复杂地形下管道防腐补口质量控制的实践与认知

毛升好，吕勇兵

中国石油长庆油田分公司技术监测中心 （陕西 西安 710018）

采用热收缩带（套）进行防腐补口，是油气田集输管道与长输管道施工中对检测合格的焊缝进行隐蔽的关键环节、特殊工序，其质量的高低直接影响到管道的使用寿命周期。结合长庆气田***干线工程防腐补口质量问题调研分析，通过比对试验，总结提出复杂地形条件下提升热收缩带防腐补口质量的有效措施。

1 调研事由

2013年9月底，***施工承包商向***建设单位反映，在***干线工程防腐工考试过程中，由厂家操作以及在其指导下参加考试工人防腐补口的质量存在翘边开裂、底漆与管壁粘接不牢固、剥离强度试验不达标等质量问题。为提高防腐补口质量，保障建设工期不受影响，由建设管理部门委托长庆工程质量监督站牵头，组织设计院、材料采购部门与厂家供应商、监理单位和有关施工承包商等单位对防腐补口质量问题的影响因素进行调研分析[1-3]。从以下4方面调研：①防腐补口材料与设计文件、标准规范的符合性；②防腐补口带产品质量；③防腐补口工艺的可行性；④防腐工操作的规范性。

2 影响防腐补口质量问题的要素分析

2.1 设计与规范要求

该工程设计文件要求，补口处防腐层采用聚乙烯热收缩带 （套）3层结构，管道外壁喷砂除锈达Sa2.5级，底漆采用无溶剂环氧涂料，涂敷2道，厚度不小于240μm，然后包覆聚乙烯热收缩带（套）。补口搭接部位的聚乙烯层应打磨至表面粗糙，然后按聚乙烯热收缩带说明书进行补口施工。热收缩带与聚乙烯层搭接宽度应不小于100mm[4]。

GB/T 23257-2009 《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》[1]规范适用于钢质管道聚乙烯防腐层设计、生产与施工，该规范规定：若采用环氧树脂底漆，应按照产品说明书的要求进行调配底漆并均匀涂刷，底漆的湿膜厚度应不小于120μm。

2.2 防腐补口带产品质量

经过与采购部门联系协调，厂家先后提供了单位营业执照、质量管理体系认证书、使用安装说明书、产品安全数据表、同类产品非同批产品第三方检测报告、常温型热收缩带 (套)合格证及其内部产品检验报告。并实测同批补口热收缩带总厚度、基材厚度、胶层厚度均符合GB/T 23257-2009要求。

为了进一步跟踪产品质量状况，按照产品质量标准规范要求，厂家提供了相关规格型式检验报告、补口带制造原材料基材、热熔胶、底漆的质量证明文件和试验报告等产品质量控制资料。存在现场使用底漆名称为无溶剂环氧聚合物，与设计要求无溶剂环氧涂料、结构形式和标准要求环氧树脂底漆名称不一致；安装使用说明书，底漆厚度为120μm，与设计要求环氧涂料240μm不同；产品适用范围未注明是否适用除锈等级为St3级的钢质管道防腐施工等问题。

随后，中国石油廊坊防腐检测中心出具的热收缩带第三方检测报告，证明原材料经各项检测验证是合格的。

2.3 施工工艺

经了解调研，施工存在问题如下：①工作现场地形复杂，山大沟深，因条件限制喷砂除锈设备无法到位施工，采用电动钢丝刷进行除锈，除锈等级St3级，与设计文件不符；②管道防腐预制中，对管口预留端保护不到位，预留端存在环氧粉末等污物。补口时，对补口部位的环氧粉末残留物清理不干净，就进行了下道工序的施工；③采用电动钢丝刷除锈锚纹深度达不到标准要求的40～90μm;④烘烤时间与温度、回火时间与温度等工艺，不完全适应该工况下补口参数要求。

2.4 人员操作

在防腐工考试过程中，因厂家防腐工技术不熟练，参加防腐补口操作考试人员技能较差，均不能完全按照补口工艺进行规范操作，烘烤时间与温度、回火时间与温度掌握不好，胶层与聚乙烯层未完全融合，出胶不均，粘结力达不到要求。

3 提高防腐补口质量的控制措施

3.1 工艺比对试验

结合该工程工况复杂地形条件，在无法实现喷砂除锈的情况下，按GB/T 23257-2009规定电动工具除锈，采用2种不同的补口工艺（表1）。采用补口工艺一：由厂家、该工程施工补口单位与其他同类工程补口施工单位共6家单位，各防腐补口1道，共6道；采用补口工艺二：由以上施工单位（不包括厂家）各防腐补口1道，共5道。

从补口工艺一、二比较看，相同点是：都要经过除湿气、电动除锈、底漆配置、加热、打毛防腐层、涂刷底漆、加热收缩带、压盖固定加热、回火加热、碾压等工序。主要区别是：后者电动除锈后用粗砂纸去除灰尘并打毛表面，使锚纹深度达到要求，底漆厚度较薄，烘烤、回火温度提高，时间延长。

3.2 操作技能

严格控制防腐工资质和能力，参加补口比对试验的防腐工均是经过施工前监理考试合格，补口熟练的操作工人，厂家派出的2名同志均是具有多年现场补口经验、操作娴熟的工作人员。在施工前，要求强化防腐工强化培训，加强厂家指导现场服务，按补口工艺规定的顺序、操作手法、温度与时间参数等要求规范补口行为，做到技能优秀、持证上岗[3-5]。

表1 补口工艺比较表

3.3 环境因素

严格控制现场环境因素影响，对湿度、温度与风速不符合规范和厂家操作说明要求的，采用防风棚、延长烘烤时间等措施，提升烘烤温度，确保防腐补口质量。

4 比对试验结果与不合格原因分析

4.1 比对试验结果

按照SY 4204-2007《油气集输管道施工质量验收规范》[2]质量检验的要求，现场检验项目包括外观检验、电火花检漏、剥离强度检验3项。①电火花检漏。经15kV电火花检漏抽查，未发现补口处有漏点质量问题。②外观检验。共抽查11个口38点，合格率100%。均无翘边开裂、烧焦、碳化、褶皱、气泡等现象，溢胶均匀（5～15mm范围内），固定片搭接长度、热收缩带与防腐层搭接宽度均符合规范要求。③剥离强度试验。采用工艺一防腐补口的剥离强度试验合格率68.8%。熟练掌握工艺二的施工单位，防腐补口剥离强度试验合格率达到91.7%。

从比对试验结果看，复杂地形条件下，熟练掌握补口技能的防腐工采用工艺二进行防腐补口，其质量是受控的。

4.2 补口质量问题原因分析

经对原反映防腐补口存在质量问题和对比补口试验分析，原工程施工单位产生补口质量问题的原因是：①现场操作人员的素质亟待提高，承担补口施工的人员操作不规范，胶层未充分熔化;②钢管表面受到锈蚀、超声波（耦合剂甘油）检测、管道预制环氧粉末喷涂等环节的污染，在手工除锈中未得到有效清除，造成底漆附着力不符合要求;③环氧粉末层与底漆粘接力达不到要求，环氧粉末层在现场处理难度较大;④除锈方式和除锈等级的改变，使补口部位的表面未达到设计要求的除锈等级;⑤在底漆湿膜施工中，底漆湿膜厚度过厚，在锚纹深度不达标的情况下，不利于提高附着力。

5 效果与建议

结合工程实际，现场从喷砂除锈改为电动工具除锈，由Sa2.5级变为St3级，强化人员培训，采用工艺二进行防腐补口。据统计，该工程共防腐补口112km约12 200多个焊口，外观一次合格率达96%，补口剥离强度试验110道口，合格率98%，底漆粘接良好。实践证明，只要参建各方各司其职、齐抓共管，特别是施工承包商严格执行工艺二进行防腐补口，并且在管道预制中严控环氧粉末喷涂污染、超声波检查油脂污染，防腐补口质量得到了有效的控制和提高。

结合对前期存在补口质量问题与工艺比对结果原因分析，建议加强施工现场管理。

1）施工承包商管理部要加强现场施工管理和人员培训，特别是对***干线防腐补口的施工单位，要强化补口工艺练习，熟练掌握操作工艺，严格按规范要求进行施工。

2）***防腐厂在防腐管预制中，按标准要求严格控制防腐工序质量，对管口端进行保护，以避免环氧粉末层污染管端，对已出厂管端存在环氧粉末层污染的防腐管进行跟踪整改。

3）建设单位和监理单位加强对检测单位的监管，在焊口超声波检测时，应避免使用油脂性（甘油）耦合剂，防止因油污污染，造成防腐底漆无法与钢管粘接，引发剥离强度不达标问题。

4）现场监理部要加强材料报验审批管理，加强对施工单位监管，对施工质量行为要规范指导，对实体质量要严格控制，确保工程建设质量稳定提高，实现生产运行本质安全。

[1]GB/T 23257-2009埋地钢质管道聚乙烯防腐层[S].

[2]SY 4204-2007石油天然气建设工程施工质量验收规范油气田集输管道工程[S].

[3]SY/T 0422-2009油气田集输管道施工技术规范[S].

[4]CDP-S-NGP-AC-020-2011-2油气管道工程辐射交联聚乙烯热收缩带（套）及补伤片技术规格书[S].

[5]JS/C-006成品出厂检验标准[S].