呂洪巖

摘 要：防腐補口是保證管道防腐層完整性的重要工藝。防腐補口是指對管道裸露的焊口部位進行涂裝、包覆，從而實現(xiàn)該區(qū)域腐蝕防護的技術(shù)操作，通過補口，管道的外防腐層與補口處的防腐層對管道形成了一個完整的防腐系統(tǒng)。對機械補口技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀、工程應(yīng)用效果進行全面研究，并對該技術(shù)在鄂安滄項目的應(yīng)用進行論證，為后續(xù)長輸管道防腐補口施工引進該技術(shù)提供支撐，推動長輸管道施工防腐補口技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機械化補口;長輸管道;防腐補口

引言

國內(nèi)油氣管道的腐蝕防護技術(shù)可以追溯到20世紀(jì)50年代，我國埋地管道主要以瀝青類覆蓋層為主一直延續(xù)到20世紀(jì)70年代。從1971年的“八三管道會戰(zhàn)”開始，新中國才真正開始建設(shè)自己的長輸油氣管道，管道防腐方式仍然沿用瀝青類熱塑性材料，到了20世紀(jì)80年代增加了環(huán)氧樹脂類涂料加玻璃布襯里涂覆技術(shù);20世紀(jì)90年代初期開始引進熱固型環(huán)氧粉末防腐技術(shù)，在90年代中期聚乙烯復(fù)合結(jié)構(gòu)開始應(yīng)用并得到迅速而廣泛的推廣。通過跨國管道、跨海管道的建設(shè)與實踐，當(dāng)前國內(nèi)油氣管道防腐技術(shù)基本達到世界先進水平。

1機械化補口技術(shù)在長輸管道工程中應(yīng)用意義

（1）采用機械補口技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)磨料、粉塵的回收與分離，回收的磨料能夠循環(huán)使用，磨料回收率達100%，不造成環(huán)境污染。（2）采用中頻加熱、紅外加熱方式能夠快速完成焊口加熱、預(yù)熱、除濕、熱收縮帶收縮及高溫回火，且加熱均勻、快速。（3）除銹、加熱設(shè)備能夠通過組織流水施工的方式實現(xiàn)協(xié)同作業(yè)。（4）補口效率每個工日達45道以上（以DN1000規(guī)格鋼管計），且補口質(zhì)量具有持續(xù)性和穩(wěn)定性。

2機械補口技術(shù)原理

在長輸管道（一般為大口徑：DN600以上）現(xiàn)場防腐補口施工中，通過環(huán)保型噴砂除銹工程車、中頻加熱工程車、紅外加熱工程車的使用，實現(xiàn)噴砂除銹、砂料回收、管口預(yù)熱、收縮帶高溫回火等主要施工環(huán)節(jié)和施工工序的機械化作業(yè)和流水作業(yè)，使整個防腐補口施工的自動化程度大幅提高，降低對作業(yè)人員技能水平的依賴，提高整體施工效率和施工質(zhì)量。環(huán)保型噴砂除銹工程車主要由履帶工程車、自動除銹執(zhí)行裝置、自動控制系統(tǒng)、噴砂系統(tǒng)等組成，以液壓站、發(fā)電機、空壓機等為輔助設(shè)備，用于對待補口管段的外表面自動處理。其中，履帶工程車用于對自動除銹設(shè)備在施工現(xiàn)場的靈活移動提供電力;空壓機主要提供壓縮空氣;噴砂系統(tǒng)主要提供高速砂料并將砂料與粉塵分離回收;自動除銹執(zhí)行裝置在自動控制系統(tǒng)的控制下，實現(xiàn)對管道管口外表面進行全位置自動除銹。由此可知，相比傳統(tǒng)的開放式噴砂除銹工藝，環(huán)保型機械噴砂除銹更加環(huán)保、更加節(jié)約磨料，更重視操作人員健康與安全。人工開放式的噴砂除銹作業(yè)雖然能夠滿足管道表面清理質(zhì)量的要求，但是施工效率極低，且由于砂料噴向管道表面后不能回收，現(xiàn)場砂料消耗量很大，造成原料的較大浪費。并且噴砂過程中的粉塵污染環(huán)境，同時也影響操作人員的健康。環(huán)保型機械噴砂除銹既符合環(huán)保要求又能達到管道除銹要求。隨著我國管道建設(shè)步伐的加快，補口中暴露的問題大多與表面除銹質(zhì)量有關(guān)，因此，工程監(jiān)管部門對除銹質(zhì)量的要求也越來越高，環(huán)保監(jiān)管形勢也日趨嚴(yán)苛。環(huán)保型機械噴砂除銹既可改善作業(yè)環(huán)境、減輕勞動強度、保證除銹質(zhì)量、提高除銹作業(yè)效率，同時，又能降低原材料成本、滿足環(huán)保監(jiān)管要求，是未來噴砂除銹作業(yè)的主要發(fā)展方向。

3我國管道補口技術(shù)分析

3.1石油瀝青補口

石油瀝青補口存在很大的局限性，它主要通過石油瀝青的特性進行管道補口[1]，需要提前預(yù)熱，并不是適合所有的干線管道防腐層補口，必須是防腐層材料相同的才能應(yīng)用，在施工的過程中，需要消耗大量的人力成本，且產(chǎn)生的物質(zhì)對人的身體健康和環(huán)境都有害，所以石油瀝青補口技術(shù)已經(jīng)逐漸被淘汰了，當(dāng)然并不是完全消失，一些修復(fù)工程還是會有少量應(yīng)用;

3.2內(nèi)補口機技術(shù)

隨著自動化技術(shù)的進步，管道內(nèi)補口機也逐步發(fā)展和完善，越來越智能化、小型化，現(xiàn)在的內(nèi)補口機一般由行走、定位、除銹、供料、旋噴、控制和自檢等環(huán)節(jié)組成，大口徑（DN200以上）的鋼質(zhì)管線內(nèi)防腐層焊口補口可以采用內(nèi)補口機器人，對焊口內(nèi)壁進行除銹、噴涂等防腐蝕補口作業(yè)，見圖1。在管道對口焊接安裝完成后，對焊縫部位實施防腐層內(nèi)補口。補口時，首先要對組對焊接的管道內(nèi)壁進行清掃、焊口定位并進行除銹達到Sa2級以上，然后，將高壓無氣噴涂機送到管道內(nèi)壁焊縫處進行噴涂作業(yè)，最后再進行檢測。然而，由于小口徑管道內(nèi)腔空間狹小，內(nèi)補口機組成環(huán)節(jié)多，導(dǎo)致內(nèi)補口機在小口徑管道上應(yīng)用受限。

3.3環(huán)氧煤瀝青補口

一般現(xiàn)場施工會運用到環(huán)氧煤瀝青補口，需要使用到玻璃布，然后再進行補口作業(yè)，當(dāng)作用于管道補口時，對溫度有一定的要求，介質(zhì)的溫度不能高于110℃，環(huán)氧煤瀝青補口的優(yōu)缺點也比較明顯，優(yōu)點是上手難度不高，不需要提前預(yù)熱，缺點就是針對于涂層的固化操作流程較為復(fù)雜，當(dāng)環(huán)境溫度超過了規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，就無法進行下一步操作;

3.4雙組分熱噴涂技術(shù)

雙組分涂料的熱噴涂技術(shù)在20世紀(jì)80—90年代十分盛行，主要用于管道大修的防腐技術(shù)，將兩種組分的材料分別加熱，增強其流動性和反應(yīng)活性，按照一定比例在噴涂槍口前混合，然后通過噴槍將混合物涂覆在鋼管表面。雙組分材料在溫度的作用下發(fā)生快速固化反應(yīng)，形成覆蓋層。環(huán)氧樹脂類、氨基醇酸類、丙烯酸類以及聚氨酯類等材料都比較適合于雙組分涂覆。雙組分熱噴涂技術(shù)因其快速固化的特性，比較適合于在役管道現(xiàn)場防腐層的大修及異型管件和焊縫補口的涂覆。對于大規(guī)模長距離管道防腐，幾乎未見使用和報道，國內(nèi)雙組分熱噴涂技術(shù)在東北管網(wǎng)的修復(fù)上應(yīng)用較多。

3.5管端外接不銹鋼短節(jié)法

預(yù)先在管道的兩頭焊接2個不銹鋼環(huán)，不銹鋼環(huán)的厚度根據(jù)設(shè)計壓力選取，不銹鋼環(huán)的寬度要根據(jù)不同管壁厚度、管徑、焊接時的熱影響區(qū)范圍寬度以及內(nèi)防腐涂層耐熱能力確定。經(jīng)過試驗和測算，對于耐溫100℃熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層來說，規(guī)格為114mm×6mm至219mm×14mm的管道，一般熱影響區(qū)不超過100mm，因此，不銹鋼環(huán)長度可選100～150mm;然后，再進行管道內(nèi)、外防腐蝕涂層的涂敷。內(nèi)、外防腐蝕涂層務(wù)必要覆蓋不銹鋼環(huán)與管體之間的焊縫，以免發(fā)生不同鋼材之間電位差導(dǎo)致的電化學(xué)腐蝕，現(xiàn)場連接時，只需要用不銹鋼焊條將兩根管端的不銹鋼環(huán)焊在一起即可。該方法的優(yōu)點是簡單、有效地解決了管道內(nèi)防腐蝕層在焊縫附近的內(nèi)補口難題。

結(jié)束語

機械補口技術(shù)是長輸管道建設(shè)從勞動密集型向技術(shù)創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變的必然選擇，其集管道防腐系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)于一體，實現(xiàn)了管道補口的全自動化，全面提升了補口施工效率與質(zhì)量。機械補口技術(shù)采用密閉自動除銹、中頻加熱、紅外加熱相配合的機械化流水作業(yè)，保證了表面處理、預(yù)熱、收縮、回火等質(zhì)量控制關(guān)鍵點的可控性和穩(wěn)定性，將長輸油氣管道的熱收縮帶補口技術(shù)水平提升到了新的高度。

參考文獻：

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