楊 光 寇玉全 孔繁偉 張富春 王 鑫 李 茂
(海陽(yáng)石油工程股份有限公司檢驗(yàn)公司 中國(guó) 天津 300452)
作為海上油氣運(yùn)輸?shù)拇髣?dòng)脈,海底管線發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。腐蝕嚴(yán)重影響海底管線的使用壽命,使其損壞率逐年增大,近兩年引起關(guān)注的泄漏和斷裂破壞事故逐漸增多,對(duì)社會(huì)與自然環(huán)境均造成不好的影響。目前海底管線外腐蝕的防護(hù)措施主要有外涂層和防腐蝕包覆層的一次保護(hù)和犧牲陽(yáng)極保護(hù)的二次保護(hù)[1]。目前熱縮帶由于其快速的施工條件和良好的防腐效果已經(jīng)是海底管線最常用的節(jié)點(diǎn)一次保護(hù)形式[2]。
海上鋪管現(xiàn)場(chǎng)接長(zhǎng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)的防腐施工工作由于施工工期緊張,施工環(huán)境惡劣,不受施工方重視等原因而容易存在質(zhì)量漏洞,引起安全隱患。本文依據(jù)惠州海管修復(fù)項(xiàng)目以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)NACE RP0303(管線現(xiàn)場(chǎng)熱縮帶補(bǔ)口的施工、性能和質(zhì)量控制)對(duì)內(nèi)外雙層海管防腐施工過(guò)程中的質(zhì)量控制工作進(jìn)行介紹,以更好的保證現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)防腐施工工作質(zhì)量,減少安全隱患。
1.1 表面處理
輸送管節(jié)點(diǎn)(內(nèi)管)在焊接及NDT檢驗(yàn)完成后即可進(jìn)行防腐施工,預(yù)熱管節(jié)點(diǎn)使其溫度至少高于露點(diǎn)溫度5℃以去除水汽,之后對(duì)管材進(jìn)行表面預(yù)處理去除表面的油脂等雜物,并采用動(dòng)力工具進(jìn)行打磨,使表面處理等級(jí)達(dá)到ISO 8501-1 ST3。
1.2 預(yù)熱
采用丙烷烤把預(yù)熱節(jié)點(diǎn),使用測(cè)溫槍檢測(cè)熱縮帶覆蓋范圍區(qū)域表面溫度超過(guò)90℃。預(yù)熱不足會(huì)導(dǎo)致熱縮帶產(chǎn)生附著力不足及粘結(jié)性能失效等缺陷,特別節(jié)點(diǎn)6點(diǎn)鐘位置需特別注意[3]。
1.3 熱縮帶涂覆
將熱縮帶除去內(nèi)襯的一端放置在海管節(jié)點(diǎn)的10點(diǎn)或2點(diǎn)位置,使熱縮帶寬松纏繞在海管節(jié)點(diǎn)上,按產(chǎn)品說(shuō)明書要求均勻加熱熱縮帶并用滾輪擠出熱縮帶內(nèi)的氣泡。熱縮帶安裝完成后需對(duì)其進(jìn)行外觀檢驗(yàn),要求熱縮帶完全附著在管體上,在熱縮帶兩邊邊緣一圈位置都可以看見粘結(jié)劑均勻溢出,熱縮帶不允許出現(xiàn)開裂和孔洞。待溫度降至90℃以下(可風(fēng)冷,不建議水冷),依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NACE RP0274(管線涂裝高壓漏涂點(diǎn)檢驗(yàn)的推薦做法)對(duì)熱縮帶進(jìn)行漏涂點(diǎn)實(shí)驗(yàn),采用高壓直流漏涂點(diǎn)檢測(cè)儀,測(cè)試電壓不小10kV,檢測(cè)速度不超過(guò)300mm/s。發(fā)現(xiàn)漏涂點(diǎn)后需用專門的修補(bǔ)材料進(jìn)行修補(bǔ)。最后使用干膜測(cè)厚儀依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 2808或SSPC PA2對(duì)熱縮帶進(jìn)行厚度檢測(cè),要求厚度不得低于規(guī)定值。
1.4 保溫
保溫半瓦與管線節(jié)點(diǎn)表面應(yīng)良好接觸,并且避免半瓦與管體結(jié)合處出現(xiàn)任何缺口或縫隙,最后用鍍鋅鐵絲將保溫材料綁定。保溫施工時(shí)應(yīng)注意施工人員防塵裝備的佩戴,避免纖維組織和皮膚接觸。
2.1 表面處理
去除管材節(jié)點(diǎn)表面油脂等雜物,表面預(yù)熱至40-50℃,對(duì)節(jié)點(diǎn)噴砂清理至ISO8501-1 Sa2.5“近白色金屬級(jí)別”,即非常徹底的噴射或拋射除銹。要求鋼材表面應(yīng)無(wú)可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和油漆層等附著物,任何殘留的痕跡應(yīng)僅是點(diǎn)狀或條紋狀的輕微色斑。表面粗糙度推薦在50μm以上,檢測(cè)方法可依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D4417 Method B觸針?lè)ㄟM(jìn)行,但觸針?lè)S機(jī)性較大,不能宏觀反映表面處理結(jié)果,優(yōu)點(diǎn)是不需要額外消耗材料。如要更精確的進(jìn)行粗糙度檢測(cè)可以依據(jù)NACE RP0287使用復(fù)制膠帶法進(jìn)行檢測(cè),優(yōu)點(diǎn)是可以有效測(cè)出表面粗糙的的具體數(shù)值,缺點(diǎn)是復(fù)制膠帶為一次性消耗品,會(huì)提高檢測(cè)成本[4]。海洋環(huán)境是非常惡劣的環(huán)境,一般要求對(duì)噴砂完成的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行鹽分含量抽檢測(cè)試,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為ISO 8502-6和ISO 8502-9,推薦測(cè)試值應(yīng)小于等于10微克每平方厘米。特別注意海上鋪管作業(yè)期間遇到臺(tái)風(fēng)避風(fēng)時(shí)需進(jìn)行棄管作業(yè)保障安全,當(dāng)重新起管時(shí)需對(duì)浸泡海水的管節(jié)點(diǎn)用淡水沖洗表面多余鹽分,并對(duì)每個(gè)噴砂后節(jié)點(diǎn)進(jìn)行鹽分測(cè)試,以滿足規(guī)格要求。
2.2 底漆刷涂及加熱將隨熱縮帶提供的環(huán)氧涂料的固化劑和基料進(jìn)行混合,攪拌至少一分鐘并確保其混合均勻。將環(huán)氧涂料涂到管線節(jié)點(diǎn)以及節(jié)點(diǎn)兩側(cè)相鄰10mm的管線底漆涂層上,并用濕膜卡測(cè)試涂層厚度是否達(dá)到要求。熱縮帶涂覆前應(yīng)對(duì)環(huán)氧涂料進(jìn)行加熱至125℃以上,推薦使用感應(yīng)線圈儀器加熱而不要使用丙烷烤把加熱,因?yàn)楦袘?yīng)線圈加熱效率更高,可以縮短加熱時(shí)間,減少施工工作量,使加熱溫度更加均勻,不會(huì)出現(xiàn)烤把加熱兩側(cè)及底部加熱不足的現(xiàn)象。預(yù)熱可以使環(huán)氧涂料充分固化并干燥,并且保證熱縮帶粘結(jié)層可具有適當(dāng)?shù)牧髌叫院土己玫恼辰Y(jié)性能,所以需要重點(diǎn)對(duì)其檢測(cè)。
2.3 熱縮帶涂覆
熱縮帶涂覆工藝質(zhì)量控制與1.3內(nèi)管熱縮帶涂覆類似,推薦使用PE熱縮帶。特別注意套管熱縮帶涂覆及檢測(cè)完成后應(yīng)進(jìn)行水冷以免走管后輸送帶及托管架對(duì)高溫?zé)峥s帶底部造成破壞。
3.1 海管施工前可依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D 1000對(duì)熱縮帶進(jìn)行附著力實(shí)驗(yàn)。
3.2 表面處理時(shí)應(yīng)將管節(jié)點(diǎn)兩端涂層打磨成30°或更小的坡口,使熱縮帶涂覆時(shí)不留空隙更平順緊實(shí)以獲得更好的附著力。
3.3 熱縮帶涂覆時(shí)若由于高溫加熱出現(xiàn)裂紋或破損需要使用專門的修補(bǔ)帶進(jìn)行修補(bǔ)。
3.4 海上相對(duì)濕度大,一般在80%以上,應(yīng)注意施工時(shí)去除管節(jié)點(diǎn)上濕氣以及注意涂覆材料的保存。
[1]姜信德,李言濤,杜芳林.海底管線腐蝕與防護(hù)的研究進(jìn)展[J].材料保護(hù),2010年4月,第43卷,第4期:65-67.
[2]張國(guó)慶,余直霞,張國(guó)華,等.節(jié)點(diǎn)防腐對(duì)海底管線陰極保護(hù)設(shè)計(jì)研究[J].全面腐蝕控制,2008,22(4):42-59.
[3]Wonihl Cho,Seung-Ho Lee,Youngsoon Baek,et al:Automatic heatshrink sleeve applicator using the low-temperature catalytic combustor[J].Korean Journal of Chemical Engineering,2003,Volume 20,Number 2:230-234.
[4]張富春,劉曉斌,楚尊鋆,等.海洋平臺(tái)涂裝前常用的表面粗糙度檢測(cè)方法[C]//2010年全國(guó)鋼結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.2010:913-918.