深水海管节点防腐施工过程的质量控制

黄祺

摘  要：深水海管节点防腐工程在实际操作中往往难度较大，因其环境恶劣，危险系数高，所以在这当中必须做好缜密的质量控制工作。该文对深水海管节点防腐涂层的选择、输送管节点防腐的施工以及套管节点热缩带施工中的质量控制方法及相关注意事项进行了说明。

关键词：深水海管  节点  防腐施工过程  热缩带

中图分类号：TE988    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）08（b）-0044-02

深水海底管线是在海上运输油气的最主要途径，它所起到的作用是不可替代的。而在实际操作使用过程中，往往会发生一些腐蚀现象，严重缩短了深海管线的可用时间，制约着深水油气的运输作业。该文从防腐涂层的选择、热缩带的处理和涂覆以及套管节点热缩带施工来讲述深水海管节点防腐施工过程的质量控制，保障防腐施工过程的工作质量，减少安全隐患。

1  深水海管节点防腐涂层的选择

海底管道的外部防腐保护通常设计为牺牲阳极或者图层的双重保护。现在，3PE涂料（环氧树脂+粘合剂+聚酯）和3PP涂料（环氧树脂+连接剂+聚丙烯）在管道防腐涂料中被大面积使用。管道涂层和海管节点涂层的安装条件不同。在J型和S型管道的铺设情况下，必须在管道船上对海关节点进行涂料涂层，设备成本高并且需要连接涂层，施工时间越短越好，热收缩带易于构造并已在工业中广泛使用。

在ISO 21809-3：2008标准中，防腐涂层在海管节点和埋地管道的应用共有20多种类型，如热填充沥青带、凡士林带、石蜡带、双层融化、冷互锁聚合物带、环氧树脂熔接粘合环氧粉末等。其中，阻燃聚乙烯、PE带、阻燃聚丙烯、聚丙烯带、注塑聚丙烯和烧结环氧树脂都用于海底管道节点的防腐蚀。此外，还可以使用粘弹性自愈合卷绕系统，用于海管节点的防腐。这些方法需要使用大型自动化设备，比普通的热收缩带更难以构造。

聚乙烯涂层的结构有三层：用环氧底漆喷涂第一层，用的是FSPP构造方法;用改性聚乙烯粉末喷涂第二层;用聚乙烯带包裹第三层，有螺旋缠绕或单件缠绕两种形式。聚丙烯带和聚乙烯带基本一样，只不过是用聚丙烯粉末代替聚乙烯粉末，聚乙烯带子用聚丙烯带代替。实际上高密度聚乙烯（PE80）的Vicat软化点是127℃，负载是50N，而一旦加热速率达到50K/h，则其Vicat软化点就变为60℃～80℃。这也导致了海水中三层防腐聚乙烯涂层的最高工作温度只能是80℃。如果操作温度过高，那么就要用到三层聚丙烯防腐涂层。

2  输送管节点防腐施工

2.1 热缩带概述

热收缩带是一种用于海管节点的简单结构防腐涂层，它分为两层和三层的结构。双层热收缩带是从内到外的粘合剂和背衬;三层热收缩带是环氧树脂涂层，粘合剂和从内到外的背衬。双层热收缩带易于构造，只需要研磨和加热海底管的裸钢表面就能够完成安装。只需将热收缩带缠绕在节点周围并根据需要均匀加热，热收缩带就会自动缩紧并固定在节点的钢表面上。

热收缩带的结构比较简单，但结构的质量主要受人为因素的影响。双层结构热收缩带的表面处理质量差异很大，热收缩性和钢带的结合不如三层热收缩带那么强，有一些缺点，比如产生气泡等。一些三层热收缩产品需要对环氧底漆进行热处理。如果控制不成功，整个涂层可能在重叠的地方被损坏;而且一些产品不需要热处理，但是未涂覆的底漆可能在分级辊的边缘处被损坏。

2.2 表面处理

NDT试验和焊接后可使用管节点（内管）防腐蚀结构。将管温预热至露点温度以上至少5℃来除去水蒸气，然后预处理管道表面以去除表面油脂和其他碎屑，并用电动工具抛光，达到ISO8501-1 ST3的表面处理水平。

表面除锈应符合国家规定现行有关标准的有关规定，处理后的钢材表面应无灰点、油污、浮锈、疏松的旧漆膜，除锈达到St3级标准。

采用手工除锈，不得采用使金属表面受损或变形的工具和手段进行除锈。锈蚀较为严重部分蓄电角磨机进行除锈，以保证达到除锈标准，确保防腐质量。

2.3 预热

丙烷烤把预热节点用于使用高于90℃的温度测量热收缩带覆盖的表面区域的温度。预热不充分会导致诸如粘合不充分和热收缩带的粘合性能失效之类的缺陷。应特别注意节点的6点钟位置。

2.4 热缩带涂覆

在海管节点的10点钟或2点钟位置放置热缩带移除衬垫的一端，让热收缩带在海关节点周围松散地缠绕起来，热收缩带根据无缝均匀加热，按产品说明书将热收缩带里面的气泡由滚轮挤出。安装热收缩带后，需要进行光学检查，并且需要将热收缩带完全粘附到管体上，粘合剂在热收缩带的两侧均匀地溢出，并且收缩膜是不能有破裂或洞孔的，等到温度降至90℃以下（不推荐用于空气或水冷）。按照NACERP 0274（管道涂层的高压泄漏检查的推荐做法）标准，热收缩带进行漏涂测试并使用高压DC（直流）漏电涂层。试验电压不得小于10kV，检测速度不得超过300mm/s。如果发现漏涂点，则需要使用特殊的修补材料来修补，然后，使用根据ISO 2808或SSPCPA 2的干厚度测厚仪测试热收缩带的厚度，并且要求至少为规定的厚度。

3  套管节点热缩带施工

3.1 表面处理

从管节点表面清除油脂和其他杂物，将表面预热至40℃～50℃，然后把节点喷涂到很彻底的喷涂和抛射除锈阶段，让其达到ISO 8501-1 Sa2.5“接近白色金属”的等级，使得钢表面没有明显的沉积物，如油脂、污垢、水垢、铁锈或油漆层等杂物，残余的各种痕迹只能保留一些斑点和条纹。建议使表面粗糙度为50μm或更大。检测方法可以根据ASTM D4417标准B触针法进行。可是触针法是随机的，只能通过微观反映表面处理结果，而其优点是它不需要额外的材料。根据NACE RP0287标准的复制胶带法可用于更准确的粗糙度测试。优点是可以有效地测量表面粗糙度的特定值，但缺点是测试成本增加，因为复制带只能使用一次。根据ISO 8502-6和ISO 8502-9标准，海洋环境比地面环境要恶劣得多，通常需要使用喷砂节点进行盐度测试，推荐的测试值应小于10μg/m2。在海管铺设作业期间，当进行台风避风时，要特别注意进行放弃作业来保证人员安全。重新启动管道时，浸泡在海水中的管道表面应用淡水清洗，以去除表面上多余的盐，每个喷砂节点都要符合规格，要进行盐试验。

3.2 底漆刷涂及加热

将设有热收缩带的环氧涂层的固化剂和粘合剂混合，搅拌至少1min并确保均匀混合。将邻近管道节点和节点兩侧的10mm管道的底漆涂层涂覆环氧树脂涂层，并使用湿膜卡测试涂料厚度是否令人满意。在涂覆热收缩带之前，应将环氧树脂涂层加热至125℃或更高。本文建议使用加热线圈感应工具代替丙烷烤烘，因为感应线圈具有高加热效率，可以减少加热时间并减少施工工作。加热温度更稳定，并且在两侧和底部会有充分加热的效果。预热可以完全固化和干燥环氧树脂涂层，并确保热收缩胶带粘合层具有适当的流平性和良好的粘合性能，因此有必要关注其检测。

3.3 热缩带涂覆

热收缩涂层工艺中的质量控制和内管上的热收缩带涂层基本一样，因此该文建议使用PE热收缩带。涂装和测试后，应特别注意套筒热收缩带的水冷，以避免损坏输送带和托管架后的高温热收缩带底部。

4  结语

深水海底管线由于一直浸泡在深海中，时间久了自然会产生腐蚀现象。所以在实际操作中一定要提前做好防腐工作，防止发生腐蚀产生大的事故。

参考文献

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