浅谈管道内防腐涂层补口在长距离大口径管道方面的应用

浅谈管道内防腐涂层补口在长距离大口径管道方面的应用 浅谈管道内防腐涂层补口技术 在管道安装施工中应该注意的问 前言:以前管道内壁防腐蚀技术在短距离管道施工过程中应用比较多，随着生产技 术的发展，社会对腐蚀危害性的认知越来越来深刻，原来多应用于短距离管线中的内防 腐技术，会在其它地方越来越多的被用到。 管道内防腐技术中的重点也是难点的是内防腐补口技术，更是成为影响内防腐涂层 质量的关键所在;如何更好的进行内防腐补口施工，以下我将从补口设备的选用、工艺 间的配合、补口用材料的选择和涂层质量几个方面谈一下个人的见解。 一、 管道内补口设备的选用 1. 国内常用的内补口设备:按电力供应方式的不同分为有线式内补口车和无线 式内补口车。 2. 有线式内补口车，从它的名字就可以知道，它的电源在管道外，通过电缆来 实现补口车所用的电力供应、控制补口车动作的通讯和反馈信号的传递; 它的优点是设备控制简单，实现设备动作控制所需要的软硬件容易实现， 故设备造价低;它的缺点是设备拖扯着电缆在管道内工作，如果电缆长度 拖不动电缆而不能正常工作，第过长时会造成下面的影响，第一补口车因 二长距离电缆会造成电源电压下降而使设备不能正常工作，所以一般有线 型补口车补口长度不会大于200米，第三如果需要多次涂敷施工或者涂层 返修时电缆拖行时会造成涂层的二次污染而影响涂层质量。 3. 无线式内补口车，它的电源由车上自带的电池组供应，补口车不需要电缆， 就避免了长距离电缆对设备造成的影响，控制补口车动作的通讯信号和反 馈信号的传递，通过补口上自带和管道外控制箱上的信号接收和发送的无 线接收发射模块来实现;它的优点的补口车一次补口长度长，一般实际工 作长度为500米，补口车最大进管深度可以达到1000米;设备的缺点是实 现设备工作的软硬件不容易实现，故设备造价高。 4. 补口设备的除锈方式对涂层质量的影响比较大，为能更好的得到好的除锈质 量，根据管道管径不同一般采用以下两种方式，管道内径,300mm时，设 备除锈方式一般采用钢丝刷盘转动实现，工作时刷盘沿管道圆周方向转动， 刷盘转动的离心力带动钢丝刷打到管壁，通过击打方式将管壁上的锈蚀除 掉从而完成除锈的目的，工作时设备沿管道轴线往复运行，通过刷盘上钢 丝盘将除掉的焊渣等杂物带出补口涂敷位置;管道内径?300mm时，补口 设备除锈方式一般采用设备上自带的角向磨光机转动来实现，磨光刷在管 壁上的转动磨掉管壁上锈蚀完成除锈的目的，设备除锈时角向磨光机随设 备上转轴沿管道圆周方向转动，设备整体沿管道轴向往复运动，通过磨光 刷将除掉的焊渣等杂物带出补口涂敷位置，设备自带磨光机对称部署，根 据管径大小自带磨光机的数量也不同，一般来说管径?700mm时对称部署 2台磨光机，管径,700mm时，对称部署4台磨光机。 钢丝刷盘 2台磨光机 4台磨光机 5. 通过比较上述设备性能，从内补口涂层质量和缩短施工时间两个方面考虑， 内补口施工选用无线式内补口车最宜。 二、 内补口施工和管道焊接安装配合的问题: 1. 焊接工艺的选择 A( 第一层焊接选择氩弧焊工艺为宜，原因是氩弧焊工艺焊接过程中产生的 焊渣和焊瘤等缺陷少，而这些缺陷会影响内防腐涂层质量。 影响涂层质量的焊接缺陷 最佳焊接质量 B( 焊接对口应该选择内对口器工艺，这样可以减 少焊接内错边现象，而内错边也会影响内防腐 涂层质量。 C( 焊接时即不能焊不透，也不焊接过高，最好焊 缝焊成高度不超过2.5mm平滑曲面，否则形成 内错边和焊不透形成缝隙会影响内防腐涂层质量。 2. 焊接施工和补口施工的配合 A(施工前需编制详细和施工，然后就同管道安装单位进行方 案讨论，须明确向安装单位提出影响内补口涂层质量的焊接注意事项。 B(为了保证涂层质量和安装进度，需要安装单位焊接采用分段和顺序连头 两种方式进行，分段长度根据无线补口设备的工作能力确定，国内一般 设备的补口工作能力为500米，故分段也采用500米为宜。 C(分段内补口施工完成并涂层质量检测合格后方可进行连头作业，连头作 业从一端顺序进行，内补口作业跟上安装进度，且为了加快安装进度， 可以采用增加涂层厚度来保证涂层质量，省略掉等涂层质量检测而耽误 的施工进度。为确保设备在连头处的施工质量，在设备进入管道施工前 和退出管道施工后都需要进行模拟施工实验，确定前后实验结果一致后 才算连头施工完成。 D( 补口车为线型设备，长度一般都在4,5米，如果管道安装中有弯头、 三通等管件时，设备将没有办法通过这些管件来施工，故在安装遇到管 件时，须将管件前管道内补口施工完成后方可进行管件焊接施工，然后 再按顺序进行连头施工。 E( 如何避免内补口施工作业的 “死口”现象:第一管道连头焊接作业必 须按顺序进行施工，如果有管件时须在管件前管道内补口作业完成后再 进行下一道工序;第二管道安装作业如果在坡道进行作业时，须按照由 下到上的顺序进行，因为补口设备在坡道作业时，如果由下向上作业时， 如果设备爬坡能力不足时，可以给设备外加辅助动力来完成施工，如果 由上向下施工没有办法外加辅助动力，且补口车供料一般采用螺旋泵， 在由上向下施工时设备可能会因供料问题而没有办法完成。 3. 内补口施工中的“死口”问题解决办法:编制施工方案，同管道焊接单位配合施工，可以有效的减少内防腐施工“死口”现象的出现，但并不能避免“死口”现象的出现，如果出现没有办法避免“死口”现象时，解决“死口”的内防腐施工推荐下面两种。 A( 预留处热喷涂锌铝等耐蚀材料方法:管道在遇到“死口”需要防腐时， 先将喷涂有耐蚀材料的两根短接同死口两端的主管线焊接好，然后用手 工方法对焊缝内防腐施工，两个同主线连接短接焊缝防腐完成后，再焊 接对接“死口”;管道在运行过程中，通过死口处锌铝等耐蚀材料来保 护管道基体不腐蚀来实现防腐的目的;为能很好的实现防腐效果，可以根据管道实际运行时限来确定锌铝等耐蚀材料的厚度。 主管线主管线带耐蚀材料的短管接 手工涂刷防腐层 短接和主管线间焊缝短接和主管线间焊缝 死口焊缝 喷涂耐蚀材料的预留处手工涂刷防腐层 带耐蚀材料的短管接 B( 预留处堆焊不锈钢复合防腐蚀层方法:短接制作方法是在短接一端的基层上用堆焊机堆焊出一层100mm长的不锈钢层，形成不锈钢复合管层，作为“死口”焊接预留口，短接其它部分除另一端的预留口外其它按主管线防腐工艺进行防腐，不锈钢复合层的厚度根据管线的使用年限确定(目前常用的厚度3-5mm);焊接安装过程中遇到“死口”的情况时，在“死口”两端各用一根短接同主管线焊接，其中短接上的复合层留在“死口”位置，短接的另一端焊接到主管线上，焊缝处用手工方法进行防腐处理，然后焊接对接“死口”，为保证两根短接上复合层能形成一个整体不锈钢复合层，第一层焊接时必须采用不锈钢焊接工艺焊接，使两根短接上的不锈钢层形成一个整体不锈钢层，管线运行时，不锈钢层同腐蚀介质接触来抵抗腐蚀。 C( 上述两种方法通过实验都得到验证可以起到防腐的目的，比较两种方法的优缺点，第一方法优点是制作简单，现场焊接不需要特殊设备，焊接施工简单，施工成本低，缺点是耐蚀材料的厚度理论不好计算，如果锌铝等耐蚀材料使用完就失去防腐的作用，同时该方法目前没有在实践中运用实例;第二种方法优点是已经实践中(胜利油田孤岛采油厂在集输管线中大量运用)得到运用，缺点是制作复杂，复合层制作时间长(DN100管线堆焊一端需要2小时)，现场短接复合层焊接时需要进行 不锈钢焊接，焊接工艺复杂，施工成本大。 三、 补口用材料的选用:目前使用得内涂层材料分为溶剂型涂料和无溶剂型涂料 两种。 1. 溶剂型涂料的特点是一次成膜薄，完成涂层需要多次涂敷才行，如果补口材 料选用此类材料，要完成内防腐补口作业需要多次涂敷，这将大大增加内 防腐补口的作业时间，特别是在连头作业和“死口”内补口作业时，对管 线安装进度的影响更大，完成一次补口作业可能需要几天才行，所以说溶 剂型涂料不适合补口作业。 2. 无溶剂涂料的特点是涂料中固体含量大，一次成膜厚度大，实际中施工中采 用一次多层往复喷涂得到干膜400μm以上涂层厚度，如果涂料厂家再改 进涂料性能更是可以到700μm涂层干膜厚度，完全可以实现一次喷涂可 以得到符合要求防腐涂层，所以说内补口材料选择无溶剂型涂料为好。 四、 内补口涂层质量检测:内补口涂层质量检测可以用管道内壁涂层检测车进行质量检测，该车是一台机-电-讯一体的自动化作业设备，其上载有自动控制系统、图像发射、遥控接收系统及外观检测系统、厚度检测系统和漏点检测系统。 管外监控部分可包括图像接收、遥控发射系统、手持操作器、图像监视器及工作电源。按监控指令，完成对管内小车的前进、后退、停车、定位及外观检测、厚度检测和漏点检测等项作业的控制。该机还具有欠压、通讯中断等项保护措施，确保该机正常运行。该机主要具有以下功能: 通过管外的图像接收及遥控发射系统，遥控主机向管内行走，当行至检测区域时，在通过外观检测指令，管外的图像监示器上清晰地观看到涂层的外观情况，再通过通过涂层厚度检测指令，管外的图像监示器上清晰地观看到涂层的厚度数值，再通过漏点检测指令，检漏仪工作，通过检漏仪上声音报警装置可以检测涂层漏点情况。 管道内涂层检测车 外观检测 漏点检测 厚度检测 1. 外观检测摄像头:摄像头通过旋转机构可以360 旋转，摄像系统分辨率480线，16光学倍放大， 4倍数字放大，物距从10毫米至10米，光圈、 白平衡可调，可自动、手动聚焦。信号处理传输 至控制箱上的监视器，操作人员通过监视器可直 观、准确、方便地观察到管道内的情况。 2. 测厚仪:测厚仪安装在检测内，探头可伸缩，工 作时探头向外伸展，压到涂层上，测厚仪测出厚 度值，通过成像系统将数值传送到监视上。 3. 检漏仪:测厚仪安装在检测内，刷头可伸缩，工 作时刷头向外伸展，压到涂层上，通过旋转机构 沿管道周向360底旋转，涂层有漏点时，检漏仪发出声音报警，管外人员可以 报警声音判断涂层是否有漏点。 五、结论:通过上述，并结合多年来实践以及参考专业人士的科研成果，只要能编制完备的施工方案，组织先进的补口设备和检测设备，制定严格的施工工艺，且同安装单位紧密配合，施工质量完全可以得到保证，补口施工对安装进度的影响可以减小到最小，只要我们能不断完善施工工艺，管道内防腐技术会在越来越多的地方补运用，为社会做出最大的贡献。 参考文献 [1] 沈波 《腐蚀与防护》 管道内防腐蚀补口工艺 2013年 第9期 842页 [2] 唐强 《工业》 管道内涂层补口防腐技术工艺 2015年 第5期 67页 [3] 王振科 《管道技术与设备》 管道内防腐层补口技术研究进展 2012年 第3期 48页