紅外加熱技術(shù)在海管節(jié)點(diǎn)熱縮帶涂裝施工中的應(yīng)用分析

楊彪 彭傳偉 閆娟 劉恒恒

摘要：本文介紹了海管節(jié)點(diǎn)防腐施工工藝及紅外加熱技術(shù)在熱縮帶安裝作業(yè)中的應(yīng)用情況，與人工烤制熱縮帶進(jìn)行了對(duì)比分析。利用紅外加熱技術(shù)安裝的熱縮帶涂層，其剝離強(qiáng)度等性能滿足海管鋪設(shè)項(xiàng)目及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，施工效率高，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全性也有一定程度提升，應(yīng)加大推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：紅外加熱;海管節(jié)點(diǎn);熱縮帶

前言

熱縮帶防腐是目前海底石油和天然氣輸送管道鋪設(shè)過(guò)程中常用的節(jié)點(diǎn)防腐補(bǔ)口形式。其工藝流程一般包括鋼管節(jié)點(diǎn)表面處理，底漆涂刷或環(huán)氧粉末噴涂，中頻加熱，熱縮帶安裝，冷卻等。其中熱縮帶安裝一般是人工手動(dòng)烤制[1]，由兩人采用丙烷火炬對(duì)稱(chēng)加熱熱縮帶使之收縮，同時(shí)做好搭接片安裝和氣泡碾趕，之后進(jìn)行回火處理。該方法由施工人員手動(dòng)操作，熱縮帶受熱均勻性等不易控制，容易造成搭接處粘結(jié)不牢等質(zhì)量隱患[2]。

近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)有關(guān)于鋪管施工過(guò)程中使用紅外加熱裝置安裝熱縮帶的工程應(yīng)用報(bào)道[3]，但僅限于人工安裝后的紅外加熱回火處理程序。國(guó)外Allseas、PIH等公司已開(kāi)發(fā)出熱縮帶紅外加熱自動(dòng)安裝技術(shù)，完全替代人工手動(dòng)烤制作業(yè)，自動(dòng)化程度高，熱縮帶安裝效率和質(zhì)量有大幅度提高[3]。

1紅外加熱技術(shù)簡(jiǎn)介

紅外加熱技術(shù)利用熱物體源所發(fā)射出來(lái)的遠(yuǎn)紅外線照射被加熱物料，使物料吸收遠(yuǎn)紅外線后內(nèi)部分子和原子“共振”產(chǎn)生熱能，以達(dá)到加熱的目的，是一種輻射傳熱的過(guò)程。

海管節(jié)點(diǎn)熱縮帶紅外加熱裝置使用燈管式加熱元件，通電后可發(fā)射紅外線對(duì)熱縮帶進(jìn)行加熱，使其收縮并牢固附著在節(jié)點(diǎn)表面。該裝置通常為鉗式結(jié)構(gòu)，利用壓縮空氣自動(dòng)開(kāi)啟或閉合。裝置閉合后形成一個(gè)完整的圓環(huán)，可將管道節(jié)點(diǎn)表面完全包圍，見(jiàn)圖1。環(huán)形內(nèi)部矩陣式均勻分布著幾十個(gè)紅外加熱等，可分區(qū)域依次點(diǎn)亮加熱，使熱縮帶由節(jié)點(diǎn)焊縫向兩側(cè)逐漸受熱收縮，使熱縮帶與節(jié)點(diǎn)之間空氣逸出，避免涂層內(nèi)部裹挾氣泡。

2現(xiàn)場(chǎng)施工應(yīng)用

南海某油田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目10寸和18寸管道鋪設(shè)施工由Allseas公司分包，利用紅外加熱裝置進(jìn)行了熱縮帶安裝作業(yè)。該項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)防腐形式為液態(tài)環(huán)氧底漆+聚丙烯熱縮帶結(jié)構(gòu)。

施工時(shí)，液態(tài)環(huán)氧底漆固化后繼續(xù)使用中頻設(shè)備對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加熱，達(dá)到175℃以上，將熱縮帶從預(yù)熱烘箱中取出，對(duì)搭接片和另一端進(jìn)行加熱后圍繞搭在節(jié)點(diǎn)表面，注意熱縮帶與節(jié)點(diǎn)表面之間預(yù)留3cm左右空隙，便于空氣導(dǎo)出，避免產(chǎn)生氣泡，同時(shí)確保熱縮帶與主體涂層搭接寬度至少50mm。之后架設(shè)并啟動(dòng)紅外加熱裝置，加熱燈分區(qū)域依次點(diǎn)亮發(fā)射紅外線，使熱縮帶由節(jié)點(diǎn)焊縫向兩側(cè)逐漸受熱收縮，待熱縮帶兩邊的膠均勻溢出后停止加熱完成安裝。

參考項(xiàng)目技術(shù)文件和相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)涂層厚度、剝離強(qiáng)度等性能進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果符合相關(guān)技術(shù)要求。涂裝過(guò)程參數(shù)及涂層性能檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

紅外加熱裝置自動(dòng)化程度高，熱縮帶主體及搭接處等各部位受熱均勻，避免了人工烤制產(chǎn)生的熱收縮帶與管體不粘結(jié)、管道底部“兩層屁皮”現(xiàn)象[2]，同時(shí)解決了火焰烘烤二次污染以及冬季施工作業(yè)困難等問(wèn)題。該裝置施工效率高，大大縮短了熱縮帶安裝施工時(shí)間，特別對(duì)于直徑較大的管線鋪設(shè)更為明顯。另外，使用紅外加熱裝置減少現(xiàn)場(chǎng)丙烷氣使用，降低熱縮帶涂裝操作人員工作強(qiáng)度，改善現(xiàn)場(chǎng)工作條件和環(huán)境，施工過(guò)程安全性提升。

在實(shí)際施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，利用紅外加熱裝置安裝熱縮帶時(shí)，在搭接片附近涂層內(nèi)部容易產(chǎn)生氣泡，可能是由于搭接片與熱縮帶基材收縮率不一致造成的。該問(wèn)題在實(shí)際施工過(guò)程中應(yīng)予以重視并采取措施盡量避免。

3總結(jié)

海管節(jié)點(diǎn)熱縮帶紅外加熱裝置，自動(dòng)化程度高，施工便捷、效率高，所安裝的熱縮帶涂層性能滿足工程項(xiàng)目及相關(guān)涂層標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)在管道安裝鋪設(shè)行業(yè)推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王銘浩，陸娟，趙利，楊彪，相政樂(lè).3PE防腐管道節(jié)點(diǎn)防腐工藝的新發(fā)展[J].化工管理，2018（09）：171-172.

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[3] 劉鋒，曾傳銀.機(jī)械化熱收縮帶補(bǔ)口在西氣東輸三線的應(yīng)用[J].管道技術(shù)與設(shè)備，2015（03）：41-43.