周 瑞，熊 偉，陳英杰

（南京巨龍鋼管有限公司，江蘇南京 210000）

0 引言

在實(shí)際應(yīng)用過程中，鋼管通常受到環(huán)境、防腐效果、鋼管材料、施工工藝和實(shí)際應(yīng)力條件等多種因素的影響，需不斷改善管道材料、焊接施工質(zhì)量和防腐措施，并對(duì)金屬管道運(yùn)行管理系統(tǒng)進(jìn)行全面維護(hù)。在金屬管道的操作中，人為因素造成的損壞是主要因素，腐蝕是管道損壞的次要原因。原因是必須充分掌握應(yīng)用于管道施工的3PE 防銹技術(shù)的安全性、適用性和經(jīng)濟(jì)性。

目前，世界上許多國(guó)家的地下管道中使用的防腐涂料主要是石油瀝青、煤焦油搪瓷、擠出聚乙烯、PE 膠帶、熔融環(huán)氧樹脂（FBE）和復(fù)合涂料（包括3 層PE）。熔融環(huán)氧樹脂對(duì)鋼管的附著力最強(qiáng)，對(duì)各種環(huán)境腐蝕的抵抗力最強(qiáng)，并且在所有防銹涂料中對(duì)機(jī)械沖擊的抵抗力最強(qiáng)。由于涂層很?。ǎ? mm），尖銳物體的沖擊很小，因此在石材區(qū)域必須小心使用。為了克服上述缺點(diǎn)，已經(jīng)開發(fā)了適用于特殊地質(zhì)條件的3 層PE 結(jié)構(gòu)，一種結(jié)合了環(huán)氧樹脂的負(fù)電極耐剝離性和聚乙烯的沖擊強(qiáng)度的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

1 3PE 防腐技術(shù)分析

3PE 防腐技術(shù)進(jìn)入我國(guó)的時(shí)間可以追溯到1990 年代，它是一種先進(jìn)的腐蝕防護(hù)技術(shù)，3PE 腐蝕防護(hù)技術(shù)可以同時(shí)結(jié)合環(huán)氧涂料和擠出聚乙烯等。兩個(gè)保護(hù)層的防腐蝕性能優(yōu)勢(shì)在于環(huán)氧涂層不僅具有耐化學(xué)腐蝕性能和優(yōu)異的界面性能，而且具有擠出聚乙烯防腐蝕涂層優(yōu)異的機(jī)械保護(hù)性能，因此防腐蝕層具有出色的耐腐蝕性?？梢钥闯?，在埋管工藝中應(yīng)用3PE 保護(hù)層效果非常好。根據(jù)檢查部門的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)3PE 防腐涂料已應(yīng)用于埋管保質(zhì)期達(dá)到50 年。

目前我國(guó)主要使用的執(zhí)行表標(biāo)準(zhǔn)為SY/T 0413—2002，3PE防腐技術(shù)是我國(guó)首先研究出來的，并掌握著核心技術(shù)。另外德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN 30670—1991，主要規(guī)定了使用的聚乙烯所需要的密度，而我國(guó)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的是中低密度的聚乙烯的使用，同時(shí)聚乙烯的密度也要保證在110 以上，3PE 防腐技術(shù)大幅度的提升了鋼管的防腐質(zhì)量和使用性能，在各種高壓、高溫環(huán)境下同樣適用，耐腐蝕性較高。

2 施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 制定工藝規(guī)程

首先，在建造項(xiàng)目的第一個(gè)接縫之前，應(yīng)創(chuàng)建接縫施工的APS（施工過程規(guī)范），并應(yīng)根據(jù)施工過程規(guī)范進(jìn)行過程資格測(cè)試（PQT）驗(yàn)證，并且過程規(guī)范應(yīng)由專業(yè)的分包團(tuán)隊(duì)制定。接縫施工只能在項(xiàng)目技術(shù)人員審查后才能實(shí)施。規(guī)定的內(nèi)容應(yīng)結(jié)合熱縮套管（帶）的使用說明書和設(shè)計(jì)圖紙的有關(guān)要求，并參照相同型號(hào)、壁厚的鋼管進(jìn)行工藝驗(yàn)證，可用于后續(xù)維修工作。

2.2 嚴(yán)格檢查進(jìn)場(chǎng)材料

熱縮套管的入口必須與其他建筑材料和組件的入口相同，并且必須進(jìn)行相關(guān)檢查?，F(xiàn)場(chǎng)物料接收器和測(cè)試人員應(yīng)檢查熱縮套管，根據(jù)需要進(jìn)行目視檢查，以確保產(chǎn)品的邊緣平整，無毛刺，與管道的外徑相匹配，熱縮套管的表面光滑且無氣泡，尤其是厚度符合設(shè)計(jì)和規(guī)格要求并檢查3 個(gè)不同的證書，無論是否完整，是否有工廠檢查報(bào)告，都可以在上級(jí)主管部門審核批準(zhǔn)后使用，并根據(jù)需要提交材料進(jìn)行審核。

2.3 嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制

焊接必須由擁有焊工證書的人員操作，在焊接證書許可的焊接范圍內(nèi)以及證書的有效期內(nèi)完成施工，等待焊縫自然冷卻后，根據(jù)設(shè)計(jì)和規(guī)格要求進(jìn)行檢查。必須將其委托給合格的第三方。驗(yàn)證焊縫后，要觀察焊縫周圍是否生銹。在驗(yàn)證了焊渣等之后，進(jìn)行匹配的環(huán)氧底漆的防腐工作，然后構(gòu)造熱縮套管。

3 3PE 防腐結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)施工

3.1 3PE 防腐結(jié)構(gòu)的原理及施工過程

3.1.1 3PE 防腐結(jié)構(gòu)原理

3PE 增強(qiáng)防腐層的結(jié)構(gòu)是底漆層、內(nèi)部帶層（重疊為帶寬度的50～55 mm）和外部帶層（重疊為帶寬度的50～55 mm）。底層為熔融環(huán)氧粉末（100 mm），中間層為粘合劑（170～250 mm），防腐層的表層材料為2 mm 厚的聚乙烯，環(huán)氧底漆在其中的主要作用是將3 個(gè)防腐層連接在一起，防腐層使用的材料具有較強(qiáng)的使用性能，同時(shí)黏性較強(qiáng)，表層上的涂料與活化劑之間能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在高溫的烘烤下，兩者之間形成的化學(xué)鍵具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，中間層的使用材料的主要成分為聚烯烴，聚烯烴的粘合性一般都很強(qiáng)，穩(wěn)定性極高，不易發(fā)生氧化反應(yīng)，因此防腐性較強(qiáng)。而底層的材料的主要成分為聚乙烯，與中間層能夠很好的銜接，對(duì)鋼管的防腐進(jìn)一步的加強(qiáng)。

聚乙烯主表面層具有與傳統(tǒng)的兩層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐蝕層相同的作用，其作用是起到機(jī)械保護(hù)和腐蝕保護(hù)作用；出廠時(shí)預(yù)制了帶有聚乙烯防腐蝕層的3PE 特殊增強(qiáng)型耐腐蝕鋼管，以防止腐蝕形成阻隔層，然后將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接。管件采用熱縮接頭施工方法以防止現(xiàn)場(chǎng)腐蝕。管道配件的腐蝕防護(hù)等級(jí)和性能不低于修補(bǔ)件腐蝕防護(hù)層的要求。用輻射交聯(lián)的熱縮套管方法處理管片。

3.1.2 制作防腐層時(shí)要求

（1）鋼管在進(jìn)行表面預(yù)處理的時(shí)候，需要先進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度達(dá)到40～60 ℃時(shí)，再開始清理鋼管表面的一些雜質(zhì)，包括焊渣等。

（2）完成鋼管表面的預(yù)處理工作之后，還需要在4 h 之內(nèi)完成鋼管的敷涂處理，在此之前的4 h，需要將預(yù)處理過后的鋼管表面進(jìn)行除塵操作，主要是為了防止表面鋼管時(shí)間過長(zhǎng)出現(xiàn)二次污染，以及再次出現(xiàn)生銹的情況，因此，表面預(yù)處一定要做好。

（3）在進(jìn)行金屬管敷涂的時(shí)候，需要進(jìn)行加熱，為了避免在加熱過程中出現(xiàn)污染，選擇加熱源時(shí)應(yīng)該選用無污染的熱源。

（4）敷涂材料選用環(huán)氧粉末，涂抹時(shí)混合膠黏劑均勻涂抹到鋼管表面。

（5）鋼管表面需要進(jìn)行密封處理，將膠帶纏繞之后，確保連接縫緊密壓實(shí)。

（6）進(jìn)行敷涂之后，還需要進(jìn)行降溫操作，將原先較高的溫度，減低至合適的溫度，一般合適的溫度為60 ℃左右。

（7）金屬管在完成防腐層敷涂之后，需要將一開始存在的聚乙烯層去除，并保留一部分，在金屬鋼管的頂部位置，預(yù)留100～159 mm 的聚乙烯敷涂層，主要是為了方便進(jìn)行金屬管頂端進(jìn)行可焊涂料的涂抹。

（8）鋼管完成一系列操作之后，需要防腐檢測(cè)，檢測(cè)方法一般采用火花檢漏儀。

3.2 3PE 防腐管道現(xiàn)場(chǎng)施工中的注意事項(xiàng)

一般防腐管道需要經(jīng)過地下，不僅要注意地上管道的防腐施工，也要注意地下管道的防腐施工，地下管道出現(xiàn)問題之后的修理難度比地上管道高，因此也需要采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，提升施工的安全性和質(zhì)量。

（1）管道在運(yùn)輸和安裝、起吊這個(gè)過程中需要專人進(jìn)行指導(dǎo)，并制定科學(xué)的施工計(jì)劃，采取一定的安全保證措施。

（2）防腐在鋪設(shè)、鋪設(shè)和對(duì)準(zhǔn)管道的過程中避免碰撞、工具刮擦和擠壓管道。

（3）貼片的質(zhì)量對(duì)于防腐蝕管的使用壽命非常重要。在對(duì)管道進(jìn)行修補(bǔ)之前，必須對(duì)修補(bǔ)的表面進(jìn)行預(yù)處理以滿足GB/T 8923 的要求。在貼片的重疊部分上拋光聚乙烯層。當(dāng)表面變粗糙時(shí)，使用火焰加熱器預(yù)熱修補(bǔ)區(qū)域。調(diào)整預(yù)熱溫度并根據(jù)產(chǎn)品手冊(cè)的要求進(jìn)行修補(bǔ)。

為了滿足后期維護(hù)和修補(bǔ)的需求，在設(shè)置防腐層的時(shí)候，需要設(shè)置一定的角度，防腐層的端面角度應(yīng)該小于30°，并注意聚乙烯層的保護(hù)。首先，將熱熔膠施加到鋼帶的表面，然后對(duì)與管材相同材料的聚乙烯薄板進(jìn)行擠壓焊接或熱熔修復(fù)。切管后，必須將波紋管的鋼帶擠壓焊接或用與管相同材料的聚乙烯板密封，以防腐蝕，并嚴(yán)格按照SY/T 0413—2002 執(zhí)行。

（4）在霜凍、結(jié)露、風(fēng)沙等氣候條件下，不能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)腐蝕防護(hù)施工。

（5）鋼管地基最初直接埋在土壤中。當(dāng)回填土壤或溝渠、池塘和淤泥區(qū)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地基處理。面對(duì)更復(fù)雜的地基條件，管道施工會(huì)坍塌，管道地基會(huì)拱起。應(yīng)采用鋼板打樁、地基處理、管道下降、回填以及同時(shí)進(jìn)行其他地基的計(jì)劃來解決管道地基的坍塌和拱形問題。

4 結(jié)束語(yǔ)

在為軟土地基建造鋼管時(shí)，應(yīng)將管道的實(shí)際情況與軟土的特定土壤和水質(zhì)充分結(jié)合起來，對(duì)軟土基礎(chǔ)進(jìn)行合理處理，并可以充分利用3PE 腐蝕防護(hù)技術(shù)處理軟土。它在土壤管道的建設(shè)中發(fā)揮著最大的作用。填埋管道的質(zhì)量不僅受到經(jīng)濟(jì)損失的影響，還受到環(huán)境保護(hù)的影響。由于每個(gè)項(xiàng)目的實(shí)際情況不同，埋地鋼管的腐蝕也受許多因素的影響，例如建立防腐涂層的綜合評(píng)價(jià)方法，加強(qiáng)鋼管的表面處理，改善現(xiàn)場(chǎng)接頭的質(zhì)量，合理地選擇管道厚度，將固定式和活動(dòng)式防腐線結(jié)合起來。

3PE 管道防腐技術(shù)是一種比較成熟的管道防腐技術(shù)，是我國(guó)在石油管道運(yùn)輸中廣泛使用的一項(xiàng)技術(shù)。與其他接頭材料相比，它更昂貴，并未廣泛用于給水和排水管道。與此相比，初期投資成本較高，但3PE 防腐鋼管具有很高的密封性能，長(zhǎng)期運(yùn)行可以大大節(jié)省能源，節(jié)約成本，保護(hù)環(huán)境；3PE 防腐鋼管具有較強(qiáng)的耐腐蝕性。它在低溫條件下具有優(yōu)異的耐腐蝕性和抗沖擊性，PE 吸濕性低（＜0.01），同時(shí)具有較高的環(huán)氧強(qiáng)度和良好的熱熔彈性、高防腐蝕性和可靠性。結(jié)合鋼管的綜合土壤、水等腐蝕性條件，現(xiàn)場(chǎng)軟土地基處理，3PE 腐蝕防護(hù)技術(shù)更適合于臨港工業(yè)區(qū)等特殊地質(zhì)條件。