隨著管道行業(yè)的不斷發(fā)展，管道防腐材料也在不斷更新，由過去的瀝青玻璃絲布到目前的3PE，防腐技術(shù)日趨復(fù)雜。熱收縮帶補(bǔ)口在國內(nèi)3PE管道中大量應(yīng)用，技術(shù)比較成熟。但是在實(shí)際工程施工中，由于施工工序、工藝、施工環(huán)境和水平的不同，熱收縮帶補(bǔ)口補(bǔ)口質(zhì)量存在一些問題，嚴(yán)重影響了管道的使用壽命。為此在國內(nèi)外長輸管道工程中，通過尋求更好的補(bǔ)口方式也是解決補(bǔ)口問題的一個途徑。[1]

　　1 熱收縮帶補(bǔ)口

　　1.1 熱收縮帶補(bǔ)口程序

　　(1)管口清理

　?、賹⒑缚诩皟蓚?cè)防腐層上的油污、泥土等清理干凈;②焊縫及其附近的毛刺、焊渣、焊瘤、飛濺物應(yīng)打磨干凈;③管子端部防腐層有翹邊、開裂等缺陷時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修理。

　　(2)管口表面處理

　?、偈褂脟娚霸O(shè)備對管口進(jìn)行清理， 在噴砂的過程中，管口表面的溫度應(yīng)在露點(diǎn)溫度以上。天氣潮濕時(shí)，先將鋼管預(yù)熱到50℃再進(jìn)行除銹。噴砂除銹后表面至少應(yīng)達(dá)到Sa 2½級(金屬表面應(yīng)無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物,任何殘留的痕跡應(yīng)僅是點(diǎn)狀或條紋狀的輕微色斑)，錨紋深度50～70μm。②將焊口兩側(cè)的防腐層修成斜坡，并用砂布或鋼絲刷將熱收縮帶的搭接部位打磨粗糙。

　　(3)管體預(yù)熱

　?、偻糠蟮灼崆埃瑧?yīng)對裸露的金屬表面進(jìn)行預(yù)熱。為保證管口整個圓周的均勻加熱，應(yīng)將烤槍調(diào)到中火對鋼管進(jìn)行烘烤預(yù)熱，預(yù)熱要均勻，保持鋼管四周溫度一致。②預(yù)熱溫度達(dá)到60～80℃，一般預(yù)熱時(shí)間不低于5min，管徑越大預(yù)熱時(shí)間越長。③用測溫儀對鋼管四周取樣測溫，測溫時(shí)不要直接在裸鋼上測量，應(yīng)在裸鋼上涂刷一點(diǎn)底漆，測量的底漆溫度為鋼管實(shí)測溫度。

　　(4)底漆涂敷

　?、僭阡摴茴A(yù)熱時(shí)開始調(diào)配底漆(一般雙組分的配比A:B=4:1或A:B=5:1)。②底漆應(yīng)混合均勻，冬季時(shí)底漆可以預(yù)熱后再進(jìn)行調(diào)配。③用專用刷子涂刷2～3遍，使底漆厚度大于100μm。

　　(5)熱收縮帶的安裝

　　安裝步驟：

　?、僭诘灼嵬克⑼瓿珊螅脽崾湛s帶完全包裹住管口。搭接位于管道一側(cè)10點(diǎn)或2點(diǎn)的位置，最少搭接50mm。

　?、诔崾湛s帶上的包裝物，用小火對熱縮帶有搭接線的一頭膠面進(jìn)行烘烤使膠面發(fā)亮。把熱收縮帶烘烤好的一頭平行與鋼管搭接，搭接寬度要均勻，熱收縮帶要緊密地貼附在鋼管上。

　?、蹖崾湛s帶另一頭的膠面用火烤發(fā)亮后，按搭接線進(jìn)行搭接，并用壓輥壓實(shí)后用膠條封在對縫處。

　?、苡眯』饘p上的膠條烘烤一下后，將固定片居中敷在熱收縮帶對縫處。用中火對固定片膠面的邊緣進(jìn)行烘烤并用壓輥壓實(shí)。

　?、莨潭ㄆ惭b完后，2～3人先用中火沿管子周向方向移動烘烤熱收縮帶中間(兩烤槍火焰不得碰到一起)，再由熱收縮帶中間向兩邊慢慢移動烘烤。烘烤過程中，火焰不能停留在一個位置，否則容易烤糊基材。

　?、薮裏崾湛s帶收縮完后，用小火(直徑大于457mm的鋼管用中火)沿鋼管的軸向方向進(jìn)行均勻補(bǔ)火升溫，直到膠粘劑沿?zé)崾湛s帶邊緣均勻溢出。將膠條敷在固定片兩端，用小火烘烤一下，再用膩?zhàn)拥剁P平即可。安裝完的熱收縮帶不能擾動，直到粘結(jié)劑凝固為止。

　　需要注意的是：施工時(shí)，風(fēng)力大于2級要安裝擋風(fēng)設(shè)施;氣溫較低時(shí)，要加長烘烤時(shí)間，并使用保溫設(shè)備對烘烤完的補(bǔ)口處進(jìn)行保溫。

　　(6)外觀檢查

　?、傺a(bǔ)口處應(yīng)光滑平整、無皺折、鼓泡，鋼管防腐層與熱收縮帶貼合緊密，不留空隙。

　?、跓崾湛s帶周向應(yīng)有膠粘劑均勻溢出。熱收縮套表面不應(yīng)有燒焦、碳化現(xiàn)象。

　?、凼湛s后的熱收縮帶與管體防腐層的搭接寬度應(yīng)不小于50mm。

　　(7)剝離強(qiáng)度測試

　　補(bǔ)口處的剝離強(qiáng)度測試，應(yīng)在補(bǔ)口完成24 h后進(jìn)行，檢測時(shí)管體溫度宜為10℃~35℃，如現(xiàn)場溫度過低，可將防腐層加熱至檢測溫度后進(jìn)行檢測。在補(bǔ)口處，對鋼管的剝離強(qiáng)度應(yīng)不小于50N/ cm;對于熱縮材料和原鋼管聚乙烯防腐層的搭接處，對聚乙烯的剝離強(qiáng)度也不應(yīng)小于50N/ cm;對三層結(jié)構(gòu)補(bǔ)口，剝離面的底漆應(yīng)完整附著在鋼管表面。

　　每100個補(bǔ)口至少抽測一個口，如不合格，應(yīng)加倍抽測。若加倍抽測仍有一個不合格，則該段管線的補(bǔ)口應(yīng)全部返修。剝離強(qiáng)度試驗(yàn)后應(yīng)將該補(bǔ)口清除干凈，重新制作新的補(bǔ)口。

　　1.2 熱收縮帶補(bǔ)口優(yōu)缺點(diǎn)

　　熱收縮帶補(bǔ)口方式簡便易行，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，能夠抵抗下溝過程中的磕碰及刮傷，但也存在以下明顯的缺陷。

　　(1) 熱收縮帶安裝質(zhì)量受人為操作影響大，每一個環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格控制質(zhì)量，一個環(huán)節(jié)的薄弱將導(dǎo)致補(bǔ)口質(zhì)量不合格。

　　(2)熱收縮帶與管體防腐層粘結(jié)能力差，受日照或土壤應(yīng)力作用，容易起皺、開裂。

　　(3)焊縫處很難做到無氣泡、無空鼓，如果水分進(jìn)入熱收縮帶下面，則會沿焊縫擴(kuò)散。由于熱收縮帶的絕緣作用，陰極保護(hù)電流無法到達(dá)腐蝕表面，不能阻止腐蝕。[2]

　　2液體環(huán)氧涂料補(bǔ)口

　　環(huán)氧粉末防腐層的應(yīng)用早于3PE防腐層，3PE防腐層是在環(huán)氧粉末防腐層的基礎(chǔ)上，為了彌補(bǔ)環(huán)氧粉末防腐層機(jī)械強(qiáng)度差而發(fā)展起來的。環(huán)氧粉末防腐層多采用液態(tài)環(huán)氧涂料進(jìn)行現(xiàn)場補(bǔ)口。在北美地區(qū)，早已使用液態(tài)環(huán)氧進(jìn)行3PE管道的補(bǔ)口，而我國目前只有深圳BP大鵬公司在部分液化天氣管道上進(jìn)行了補(bǔ)口應(yīng)用。

　　2.1液體環(huán)氧涂料補(bǔ)口要求

　　(1)管口表面經(jīng)噴砂處理后，應(yīng)達(dá)到SSPC SP10、NACE 2 或Sa2.5級，錨紋深度50～100μm。

　　(2)使用雙組分無氣噴涂機(jī)(噴涂級)或硬質(zhì)鬃毛刷(刷涂級)進(jìn)行涂敷。

　　(3)當(dāng)環(huán)境溫度低于10℃或環(huán)境溫度低于露點(diǎn)溫度3℃時(shí)，需對管口進(jìn)行預(yù)熱，溫度應(yīng)保持在60℃以下。當(dāng)環(huán)境相對濕度高于80%時(shí)，不得施工。

　　(4)根據(jù)產(chǎn)品的防腐性能和管道直徑不同，建議涂層的厚度為0.7～1mm。

　　(5)通風(fēng)狀況、溫度、濕度、涂膜厚度及金屬表面溫度等因素均對漆膜干燥時(shí)間有一定影響(表1)。

　　表1 典型膜厚的干燥時(shí)間

　　底材溫度/℃表干/h實(shí)干/h

　　10 4.06.0

　　25 1.03.0

　　40 0.61.0

　　2.3液態(tài)環(huán)氧補(bǔ)口的優(yōu)缺點(diǎn)

　　(1)常溫固化，固化速度快。

　　(2)與基材粘接強(qiáng)度、韌性和抗沖擊強(qiáng)度優(yōu)異，耐溶劑和耐化學(xué)介質(zhì)性能良好。

　　(3)一次刷涂或噴涂膜厚可達(dá)1mm，可以一次性達(dá)到設(shè)計(jì)膜厚度(可有效避免因多道涂裝施工而導(dǎo)致的涂層分層問題，同時(shí)大大提高了施工效率)。[3]

　　(4)施工過程中無任何有害成分揮發(fā)，施工安全。

　　(5)成膜質(zhì)量高，涂層極少存在針孔，涂層密實(shí)，屏蔽性高。

　　(6)液態(tài)環(huán)氧補(bǔ)口最大的優(yōu)點(diǎn)是不會產(chǎn)生陰極屏蔽，由于涂層與陰極保護(hù)的相容性，即便在施工過程中由于磕碰會造成補(bǔ)口涂層破損，破損點(diǎn)也不會發(fā)生腐蝕。

　　3 液態(tài)環(huán)氧與3PE防腐層的粘結(jié)問題

　　檢驗(yàn)表明，液態(tài)環(huán)氧和PE之間是機(jī)械粘結(jié)，而非化學(xué)粘結(jié)?？梢酝ㄟ^改變工廠預(yù)制環(huán)氧底漆留頭方式來解決液態(tài)環(huán)氧與PE之間的粘結(jié)力問題。具體措施：首先，增加3PE防腐層環(huán)氧底漆的厚度，使之達(dá)到200μm以上;其次，在防腐層端部留出2～3cm 的環(huán)氧底漆(該部分底漆上面沒有PE 層);第三，在管口噴砂除銹時(shí)，采用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，保留該部分環(huán)氧底漆。將該部分環(huán)氧底漆用砂紙打毛，然后將液態(tài)環(huán)氧涂刷在該部分環(huán)氧底漆上。這樣，由于液態(tài)環(huán)氧是與環(huán)氧底漆直接粘結(jié)，提高了粘結(jié)強(qiáng)度。

　　4 結(jié)束語

　　(1)建議采用液態(tài)環(huán)氧補(bǔ)口替代目前通用的熱收縮帶補(bǔ)口方式，這樣不僅能減輕工人的勞動強(qiáng)度，同時(shí)也可提高補(bǔ)口質(zhì)量，節(jié)約補(bǔ)口成本，保證了補(bǔ)口的長期防腐性能。

　　(2)采用熱收縮帶補(bǔ)口的西氣東輸管道工程和蘇丹某管道工程都在運(yùn)營幾年后就發(fā)生了管道腐蝕，表明采用熱收縮帶補(bǔ)口難以保證補(bǔ)口質(zhì)量，應(yīng)盡早選用安全高效的補(bǔ)口方式,消除未來管道工程的腐蝕隱患。

　　(3)國外一些工程實(shí)踐證明，液態(tài)環(huán)氧補(bǔ)口可以解決3 PE防腐管道采用熱收縮帶補(bǔ)口所存在的管道安全隱患。隨著我國長輸管道的快速發(fā)展，為節(jié)約成本和增加管道的運(yùn)行壽命，應(yīng)在國內(nèi)管道工程中推廣液態(tài)環(huán)氧補(bǔ)口。

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