聚丙烯热收缩带补口施工方法及工艺研究
2021-11-29李佳铮彭爱民
李佳铮 吴 阳 胡 南 金 良 彭爱民
（中油管道防腐工程有限责任公司，河北 廊坊 065001）
0 引言
对于热收缩带安装而言，由于材料特性的限制，热收缩带安装施工基本工序包括：管体喷砂除锈、管道预热、涂底漆、安装、收缩回火、质量检测等工序，为了更好的实现各工序的质量要求，在尽量减少人为因素影响的前提下，分别对各工序施工方法进行了相关研究。
1 各工序施工方法研究
1.1 管口喷砂
按照现有标准要求，管口喷砂是一标准程序，为了保证喷砂质量，减少现场施工劳动强度，使用喷钢砂和喷棕刚玉对比试验如图1、图2所示。
图1 铸钢砂喷砂效果管口区
图2 棕刚玉喷砂效果
从两种磨料的喷砂效果可以看出，其喷砂质量都能满足Sa2.5的要求，喷棕刚玉的钢管白度要好于钢砂磨料的效果，但其残留灰尘多，消耗量大，不利于磨料的循环利用，因此采用钢砂磨料为最优，确定工艺参数为：喷砂压力0.55～0.6MPa，G2铸钢砂，锚纹50～100μm。
1.2 PP搭接区处理方式
为了考察不同PP处理方式，进行了电动工具打毛、中频加热拉毛、火焰加热拉毛、喷砂处理4种方式PP搭接区处理技术研究比较如图3所示。
图3 PP不同处理方式的效果
从以上处理效果看，各种方式都能均匀处理3LPP涂层搭接区表面。
为了降低现场施工过程中的人为因素，减轻操作工人的劳动强度，提高施工的可靠性，自动喷砂是PP搭接区处理的最佳方式，故采用自动喷砂作为搭接区处理的方式。
1.3 管口预热
管口预热可采用火焰、中频、红外等多种方式，为了比较不同方式之间的差异，确定管口预热的最佳方法，进行了比对试验。
（1）火焰预热
按照现有施工方法，采用2把火焰枪对Φ1016模拟管口进行加热，同时记录加热时间和管体温度，结果如图4所示。
从图4中可知，管体温度从30℃升至80℃以上，需要6min，升温速率为8℃/分钟左右，且各点之间存在温度差异；
图4 火焰预热Φ1016管口效果
（2）中频预热
采用不同功率的中频，对22mm厚的Φ1016模拟管口进行加热，实验结果如表1所示。
表1 中频预热管口结果
从表1实验结果可知，当加热宽度为400mm时，70KW的中频升温速率为21℃/min，50KW的中频升温速率为17℃/min，当加热宽度为200mm时，40 KW的中频升温速率为41℃/min，由此可知，中频的升温速度远高于火焰加热；
（3）红外预热
由于热收缩带施工过程中，通常是在喷砂后进行管口预热，因此在未改变红外设备控制的时候，进行了管口红外预热试验，实验结果如图5所示。
图5 红外加热喷砂管口
在此控制方式下，红外的加热速度只有2.5℃/min，加热效果明显降低。其原因是：管口喷砂后，红外加热器发射的红外线经管体反射，使得红外测温探头显示结果异常偏高，而红外加热器的控温温度为200℃，即当测温结果达到该温度时，红外自动停止加热，进而导致红外加热器的1、2区无法加热，加热效果差。
从以上结果可以看出，中频加热的速度最高，其最适于管口预热。
1.4 底漆涂装
目前热收缩带底漆多采用手工辊涂/刷涂的方式施工，该方式可以很方便的施工，且污染少，但存在厚薄不匀、人为因素多等不足，为了克服手工涂覆的不足，进行底漆喷涂施工的研究。
通过喷涂试验，底漆喷涂可实现底漆均匀涂装，且涂装劳动强度低，喷涂效果如图6所示。
图6 喷涂的效果
1.5 热收缩带收缩
热收缩带火焰收缩是最常用的施工方式，其突出特点是施工简单。由于热收缩带在周向不能同步收缩，收缩过程中易形成气泡，且劳动强度大。为了提高热收缩带收缩的可控性，进行了红外收缩试验研究，红外收缩试验效果如图7所示。
图7 红外收缩试验
从图7可以看出，热收缩带红外收缩过程中，不仅实现周向同步收缩，并且收缩的表面平整，无气泡夹带。此外，已收缩部位与未收缩部位可形成明显的台阶，避免了气泡的产生。
从以上实验表明，火焰收缩和红外收缩均能实现热收缩带收缩，由于火焰收缩劳动强度大，收缩过程中易受大风的影响，故选用红外收缩。
2 工艺参数确定
为了保证机械化补口在管道工程中能够顺利应用，项目组以中贵、广南管道工程所使用的热收缩带为对象，进行了机械化补口干膜安装研究。收缩带的安装工艺流程为：预热、涂底漆、二次加热固化、收缩带安装、红外收缩回火。其部分工艺实验结果如表2所示。
表2 热收缩带机械化补口干膜安装
通过现场试验，得出聚丙烯热收缩带机械化补口施工工艺参数如表3所示。
表3 机械化补口工艺参数
3 结语
（1）管口预热采用中频加热的速度最高，可有效降低施工时间，提高施工效率；
（2）底漆喷涂可实现底漆均匀涂装，且涂装劳动强度低；
（3）使用红外加热对聚丙烯热收缩带进行收缩的过程中，不仅实现周向同步收缩，并且收缩的表面平整，无气泡夹带，有效的控制了施工质量。
