防腐支架在大口径3PE热收缩带补口施工中的应用技术

周飞翔

中国二冶集团金结公司，内蒙古包头 014010

目前，天然气的传输通常是大型的、长距离的管线输送，而连接管线的焊口处防腐补口质量是影响天然气管道防腐质量的重要因素，如果防腐补口质量出现问题，会对天然气管道的安全运行造成严重影响。

1 工程简介

盂县-寿阳输气管道工程输气管线线路总长45.90Km，管材采用D457×6.3 L 3 6 0 N B型双面螺旋缝埋弧焊钢管和D457×6.3 L360NB型直缝埋弧焊钢管两种，输气管线设计压力为4.0MPa，设计最大输气量4.0×108m3/a。管线采用三层PE外防腐及强制电流阴极保护。三层PE外防腐的结构形式,具体包括与钢管接触的为防腐涂料底漆，中间为热熔胶.最外层为交联聚乙烯[1][2]。目前国内天然气管道防腐技术中，3PE防腐结构占了很大比例，3PE补口施工常规采用聚酯交联热收缩带。聚酯交联热收缩带主要应用于长输石油、天然气钢管焊口防腐，城市燃气管网接缝防腐，供热钢管接缝防腐等领域。聚酯交联热收缩带是为埋地及架空钢质管道焊口的防腐和保温管道的保温补口而设计的，它是由聚酯基材和特种密封热熔胶复合而成，特种密封热熔胶与聚酯基材、钢管表面及固体环氧涂层可形成良好的粘接。收缩带在加热安装时，基材在径向收缩的同时，内部复合胶层熔化，可以紧紧地包覆在补口处，与基材一起在管道外形成了一个牢固的防腐体，具有优异的耐磨损、耐腐蚀、抗冲击及良好的抗老化性能。

2 大口径管道补口热收缩带防腐存在的问题

此工程管道直径大，采用聚酯交联热收缩带进行3PE管道补口施工，属大口径补口作业。当小口径管道补口施工时，由于其间隙不大，可直接进行加热收缩。当热收缩带直径大于管道直径，由于自重因素影响，热收缩带与管道下部存在间隙，当管道直径大于DN450时，管道与热收缩带直径差将大于80mm，热收缩带在管道下部的间隙太大，如直接进行加热收缩会造成热收缩带收缩不均匀，从而产生粘结强度不够及鼓包等现象，造成防腐补口质量不合格。

3 改进方案

3.1 初步设想：采取措施，减小大口径管道施工时, 热收缩带因自重因素的影响而导致的与管道下部间隙过大问题。若能够将热收缩带与管道均匀撑起,加热时即可避免热收缩带收缩不均匀、粘结强度不够及鼓包等现象，有效保证防腐补口质量。

3.2 防腐支架的工作原理

经过技术人员认真研究，反复试制，研制出了一种结构简单，固定方便，能够有效地提高防腐补口质量和施工效率的大口径3PE热收缩带防腐专用支架。其工作原理是：在圆弧半径与管道半径相同的弧形钢板上连接小木块，小木块为楔形并均匀连接在弧形钢板的一侧，且小木块高度（楔形最高点）约为热收缩带半径与管道半径之差。在进行防腐补口作业时，先将热收缩带准确就位于管道接口处，之后将两个支架从热收缩带两侧分别塞入热收缩带与管道间，使小木块支撑热收缩带，从而将热收缩带与管道之间间隙调节均匀。然后从热收缩带中心向两侧均匀加热收缩，待加热收缩至热缩带边缘附近时，将支架撤出，接着加热热缩带边缘，使热收缩带与管道牢固粘接。

3.3 具体实施方式：

在弧形钢板1上连接小木块2。所述弧形钢板1的圆弧半径与管道半径相同。所述小木块2为楔形并均匀连接在弧形钢板1的一侧，且小木块2高度（楔形最高点）约为热收缩带半径与管道半径之差（见附图1、2、3）。在进行防腐补口作业时，先将热收缩带准确就位于管道接口处，之后将本实用新型两个在热收缩带两侧分别塞入热收缩带与管道间，使小木块支撑热收缩带，从而将热收缩带与管道之间间隙调节均匀。然后从热收缩带中心向两侧均匀加热收缩，使热收缩带与管道牢固粘接。

图1 主视图

图2 左视图

图3 俯视图

4 应用热收缩带防腐支架应注意的问题

4.1 补口前必须对补口部位进行清理。将环向焊缝及其附近的毛刺、焊渣、污物、油及其杂物清理干净。还需对补口部位表面进行除锈处理，表面除锈处理质量应达到涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/8923规定的Sa2.5～Sa3.0级。补口搭接部位的聚乙烯层应打磨至表面粗糙。其端部应进行坡口处理，坡角不大于30度。热收缩带与聚乙烯防腐层搭接宽度应不小于100mm。补口前应用火焰加热器对补口部位进行预热。湿度大于85%或雨雪天不能进行补口作业。

5 补口后检查

5.1 热收缩带加热完成后，外观进行100%目检，如有皱折、鼓泡、贴和不紧马上进行修缮，无法修缮或表面有烧焦碳化的切除后重新安装。

5.2 补口处防腐层厚度检查用磁性测厚仪沿周向随机检测4点，有一点不够则再包覆一层热收缩带。

5.3 补口处进行100%电火花检查，检漏电压15KV，如有针孔，进行补伤，直至合格。

5.4 每完成100道焊口补口后抽查一个进行粘结力检查，如不合格加倍抽查，还不合格则该段管线补口全部返工。检查方法为：先用裁刀将防腐层沿环向划开宽度为100mm、纵向20mm～30mm以上的长条，划开时应划透防腐层，并撬起一端，用管形测力计以10mm/min的速率垂直钢管表面匀速拉起聚乙烯层，记录测力计数值。将测定的力值除以防腐层的剥离宽度，即为剥离强度，单位为N/cm。测定结果以三次测定的平均值表示，在管体温度为10℃～30℃时的剥离强度应不小于50N/cm。

6 实施效果

这种防腐支架结构简单，固定方便，易于操作，能够有效提高防腐补口质量及施工效率。在盂县-寿阳输气管道补口施工中保证了粘接强度，杜绝了皱折、鼓泡及贴和不紧现象，避免了返工损失，一次交验合格，受到建设单位和监理单位的一致好评。

7 结语

随着我国国民经济的迅速发展，长途输油气管道建设会越来越多，防腐支架在大口径3PE热收缩带补口施工中的应用有着广泛的前景。

[1]埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准.SY/T0413—2002

[2]辐射交联聚乙烯热收缩带(套).SY/T4054—2003