大口径管道热收缩带防腐补口施工方式比对及质量控制

宋薇，郑荣(1.中国石油天然气管道科学研究院有限公司，河北 廊坊 065000；.中油管道检测技术有限责任公司，河北 廊坊 065000)

0 引言

热收缩带补口是油气管道防腐补口的主要形式，随着我国大口径管道建设的不断增长，补口施工方式也趋于多元化，大口径管道热收缩带防腐补口方式主要有手工、双中频、中频红外机械化补口工艺[1-2]，三种补口工艺对施工质量控制[3]的要求也不尽相同。

1 表面处理

1.1 质量控制

对焊口进行清理，环向焊缝及其附近的毛刺、焊渣、飞溅物、焊瘤等应清理干净。补口处的污物、油和杂质应清理干净；防腐层端部有翘边、生锈、开裂等缺陷时，应进行修理，直至防腐层与钢管完全粘附；并进行坡口处理，坡口坡度小于30°。

在进行表面除锈前，补口部位的钢管表面应干燥，且表面温度不低于露点以上5 ℃。必要时可使用火焰对管体表面进行加热、除潮，加热温度宜为50～60 ℃(当环境湿度较大时，可适当提高加热温度，以免喷砂后短时间内出现返锈现象)。

在符合施工条件的环境下，对补口部位钢管及搭接区聚乙烯表面进行喷砂处理。补口搭接部位的聚乙烯层应喷砂至表面粗糙，不应有连续光滑表面。表面除锈与补口施工应跟进作业，表面除锈与补口施工间隔时间宜不超过2 h，表面返锈时，应重新进行表面处理。应保证表面预处理期间和涂覆前表面的清洁和干燥，施工期间应落实防尘、防水措施。

1.2 施工方式对比

手工补口工艺喷砂除锈采用手工喷砂机。磨料类型为石英砂，石英砂硬度、杂质含量、粒径、喷砂压力等对锚纹深度影响较大。喷砂处理后，易使补口钢管表面粘附石英砂粉末，应用干燥、清洁的压缩空气吹除表面附着的杂质颗粒，并使用毛刷充分扫去浮尘。双中频、中频红外机械化补口工艺喷砂除锈应在密闭式喷砂除锈工作站进行，磨料在密闭状态下进行连续喷砂作业后可自动回收、分离并重复使用，磨料类型为钢砂、钢丸，且不应被铁锈、盐分和其他杂质污染。除锈后的钢管表面呈现金属光泽，灰尘度等级较高且锚纹深度均匀。

2 底漆涂装

2.1 质量控制

底漆涂覆前对钢管表面进行预热，管体温度用接触式测温仪进行监控，加热后的补口部位不应产生黄锈、黑灰等污染物，否则应重新喷砂。在管体预热的同时，根据使用说明书提供现场配套用量进行环氧底漆的配制，即将B组份倒入A组份中，沿同一方向，混合搅拌应均匀且充分。

管体预热温度达到施工工艺规程(APS)要求后，立即进行底漆的涂敷。配置好的底漆宜从管顶位置分次等量地倾倒至管体表面(前次底漆涂刷均匀后再倒下次底漆)，使用配套的涂装工具同时在管体两侧迅速辊涂，涂覆应均匀且覆盖整个补口钢管表面。底漆应涂刷至管体3PE防腐层坡口处，不应涂敷在3PE防腐层搭接区。

涂敷过程中采用湿膜规对涂层厚度进行控制，应注意管底区域或其他易涂薄区域的涂覆。涂敷完成后采用测厚仪对底漆0、3、6、9点位厚度进行检测，不满足要求处应进行补涂。

2.2 施工方式对比

(1)手工补口工艺采用火焰加热器对管口进行预热。火焰加热器应保证均匀地加热整个钢管表面，避免局部温度过高破坏底漆性能，预热过程中钢管表面容易产生返锈，此时应重新喷砂。由于大口径管道钢管面积较大，加热后温度下降较快，因此高寒地区不建议采用火焰加热器进行预热。

(2)双中频、中频红外机械化补口工艺采用中频加热设备对管体进行预热。启动中频加热设备前，预先检查各冷却系统是否通畅。中频加热器能均匀地加热整个钢管表面且不容易产生返锈，有效提高施工效率，需注意的是结束加热后，钢管表面仍以一定速率升温，补口施工前应对现场中频加热情况进行施工前试验(PPT)。

3 热收缩带收缩、回火

3.1 质量控制

热收缩带安装前进行外观检查，表面应无麻坑、无裂纹、无氧化变质等现象，胶层应无裂纹，内衬护膜应完好，且应有明确的标识(生产厂商、产品名称、材料规格等)，安装时才能将热收缩带从小包装中取出。

热收缩带安装前，底漆和3PE搭接区表面应进行预热，温度用经校准的红外线测温仪进行监控，应在管口顶部和时钟2点、10点处放置支撑块，避免热收缩带与管口粘连。

用火焰加热器烘烤热收缩带有搭接线的一端，待热熔胶熔融粘结在补口处，用手抚平并用压辊滚压实端部。热收缩带的中点应与焊缝对齐，并确保两侧搭接宽度相同，避免收缩后出现一侧搭接长度不够的现象，沿轴向齐边缘安放胶条。

用火焰加热器加热热收缩带另一端热熔胶使其软化，绕包钢管后端部搭接在搭接线上，避免热收缩带倾斜，用手抹平并用压辊压实端部，热收缩带周向搭接宽度不小于80 mm。

将固定片轻微加热后对折，胶面朝外，将对折的固定片轻贴在热收缩带端部，上沿与固定片搭接线对齐，翻开固定片的一边用火焰加热器烘烤至使胶面软化、发亮且充分熔化后安装固定片，并用聚四氟辊轮压平。

采用不同的施工方式对热收缩带进行收缩回火，回火过程中宜用经校准的红外线测温仪监测搭接区及管体基材表面温度，回火温度应达到APS要求，同时辅助用指压法检查整个补口区域胶层流动性及熔融情况，手指压痕应自动消失，在保证内层胶充分熔化同时观察基材表面回火情况。将配套胶条用火焰加热器安装在固定片周向两端，并与热收缩带溢出的胶成整体。

3.2 施工方式对比

(1)手工补口工艺采用火焰加热器烘烤热收缩带进行收缩、回火。采用火焰加热器均匀烘烤热收缩带，从中间向两边收缩，加热至两边与管体无缝隙完全包覆到管体及搭接区表面，再整体烘烤，以确保热收缩带均匀且充分收缩。收缩过程中火焰移动烘烤，不能停留在一个位置导致基材烘烤过度，过程中采用聚四氟辊轮赶压驱除热收缩带下的气泡，应使热收缩带表面无皱折、无气泡、无空鼓。大口径管道补口加热面积较大，加热时间较长，且不能保证每个点位烘烤均匀，因此高寒地区不建议采用火焰加热器进行回火。

(2)双中频补口工艺采用火焰加热器烘烤热收缩带进行收缩。收缩过程与手工补口工艺相同。热收缩带完全收缩后，应采用中频加热器继续对热收缩带进行加热回火，在保证内层胶充分熔化同时观察基材表面是否起皱。中频加热回火完成后，移开中频加热器，用火焰加热器对搭接部位进行补充加热，使搭接区热熔胶充分熔化。在热收缩带表面尚柔软时，趁热辊压排气和外观表面整理，赶气泡过程中，实时用火焰进行回火补偿以便于驱赶气泡。

中频加热器进行回火可使补口表面均匀加热，适用于大口径高寒地区的管道补口，但由内而外的加热方式容易使回火升温不可控，导致热收缩带基材表面起皱，补口施工前应对现场中频加热情况进行PPT。补口搭接区部位在中频回火时无法加热，因此撤中频后的火焰加热器补充回火至关重要。

(3)中频红外机械化补口工艺采用红外加热器对热收缩带进行环向收缩、回火。启动红外加热器，当热收缩带中间环向收缩完全，再逐渐向两侧扩展加热收缩，直至收缩带两边与管体无缝隙，完全包覆到管体表面。热收缩带完全收缩后，应采用红外加热器继续对热收缩带进行加热，待胶层充分熔融后，方可撤去红外加热器。红外加热时注意观察固定片搭接区两侧，必要时可辊压搭接区。红外加热器加热完毕，撤去红外加热器，用火焰加热器对搭接区处热收缩带进行周向烘烤2～3 min，同时用聚四氟辊轮辊压排除热收缩带下固定片处、焊缝处、PE层坡口处的气泡。红外加热器进行收缩回火可使补口表面受热均匀，适用于大口径高寒地区的管道补口，但收缩回火时间较长，可能会降低施工效率。

4 结语

手工补口方式并不适用于大口径高寒地区的管道补口，双中频、中频红外机械化补口方式在大口径管道补口方面各有优势，同时补口施工质量也是影响补口质量的主要控制因素。总之，在补口施工过程中根据施工环境条件应正确选择补口方式，对施工过程进行严格控制均能有效提升管道使用寿命和运行情况，减少腐蚀，把好埋地在役管道质量的最后一关。