅外加熱技術利用熱物體源所發(fā)射出來的遠紅外線照射被加熱物料，使物料吸收遠紅外線后內部分子和原子“共振”產生熱能，以達到加熱的目的，是一種輻射傳熱的過程。

海管節(jié)點熱縮帶紅外加熱裝置使用燈管式加熱元件，通電后可發(fā)射紅外線對熱縮帶進行加熱，使其收縮并牢固附著在節(jié)點表面。該裝置通常為鉗式結構，利用壓縮空氣自動開啟或閉合。裝置閉合后形成一個完整的圓環(huán)，可將管道節(jié)點表面完全包圍，見圖1。環(huán)形內部矩陣式均勻分布著幾十個紅外加熱等，可分區(qū)域依次點亮加熱，使熱縮帶由節(jié)點焊縫向兩側逐漸受熱收縮，使熱縮帶與節(jié)點之間空氣逸出，避免涂層內部裹挾氣泡。

2現場施工應用

南海某油田開發(fā)項目10寸和18寸管道鋪設施工由Allseas公司分包，利用紅外加熱裝置進行了熱縮帶安裝作業(yè)。該項目節(jié)點防腐形式為液態(tài)環(huán)氧底漆+聚丙烯熱縮帶結構。

施工時，液態(tài)環(huán)氧底漆固化后繼續(xù)使用中頻設備對節(jié)點進行加熱，達到175℃以上，將熱縮帶從預熱烘箱中取出，對搭接片和另一端進行加熱后圍繞搭在節(jié)點表面，注意熱縮帶與節(jié)點表面之間預留3cm左右空隙，便于空氣導出，避免產生氣泡，同時確保熱縮帶與主體涂層搭接寬度至少50mm。之后架設并啟動紅外加熱裝置，加熱燈分區(qū)域依次點亮發(fā)射紅外線，使熱縮帶由節(jié)點焊縫向兩側逐漸受熱收縮，待熱縮帶兩邊的膠均勻溢出后停止加熱完成安裝。

參考項目技術文件和相關檢測標準，對涂層厚度、剝離強度等性能進行了檢測，結果符合相關技術要求。涂裝過程參數及涂層性能檢驗結果見表1。

紅外加熱裝置自動化程度高，熱縮帶主體及搭接處等各部位受熱均勻，避免了人工烤制產生的熱收縮帶與管體不粘結、管道底部“兩層屁皮”現象[2]，同時解決了火焰烘烤二次污染以及冬季施工作業(yè)困難等問題。該裝置施工效率高，大大縮短了熱縮帶安裝施工時間，特別對于直徑較大的管線鋪設更為明顯。另外，使用紅外加熱裝置減少現場丙烷氣使用，降低熱縮帶涂裝操作人員工作強度，改善現場工作條件和環(huán)境，施工過程安全性提升。

在實際施工過程中發(fā)現，利用紅外加熱裝置安裝熱縮帶時，在搭接片附近涂層內部容易產生氣泡，可能是由于搭接片與熱縮帶基材收縮率不一致造成的。該問題在實際施工過程中應予以重視并采取措施盡量避免。

3總結

海管節(jié)點熱縮帶紅外加熱裝置，自動化程度高，施工便捷、效率高，所安裝的熱縮帶涂層性能滿足工程項目及相關涂層標準要求，應在管道安裝鋪設行業(yè)推廣應用。

參考文獻：

[1]王銘浩，陸娟，趙利，楊彪，相政樂.3PE防腐管道節(jié)點防腐工藝的新發(fā)展[J].化工管理，2018（09）：171-172.

[2] 張其濱，張麗萍，劉金霞，赫連建峰.管道3LPE防腐層補口技術研究和應用新進展[J].石油工程建設，2014，40（01）：45-49.

[3] 劉鋒，曾傳銀.機械化熱收縮帶補口在西氣東輸三線的應用[J].管道技術與設備，2015（03）：41-43.