復雜地形下管道防腐補口質量控制的實踐與認知

毛升好，呂勇兵

中國石油長慶油田分公司技術監測中心 （陜西 西安 710018）

采用熱收縮帶（套）進行防腐補口，是油氣田集輸管道與長輸管道施工中對檢測合格的焊縫進行隱蔽的關鍵環節、特殊工序，其質量的高低直接影響到管道的使用壽命周期。結合長慶氣田***干線工程防腐補口質量問題調研分析，通過比對試驗，總結提出復雜地形條件下提升熱收縮帶防腐補口質量的有效措施。

1 調研事由

2013年9月底，***施工承包商向***建設單位反映，在***干線工程防腐工考試過程中，由廠家操作以及在其指導下參加考試工人防腐補口的質量存在翹邊開裂、底漆與管壁粘接不牢固、剝離強度試驗不達標等質量問題。為提高防腐補口質量，保障建設工期不受影響，由建設管理部門委托長慶工程質量監督站牽頭，組織設計院、材料采購部門與廠家供應商、監理單位和有關施工承包商等單位對防腐補口質量問題的影響因素進行調研分析[1-3]。從以下4方面調研：①防腐補口材料與設計文件、標準規范的符合性；②防腐補口帶產品質量；③防腐補口工藝的可行性；④防腐工操作的規范性。

2 影響防腐補口質量問題的要素分析

2.1 設計與規范要求

該工程設計文件要求，補口處防腐層采用聚乙烯熱收縮帶 （套）3層結構，管道外壁噴砂除銹達Sa2.5級，底漆采用無溶劑環氧涂料，涂敷2道，厚度不小于240μm，然后包覆聚乙烯熱收縮帶（套）。補口搭接部位的聚乙烯層應打磨至表面粗糙，然后按聚乙烯熱收縮帶說明書進行補口施工。熱收縮帶與聚乙烯層搭接寬度應不小于100mm[4]。

GB/T 23257-2009 《埋地鋼質管道聚乙烯防腐層》[1]規范適用于鋼質管道聚乙烯防腐層設計、生產與施工，該規范規定：若采用環氧樹脂底漆，應按照產品說明書的要求進行調配底漆并均勻涂刷，底漆的濕膜厚度應不小于120μm。

2.2 防腐補口帶產品質量

經過與采購部門聯系協調，廠家先后提供了單位營業執照、質量管理體系認證書、使用安裝說明書、產品安全數據表、同類產品非同批產品第三方檢測報告、常溫型熱收縮帶 (套)合格證及其內部產品檢驗報告。并實測同批補口熱收縮帶總厚度、基材厚度、膠層厚度均符合GB/T 23257-2009要求。

為了進一步跟蹤產品質量狀況，按照產品質量標準規范要求，廠家提供了相關規格型式檢驗報告、補口帶制造原材料基材、熱熔膠、底漆的質量證明文件和試驗報告等產品質量控制資料。存在現場使用底漆名稱為無溶劑環氧聚合物，與設計要求無溶劑環氧涂料、結構形式和標準要求環氧樹脂底漆名稱不一致；安裝使用說明書，底漆厚度為120μm，與設計要求環氧涂料240μm不同；產品適用范圍未注明是否適用除銹等級為St3級的鋼質管道防腐施工等問題。

隨后，中國石油廊坊防腐檢測中心出具的熱收縮帶第三方檢測報告，證明原材料經各項檢測驗證是合格的。

2.3 施工工藝

經了解調研，施工存在問題如下：①工作現場地形復雜，山大溝深，因條件限制噴砂除銹設備無法到位施工，采用電動鋼絲刷進行除銹，除銹等級St3級，與設計文件不符；②管道防腐預制中，對管口預留端保護不到位，預留端存在環氧粉末等污物。補口時，對補口部位的環氧粉末殘留物清理不干凈，就進行了下道工序的施工；③采用電動鋼絲刷除銹錨紋深度達不到標準要求的40～90μm;④烘烤時間與溫度、回火時間與溫度等工藝，不完全適應該工況下補口參數要求。

2.4 人員操作

在防腐工考試過程中，因廠家防腐工技術不熟練，參加防腐補口操作考試人員技能較差，均不能完全按照補口工藝進行規范操作，烘烤時間與溫度、回火時間與溫度掌握不好，膠層與聚乙烯層未完全融合，出膠不均，粘結力達不到要求。

3 提高防腐補口質量的控制措施

3.1 工藝比對試驗

結合該工程工況復雜地形條件，在無法實現噴砂除銹的情況下，按GB/T 23257-2009規定電動工具除銹，采用2種不同的補口工藝（表1）。采用補口工藝一：由廠家、該工程施工補口單位與其他同類工程補口施工單位共6家單位，各防腐補口1道，共6道；采用補口工藝二：由以上施工單位（不包括廠家）各防腐補口1道，共5道。

從補口工藝一、二比較看，相同點是：都要經過除濕氣、電動除銹、底漆配置、加熱、打毛防腐層、涂刷底漆、加熱收縮帶、壓蓋固定加熱、回火加熱、碾壓等工序。主要區別是：后者電動除銹后用粗砂紙去除灰塵并打毛表面，使錨紋深度達到要求，底漆厚度較薄，烘烤、回火溫度提高，時間延長。

3.2 操作技能

嚴格控制防腐工資質和能力，參加補口比對試驗的防腐工均是經過施工前監理考試合格，補口熟練的操作工人，廠家派出的2名同志均是具有多年現場補口經驗、操作嫻熟的工作人員。在施工前，要求強化防腐工強化培訓，加強廠家指導現場服務，按補口工藝規定的順序、操作手法、溫度與時間參數等要求規范補口行為，做到技能優秀、持證上崗[3-5]。

表1 補口工藝比較表

3.3 環境因素

嚴格控制現場環境因素影響，對濕度、溫度與風速不符合規范和廠家操作說明要求的，采用防風棚、延長烘烤時間等措施，提升烘烤溫度，確保防腐補口質量。

4 比對試驗結果與不合格原因分析

4.1 比對試驗結果

按照SY 4204-2007《油氣集輸管道施工質量驗收規范》[2]質量檢驗的要求，現場檢驗項目包括外觀檢驗、電火花檢漏、剝離強度檢驗3項。①電火花檢漏。經15kV電火花檢漏抽查，未發現補口處有漏點質量問題。②外觀檢驗。共抽查11個口38點，合格率100%。均無翹邊開裂、燒焦、碳化、褶皺、氣泡等現象，溢膠均勻（5～15mm范圍內），固定片搭接長度、熱收縮帶與防腐層搭接寬度均符合規范要求。③剝離強度試驗。采用工藝一防腐補口的剝離強度試驗合格率68.8%。熟練掌握工藝二的施工單位，防腐補口剝離強度試驗合格率達到91.7%。

從比對試驗結果看，復雜地形條件下，熟練掌握補口技能的防腐工采用工藝二進行防腐補口，其質量是受控的。

4.2 補口質量問題原因分析

經對原反映防腐補口存在質量問題和對比補口試驗分析，原工程施工單位產生補口質量問題的原因是：①現場操作人員的素質亟待提高，承擔補口施工的人員操作不規范，膠層未充分熔化;②鋼管表面受到銹蝕、超聲波（耦合劑甘油）檢測、管道預制環氧粉末噴涂等環節的污染，在手工除銹中未得到有效清除，造成底漆附著力不符合要求;③環氧粉末層與底漆粘接力達不到要求，環氧粉末層在現場處理難度較大;④除銹方式和除銹等級的改變，使補口部位的表面未達到設計要求的除銹等級;⑤在底漆濕膜施工中，底漆濕膜厚度過厚，在錨紋深度不達標的情況下，不利于提高附著力。

5 效果與建議

結合工程實際，現場從噴砂除銹改為電動工具除銹，由Sa2.5級變為St3級，強化人員培訓，采用工藝二進行防腐補口。據統計，該工程共防腐補口112km約12 200多個焊口，外觀一次合格率達96%，補口剝離強度試驗110道口，合格率98%，底漆粘接良好。實踐證明，只要參建各方各司其職、齊抓共管，特別是施工承包商嚴格執行工藝二進行防腐補口，并且在管道預制中嚴控環氧粉末噴涂污染、超聲波檢查油脂污染，防腐補口質量得到了有效的控制和提高。

結合對前期存在補口質量問題與工藝比對結果原因分析，建議加強施工現場管理。

1）施工承包商管理部要加強現場施工管理和人員培訓，特別是對***干線防腐補口的施工單位，要強化補口工藝練習，熟練掌握操作工藝，嚴格按規范要求進行施工。

2）***防腐廠在防腐管預制中，按標準要求嚴格控制防腐工序質量，對管口端進行保護，以避免環氧粉末層污染管端，對已出廠管端存在環氧粉末層污染的防腐管進行跟蹤整改。

3）建設單位和監理單位加強對檢測單位的監管，在焊口超聲波檢測時，應避免使用油脂性（甘油）耦合劑，防止因油污污染，造成防腐底漆無法與鋼管粘接，引發剝離強度不達標問題。

4）現場監理部要加強材料報驗審批管理，加強對施工單位監管，對施工質量行為要規范指導，對實體質量要嚴格控制，確保工程建設質量穩定提高，實現生產運行本質安全。

[1]GB/T 23257-2009埋地鋼質管道聚乙烯防腐層[S].

[2]SY 4204-2007石油天然氣建設工程施工質量驗收規范油氣田集輸管道工程[S].

[3]SY/T 0422-2009油氣田集輸管道施工技術規范[S].

[4]CDP-S-NGP-AC-020-2011-2油氣管道工程輻射交聯聚乙烯熱收縮帶（套）及補傷片技術規格書[S].

[5]JS/C-006成品出廠檢驗標準[S].