低溫環(huán)境管道3pE防腐補(bǔ)口技術(shù)分析

龐旭光

摘 要：為了實(shí)現(xiàn)低溫環(huán)境下管道3PE防腐層補(bǔ)口技術(shù)的突破，對此進(jìn)行了深入研究，并做了大量試驗(yàn)和嚴(yán)密論證，研發(fā)了新型改性聚脲補(bǔ)口涂料、低溫補(bǔ)口施工設(shè)備及施工工藝。該技術(shù)具有補(bǔ)口施工工藝簡便可行，涂層性能可靠等特點(diǎn)。管道補(bǔ)口技術(shù)直接關(guān)系到整個(gè)管道防腐層質(zhì)量，此項(xiàng)研究對提高低溫環(huán)境管道補(bǔ)口施工質(zhì)量及可靠性具有重要意義。

關(guān)鍵詞：低溫環(huán)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(qiáng)級3PE防腐管道，主要的區(qū)別就是防腐涂料的厚度不同。加強(qiáng)級防腐肯定防腐強(qiáng)度和防腐性能更加的優(yōu)越。一層環(huán)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(jié)合形成優(yōu)良的防腐層。 管徑范圍Φ60～Φ1420。3PE和2PE的主要區(qū)別：3PE防腐管道多了一個(gè)環(huán)氧粉末層，而環(huán)氧粉末耐腐蝕性能好、力學(xué)性能好、抗陰極剝離強(qiáng)，雖然它有表面處理嚴(yán)格、耐候性差、吸水率偏高等優(yōu)點(diǎn)，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(shù)綜合了環(huán)氧涂層與擠壓聚乙烯兩種防腐層的優(yōu)良性能，將環(huán)氧涂層的界面特性和耐化學(xué)特性與擠壓聚烯防腐層的機(jī)械保護(hù)特性等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，從而顯著改善了各自的性能。3PE防腐管道其特點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度高、耐磨損、耐腐蝕、耐熱、耐冷、可應(yīng)用于150度介質(zhì)中，在寒冷地帶均適應(yīng)。因此，3PE防腐層是理想的埋地管線外防護(hù)層。3pe防腐管道指的是管道在不同的工作環(huán)境中使用，為減緩或防止管道在外介質(zhì)的化學(xué)、電化學(xué)作用下或由微生物的代謝活動(dòng)而被侵蝕和變質(zhì)在管道/鋼管的外壁上涂3層聚乙烯（3PE）以達(dá)到管道防腐的措施。

2 施工工藝技術(shù)應(yīng)用

因?yàn)楣こ添?xiàng)目建設(shè)中的各種原因，往往一些油氣管線的補(bǔ)口需要在冬季進(jìn)行施工，完成的補(bǔ)口常常達(dá)不到測試驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)。如何能保證管線補(bǔ)口的質(zhì)量，施工技術(shù)是否具有可操作性是影響補(bǔ)口防腐層質(zhì)量的關(guān)鍵。冬季室外施工中更要嚴(yán)格掌控?zé)崾湛s套（帶）工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

補(bǔ)口前必須對焊口兩側(cè)進(jìn)行處理。將環(huán)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(bǔ)口表面部位進(jìn)行除銹處理，表面除銹的質(zhì)量應(yīng)達(dá)到規(guī)定的 Sa2.5～Sa3.0級?？蛇x用噴沙或機(jī)械工具除銹，補(bǔ)口搭接部位的聚乙烯層應(yīng)打磨至表面粗糙。其端部進(jìn)行坡口處理，坡角不大于30度，然后用加熱器對補(bǔ)口部位進(jìn)行均勻預(yù)熱。防腐3PE熱收縮套與聚乙烯防腐層搭接寬度應(yīng)不小于10cm。如果雨天、雪天、風(fēng)沙天和相對濕度大于85%的時(shí)段應(yīng)停止施工。

完成的防腐3PE熱收縮套或纏繞帶表面應(yīng)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(xiàn)象，3PE熱收縮套周向應(yīng)有熱熔膠粘劑均勻溢出。補(bǔ)口處應(yīng)用電火花檢漏儀逐個(gè)進(jìn)行針孔檢查，如出現(xiàn)針孔應(yīng)重新補(bǔ)口。防腐3PE熱收縮套的剝離強(qiáng)度應(yīng)符合要求。

3 低溫環(huán)境管道3pE防腐補(bǔ)口技術(shù)措施

1、冬季室外溫度較低，在現(xiàn)有的環(huán)境條件下進(jìn)行補(bǔ)口施工，很難使補(bǔ)口的剪切強(qiáng)度和陰極剝離強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。重新返工，增加補(bǔ)口的檢測點(diǎn)不合格概率仍舊存在。綜合分析原因后，冬季補(bǔ)口影響質(zhì)量的重要因素就是施工環(huán)境溫度。因?yàn)榄h(huán)境溫度很低，即使在施工過程中加熱器使管線溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍，而金屬材質(zhì)快速的熱傳導(dǎo)性使溫度又會(huì)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(shè)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(fēng)換氣功能。

2、現(xiàn)場補(bǔ)口人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)合格，持證上崗，具備專業(yè)技術(shù)水平。焊口周圍應(yīng)有足夠的作業(yè)空間，鋼管下面的空間高度應(yīng)在400mm以上。將焊口及兩側(cè)150mm 范圍內(nèi)的油污、泥土等清理打磨干凈，兩側(cè)涂層切成坡角。冬季施工當(dāng)管口表面有水汽（露水或霜）時(shí)，應(yīng)用加熱器進(jìn)行加熱清除管道表面的水分，加熱溫宜為 30℃～40℃。加熱進(jìn)行預(yù)熱去潮，表面干燥后，測量管子表面上下左右4個(gè)點(diǎn)溫度，達(dá)到要求后方可噴砂除銹。

3、噴槍噴砂時(shí)應(yīng)與管道軸線位置相對垂直，噴槍沿管道軸線勻速往復(fù)移動(dòng)。噴砂時(shí)應(yīng)將焊縫防腐層與補(bǔ)口材料搭接范圍內(nèi)的防腐涂層表面一并打毛，且不得使用河砂。當(dāng)金屬表面呈現(xiàn)金屬本色、沒有黑色或紅色斑點(diǎn)，且表面預(yù)處理質(zhì)量應(yīng)達(dá)到Sa2.5級要求即可停止噴砂，錨紋深度 50-75μm。施工達(dá)到錨紋的深度范圍內(nèi)，環(huán)氧底漆和管體表面才能獲得最佳的粘結(jié)效果。除銹完畢后應(yīng)將焊口及兩側(cè)飛濺物清除干凈。對噴砂設(shè)備無法進(jìn)入的特殊地段，取得建設(shè)單位和監(jiān)理代表許可的情況下，可采用電動(dòng)鋼絲刷或打磨機(jī)除銹，處理后達(dá)到 St3 級。建議除銹完成后進(jìn)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(dòng)極化處理一遍，避免留有死角。表面處理后在2小時(shí)以內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)口安裝作業(yè)。

4、冬季管線補(bǔ)口預(yù)熱及后續(xù)技術(shù)操作必須在暖棚中連續(xù)進(jìn)行才能有效保證施工的質(zhì)量。預(yù)熱鋼管補(bǔ)口及防腐涂層表面預(yù)熱溫度考慮管材的熱傳導(dǎo)性，應(yīng)適當(dāng)提高達(dá)到70～90℃，預(yù)熱時(shí)間不低于5min，管徑越大預(yù)熱時(shí)間越長。PE防腐層適當(dāng)加熱，兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行有效加熱寬度150mm。加熱器宜中火，應(yīng)調(diào)好火焰長度和溫度，同時(shí)要注意暖棚中加熱設(shè)備及使用氣罐的安全。管口加熱時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)狀火焰加熱器，預(yù)熱要均勻，特別是鋼管底部與側(cè)面的溫度，應(yīng)保持鋼管四周溫度一致。

達(dá)到預(yù)熱溫度后，涂抹配套環(huán)氧底漆。處理過的補(bǔ)口表面應(yīng)無濕氣、無返銹。鋼管預(yù)熱時(shí)開始調(diào)配底漆，底漆應(yīng)混合均勻。用專用刷子均勻涂刷2～3遍，反復(fù)豎順，無氣泡，底漆厚度大于100μm。環(huán)氧底漆應(yīng)充分表干，不具有流動(dòng)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(shí)，宜兩人分別從中央部位向兩側(cè)均勻移動(dòng)加熱，使中間部位首先收縮。從管底到管頂逐步時(shí)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(huán)向接縫有粘膠均勻溢出時(shí)，即可認(rèn)為熱收縮套（帶）安裝收縮完畢。同時(shí)在暖棚中操作中需要定時(shí)進(jìn)行通風(fēng)換氣。

表面檢查合格后電火花檢漏儀檢漏無漏點(diǎn)為合格。補(bǔ)口處的剝離強(qiáng)度測試需要在補(bǔ)口完成24 h后進(jìn)行，溫度為10℃～35℃。每100個(gè)補(bǔ)口至少抽測一個(gè)口，如不合格，要加倍抽測。現(xiàn)場溫度過低，尤其是冬季施工中，材料因?yàn)榈蜏禺a(chǎn)生冷脆性，管體表面粘結(jié)底漆收縮粘結(jié)力差，補(bǔ)口處的強(qiáng)度很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。要在暖棚中將防腐層加熱至檢測溫度后進(jìn)行檢測。

4 結(jié)束語

綜上所述，冬季室外溫度較低，在現(xiàn)有的環(huán)境條件下進(jìn)行補(bǔ)口施工，很難使補(bǔ)口的剪切強(qiáng)度和陰極剝離強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，更是考驗(yàn)了補(bǔ)口工藝施工技術(shù)。重新返工，增加補(bǔ)口的檢測點(diǎn)不合格概率仍舊存在。綜合分析原因后，冬季補(bǔ)口影響質(zhì)量的重要因素就是施工環(huán)境溫度。解決溫度問題行之有效的辦法就是3PE管道補(bǔ)口腐蝕技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用滿足了冬季管線補(bǔ)口連續(xù)作業(yè)的要求。

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