长输管道外防腐层补口工序与质量控制

长输管道外防腐层补口工序与质量控制
摘要：热收缩套是目前国内外长输管道外防腐层最常用的补口材料。

受不严格质量控制的影响，焊口热收缩套补口涂层尤其在国内是管道
外防腐层中最薄弱的环节。

为提高热收缩套的安装质量，确保管线的
长期安全运行，借鉴沙特SWCC（Saline Water Conversion Corporation）三期水管线项目业主规范对热收缩套安装的高要求，
分别从材料、施工和检验三大环节对热缩套质量控制进行了探讨。

关键词：外防腐层补口;热收缩套；质量控制；材料；施工；检验
沙特SWCC三期水管线项目，业主为沙特最大的海水淡化公司（Saline
Water Conversion Corporation）,项目应用的技术规范均是在参照欧美标准，
并借鉴前两期项目成功经验的基础上编写而成。

就热缩套施工规范来说，整个技
术规范要求严格且合理，该规范分别对材料验收、施工过程控制及成品质量检验
这三个重点环节进行了详细阐述。

参考该技术规范，结合本人在国际国内项目的
施工经验，对这三个质控环节进行探讨如下。

1材料控制
1.1热缩套生产商选择
a)其所生产的热缩套必须有成功实施项目的案例，项目规模与实施项目规模
相当，或超过实施项目规模。

b)其公司必须具备对现场施工人员进行培训和考核的能力，且考虑到不同项
目不同的施工现场条件，培训建议能在现场真实条件下进行。

c)其公司必须能够提供完善的产品检验程序文件。

1.2热缩套的选择
由于各个项目有不同的防腐形式和技术要求，有不同的管线施工条件和管线
运行条件，所以我们在选择热缩套的时候要注意如下几点：
a)材质：目前主流的热缩套有PE和PP两种材质
b)热缩套安装类型：主要有湿膜型和干膜型两类，考虑到施工流水作业，干
膜型应用相对比较广泛。

同时要注意业主对热缩套各层厚度有无相关要求。

c)热缩套安装温度指示：建议选择自带嵌入式安装指示的热缩套，这种安装
指示在热缩套收缩完全后，会完全消失，有利于施工人员的自我质量控制。

d)适应温度：指热收缩套对管道运行温度和施工环境温度的适应性；施工环
境温度主要影响热缩套施工质量，管道运行温度主要影响热收缩套的使用寿命。

e)各项理化指标：这一部分主要是参考业主规范及EN 12068［2］，要求热缩
套厂商提供相关的试验证书。

2施工质量控制
对编制的施工程序文件和质量控制文件进行验证，最终确保合适和人员在合
适的施工程序文件指导下，在合适的质量控制文件控制下，安装出合格的热缩套。

热缩套安装的常规工艺流程如下；
现就上述三道工序进行分别探讨，同时考虑到湿膜型热缩套在现场施工时不
利于流水作业，我们主要探讨干膜型热缩套的施工质量过程控制。

2.1焊口表面处理
焊口表面处理是热收缩套补口工艺的关键工序之一，表面处理质量直接决定
了焊口防腐涂层的最终质量。

当空气湿度大于85%时不得进行喷砂作业。

2.1.1 焊口预热处理
当焊口表面温不能满足高于露点温度5℃以上时［3］，或空气中盐分含量较高时，喷砂前需要对焊口进行预热，预热温度控制在50-60℃。

2.1.2 表面处理工艺及磨料选择
表面处原则上采用喷砂工艺，只有在空间不允许的情况下才考虑机械除锈，需要特别注意是使用机械除锈工艺时要选用适用机械除锈的底漆，否则会影响底漆与金属表面的附着力。

2.1.3 表面处理范围及要求
焊口喷砂的范围包括裸露的焊口钢铁表面及焊口两侧相邻50mm范围内的原防腐层（见图一）。

对原防腐层喷砂处理的目的是为增加热收缩套对原防腐层的粘接力。

喷砂后的焊口钢铁表面达到标准SIS Sa 2.5级，表面粗糙度50um左右［1］。

图一：焊口喷砂范围
2.1.4焊口表面盐含量测试
在海边等空气中盐含量较高区域施工时，第一道焊口表面喷砂结束后需立即进行金属表面盐含量测试，如果焊口表面盐含量超过4 microgram/sq.cm，则需对第二道喷砂后的焊口表面进行盐含量测试。

①如果第二道焊口盐含量不超标，则需对第一道焊口重新喷砂直至盐含量合格；
②如果第二道焊口盐含量仍然超标，则需对当日所有需喷砂的焊口进行水洗（清洗水的盐含量必须合格）并加热至50-60℃再进行喷砂处理。

2.2底漆涂装
焊口喷砂合格后一般在2小时内完成底漆的涂装，随着湿度增大，这个时间限制会更加严格，例如接近85%的湿度时，必须在半个小时内完成。

详细推荐见下表：
底漆涂装之前需对焊口进行预热，预热温度控制在60-70℃。

焊口预热结束后，按照供应商推荐的比例将底漆的A\B组份混合并充分搅拌，如果环境温度过低可适当对底漆进行加热。

2.3热收缩套安装
2.3.1底漆预热，用火把预热已经固化的底漆，预热温度一定要达到厂家推荐的温度，在不损伤底漆和钢管原防腐层的前提下可适当提高预热温度。

2.3.2打开热收缩套，取掉热收缩套的保护层，将热收缩套的一端搭到钢管上，保证热收缩套与钢管原防腐层的搭接量基本相等且不小于50mm（见图二），
纵向搭接位置根据个人施工习惯而定，一般放置在10点至2点之间。

图二
2.3.3轻微加热搭在钢管上的热收缩套一端的聚乙烯背衬，然后将热收缩套
的另一端按照搭接线进行搭接，轻微加热并用压辊压实后安装固定片，对固定片
进行均匀加热并压实（见图三）。

固定片安装后必须要保证能够紧紧锁住热缩套，不会出现在热缩套收缩过程中崩开的情况。

图三
2.3.4加热时首先沿焊缝均匀加热，待焊缝部位热收缩套收缩到位并贴合在
焊缝上后，再沿圆周方向摆动烤枪从焊缝向一侧均匀加热，焊缝一侧热收缩套收
缩到位后方可转移道另一侧加热（风大时可以从上风的一边开始加热收缩）（见
图四）。

图四
2.4检验
为确保热缩套的安装质量，在施工正式开始前，必须准备好相关的检验计划，检验计划主要分为过程控制检验，以及热缩安装质量检验两大类。

2.4.1过程控制检验
过程控制检验主要是指在焊口表面处理，以及热缩套安装过程中进行的检验，主要有如下几点：
1）露点温度及环境湿度：考虑到不合适的露点温度及环境湿度将直接导致
表面处理的失败，以及一天中天气的变化，建议在每天喷砂的第一道口，以及每
两个小时后检查记录一次。

2）表面清洁度：主要指目测比对检查表面表面处理是否达到Sa2.5要求，
有无残存的污染物，这是表面处理的基本要求，必须100%检查。

3）表面粗糙度：在喷砂磨料，喷砂设备，以及喷砂罐工作压力固定的情况下，表面粗糙度的范围将保持一致，因此建议在每天喷砂的第一道口进行粗糙度
检查，粗糙度要求参照厂家安装说明。

4）表面盐含量：喷砂后用盐分检测仪检查焊表面盐分是否超过4
microgram/sq.cm。

2.4.2 热缩套安装质量检验
热缩套安装质量检验是指在热缩套安装完成后进行的相关检查，一般有监理
/业主介入用来确保最终安装质量。

主要有如下内容：
1）外观质量检查：每个热缩套安装完成后要确保热收缩套表面无烧焦、碳
化点；表面平整无皱褶，无损伤。

2）厚度检查：厚度检查也是100%检查，需要强调的是热缩套安装后在焊缝
位置的厚度，如果焊缝余高较大，厚度容易达不到业主规范的最低要求，需要在
焊缝位置加装一种与热缩套同种材料，但不会收缩的窄条，以增加厚度。

3）电火花检漏：热缩套安装后需要100%检漏，确认没有漏点，检漏电压为5KV/mm+5KV。

4）剥离试验：剥离试验建议按照每50道口，或每两天的工作量，取较低者进行抽查。

3结语
焊口补口涂层是整个管道外防腐层的薄弱环节，是影响管道运行寿命的关键因素之一。

为保障管道安全运行，需要在选用质量可靠的补口原材料的基础上，规范施工过程，加强对施工过程的质量控制，并针对安装后容易出现的缺陷进行安装质量检验。

参考文献：
［1］SWCC Specification L01 pipeline construction
［2］EN 12068 Cathodic– External organic coatings for the corrosion protection of buried or immersed steel pipelines used conjuction with cathodic protection – Tapes and shrinkable materials
［3］DIN EN ISO 8503 Preparation of steel substrate before application of paints and related products
1。