聚丙烯熱收縮帶補口施工方法及工藝研究

李佳錚 吳 陽 胡 南 金 良 彭愛民

（中油管道防腐工程有限責任公司，河北 廊坊 065001）

0 引言

對于熱收縮帶安裝而言，由于材料特性的限制，熱收縮帶安裝施工基本工序包括：管體噴砂除銹、管道預熱、涂底漆、安裝、收縮回火、質量檢測等工序，為了更好的實現各工序的質量要求，在盡量減少人為因素影響的前提下，分別對各工序施工方法進行了相關研究。

1 各工序施工方法研究

1.1 管口噴砂

按照現有標準要求，管口噴砂是一標準程序，為了保證噴砂質量，減少現場施工勞動強度，使用噴鋼砂和噴棕剛玉對比試驗如圖1、圖2所示。

圖1 鑄鋼砂噴砂效果管口區

圖2 棕剛玉噴砂效果

從兩種磨料的噴砂效果可以看出，其噴砂質量都能滿足Sa2.5的要求，噴棕剛玉的鋼管白度要好于鋼砂磨料的效果，但其殘留灰塵多，消耗量大，不利于磨料的循環利用，因此采用鋼砂磨料為最優，確定工藝參數為：噴砂壓力0.55～0.6MPa，G2鑄鋼砂，錨紋50～100μm。

1.2 PP搭接區處理方式

為了考察不同PP處理方式，進行了電動工具打毛、中頻加熱拉毛、火焰加熱拉毛、噴砂處理4種方式PP搭接區處理技術研究比較如圖3所示。

圖3 PP不同處理方式的效果

從以上處理效果看，各種方式都能均勻處理3LPP涂層搭接區表面。

為了降低現場施工過程中的人為因素，減輕操作工人的勞動強度，提高施工的可靠性，自動噴砂是PP搭接區處理的最佳方式，故采用自動噴砂作為搭接區處理的方式。

1.3 管口預熱

管口預熱可采用火焰、中頻、紅外等多種方式，為了比較不同方式之間的差異，確定管口預熱的最佳方法，進行了比對試驗。

（1）火焰預熱

按照現有施工方法，采用2把火焰槍對Φ1016模擬管口進行加熱，同時記錄加熱時間和管體溫度，結果如圖4所示。

從圖4中可知，管體溫度從30℃升至80℃以上，需要6min，升溫速率為8℃/分鐘左右，且各點之間存在溫度差異；

圖4 火焰預熱Φ1016管口效果

（2）中頻預熱

采用不同功率的中頻，對22mm厚的Φ1016模擬管口進行加熱，實驗結果如表1所示。

表1 中頻預熱管口結果

從表1實驗結果可知，當加熱寬度為400mm時，70KW的中頻升溫速率為21℃/min，50KW的中頻升溫速率為17℃/min，當加熱寬度為200mm時，40 KW的中頻升溫速率為41℃/min，由此可知，中頻的升溫速度遠高于火焰加熱；

（3）紅外預熱

由于熱收縮帶施工過程中，通常是在噴砂后進行管口預熱，因此在未改變紅外設備控制的時候，進行了管口紅外預熱試驗，實驗結果如圖5所示。

圖5 紅外加熱噴砂管口

在此控制方式下，紅外的加熱速度只有2.5℃/min，加熱效果明顯降低。其原因是：管口噴砂后，紅外加熱器發射的紅外線經管體反射，使得紅外測溫探頭顯示結果異常偏高，而紅外加熱器的控溫溫度為200℃，即當測溫結果達到該溫度時，紅外自動停止加熱，進而導致紅外加熱器的1、2區無法加熱，加熱效果差。

從以上結果可以看出，中頻加熱的速度最高，其最適于管口預熱。

1.4 底漆涂裝

目前熱收縮帶底漆多采用手工輥涂/刷涂的方式施工，該方式可以很方便的施工，且污染少，但存在厚薄不勻、人為因素多等不足，為了克服手工涂覆的不足，進行底漆噴涂施工的研究。

通過噴涂試驗，底漆噴涂可實現底漆均勻涂裝，且涂裝勞動強度低，噴涂效果如圖6所示。

圖6 噴涂的效果

1.5 熱收縮帶收縮

熱收縮帶火焰收縮是最常用的施工方式，其突出特點是施工簡單。由于熱收縮帶在周向不能同步收縮，收縮過程中易形成氣泡，且勞動強度大。為了提高熱收縮帶收縮的可控性，進行了紅外收縮試驗研究，紅外收縮試驗效果如圖7所示。

圖7 紅外收縮試驗

從圖7可以看出，熱收縮帶紅外收縮過程中，不僅實現周向同步收縮，并且收縮的表面平整，無氣泡夾帶。此外，已收縮部位與未收縮部位可形成明顯的臺階，避免了氣泡的產生。

從以上實驗表明，火焰收縮和紅外收縮均能實現熱收縮帶收縮，由于火焰收縮勞動強度大，收縮過程中易受大風的影響，故選用紅外收縮。

2 工藝參數確定

為了保證機械化補口在管道工程中能夠順利應用，項目組以中貴、廣南管道工程所使用的熱收縮帶為對象，進行了機械化補口干膜安裝研究。收縮帶的安裝工藝流程為：預熱、涂底漆、二次加熱固化、收縮帶安裝、紅外收縮回火。其部分工藝實驗結果如表2所示。

表2 熱收縮帶機械化補口干膜安裝

通過現場試驗，得出聚丙烯熱收縮帶機械化補口施工工藝參數如表3所示。

表3 機械化補口工藝參數

3 結語

（1）管口預熱采用中頻加熱的速度最高，可有效降低施工時間，提高施工效率；

（2）底漆噴涂可實現底漆均勻涂裝，且涂裝勞動強度低；

（3）使用紅外加熱對聚丙烯熱收縮帶進行收縮的過程中，不僅實現周向同步收縮，并且收縮的表面平整，無氣泡夾帶，有效的控制了施工質量。