高多龍 蔡華洋 呂文靜 孫艷 石鑫 魏曉靜 葛鵬莉 邵亞薇

1.中國(guó)石油化工股份有限公司西北油田分公司 2.中國(guó)石化縫洞型油藏提高采收率重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 3.哈爾濱工程大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 4.哈爾濱哈船新材料科技有限公司

從20世紀(jì)40年代開始，各種管道防腐涂層材料相繼發(fā)展，蠟、石油瀝青、膠帶、夾克陸續(xù)被開發(fā)出來(lái)，先后經(jīng)歷了石油瀝青、環(huán)氧煤瀝青、煤焦油瓷漆、2層結(jié)構(gòu)聚乙烯、熔結(jié)環(huán)氧粉末(FBE)、3層結(jié)構(gòu)聚乙烯(3LPE)的應(yīng)用時(shí)代[1-4]，目前呈現(xiàn)出3LPE、FBE和其他防腐涂層共用的局面[4-6]。國(guó)外干線管道防腐層的選擇具有一定的地域特征，如在歐洲和中東，大口徑管道主要選擇3LPE和多層聚丙烯(MLPP)防腐層，而在北美和英國(guó)，主要選用FBE防腐層，MLPP的用量在不斷增加。主要原因在于他們的管道外防腐技術(shù)設(shè)計(jì)理念有所差異，歐洲管道以防腐層為主，陰極保護(hù)為輔，而北美管道以陰極保護(hù)為主，防腐層為輔[7]。隨著管道防腐層技術(shù)的發(fā)展，管道現(xiàn)場(chǎng)防腐層補(bǔ)口材料和技術(shù)也在不斷發(fā)展。從20世紀(jì)40年代的煤焦油瓷漆/石油瀝青補(bǔ)口材料，發(fā)展到現(xiàn)在的環(huán)氧粉末、熱收縮套/帶、聚丙烯類、黏彈體涂料等多種補(bǔ)口材料[8-12]。

由于預(yù)制涂層是在工廠最佳條件下涂覆的，而補(bǔ)口防腐層是現(xiàn)場(chǎng)涂覆，其質(zhì)量受多方面因素的影響，如現(xiàn)場(chǎng)涂敷作業(yè)的限制條件、可能受到的外力、鋼管表面處理的質(zhì)量、補(bǔ)口材料的選擇、管口和涂層材料的加熱溫度等[13-16]。補(bǔ)口防腐層的質(zhì)量往往成為管道外防腐層整體質(zhì)量的薄弱點(diǎn)，各國(guó)針對(duì)管道外防腐補(bǔ)口技術(shù)制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范補(bǔ)口防腐層的涂覆，確保補(bǔ)口層質(zhì)量以及管道防腐效果[17-18]。GB/T 51241-2017《管道外防腐補(bǔ)口技術(shù)規(guī)范》規(guī)定了埋地或水下管道外防腐層補(bǔ)口的設(shè)計(jì)、材料、施工和檢驗(yàn)[19]；ISO 21809-3：2016《石油天然氣工業(yè) 管道輸送系統(tǒng)用的埋地管道和水下管道的外部涂層 第3部分 安裝接頭涂層》規(guī)定了鋼管外防腐層現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口技術(shù)要求、限定條件、施工和測(cè)試等[20]。本文從補(bǔ)口技術(shù)的范圍、補(bǔ)口材料以及施工和性能指標(biāo)對(duì)比分析了GB/T 51241-2017和ISO 21809-3：2016的差異，以期對(duì)完善管道外防腐層補(bǔ)口施工過(guò)程的質(zhì)量控制、提高國(guó)內(nèi)管道外防腐層補(bǔ)口的防腐質(zhì)量有所幫助。

1 管道外防腐層補(bǔ)口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析

1.1 補(bǔ)口防腐層的分類和選用

國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于補(bǔ)口防腐層分類的對(duì)比見(jiàn)表1。由表1可看出：GB/T 51241-2017中將補(bǔ)口防腐層分為5類，分別為熱收縮類材料防腐層、液體涂料防腐層、聚合物膠黏帶防腐層、黏彈體防腐膠帶防腐層和環(huán)氧粉末涂料防腐層；ISO 21809-3：2016將補(bǔ)口分為10類，相比GB/T 51241-2017又增加了熱施工聚烯烴類防腐層、熱施工瀝青帶、凡士林帶/石蠟帶、熱施工微晶石蠟防腐層、熱噴鋁(TSA)涂層。關(guān)于每一類補(bǔ)口防腐層的詳細(xì)分類，兩種標(biāo)準(zhǔn)又有所區(qū)別，對(duì)于熱收縮類材料防腐層兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均為聚乙烯基和聚丙烯基材料，但GB/T 51241-2017又按不同特點(diǎn)細(xì)分為5類，ISO 21809-3：2016還按是否存在底漆細(xì)分為4類。對(duì)于液體涂料防腐層GB/T 51241-2017分為環(huán)氧涂料和聚氨酯涂料，但I(xiàn)SO 21809-3：2016對(duì)其又有細(xì)分。對(duì)聚合物膠黏帶防腐層ISO 21809-3：2016未再細(xì)分，而GB/T 51241-2017的分類更詳細(xì)；GB/T 51241-2017將黏彈體膠帶補(bǔ)口按與保護(hù)外帶配套進(jìn)行分類，ISO 21809-3：2016將黏彈體膠帶補(bǔ)口按材料組成進(jìn)行分類；對(duì)于環(huán)氧粉末涂料防腐層兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分類相同。

表1 國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)口防腐層類型對(duì)比補(bǔ)口防腐層類型GB/T 51241-2017ISO 21809-3:2016熱收縮類材料防腐層瑪蹄脂型聚乙烯基聚乙烯基,無(wú)底漆涂覆熱熔膠型聚乙烯基聚乙烯基,在液體環(huán)氧樹脂、熔結(jié)環(huán)氧粉末或其他兼容的底漆層上涂覆熱熔膠型聚丙烯基聚丙烯基,涂覆在液體環(huán)氧樹脂、熔結(jié)環(huán)氧粉末或其他兼容的底漆層上壓敏膠型聚乙烯基纖維增強(qiáng)型聚乙烯基聚烯烴基,具有增強(qiáng)的背襯(混合型),在液態(tài)環(huán)氧樹脂、熔結(jié)環(huán)氧環(huán)氧粉末或其他兼容的底漆層上施加液體涂料防腐層液體環(huán)氧涂料液體聚氨酯涂料環(huán)氧樹脂基纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基纖維增強(qiáng)環(huán)氧乙烯基樹脂基聚氨酯基澆鑄聚氨酯基聚合物膠黏帶防腐層聚乙烯膠黏帶聚乙烯膠黏帶+聚乙烯保護(hù)外帶聚乙烯膠黏帶+聚丙烯膠黏帶冷纏聚合物帶黏彈體防腐膠帶防腐層黏彈體膠帶+聚丙烯/聚乙烯膠黏帶氯丁橡膠類黏彈體涂層黏彈體膠帶+壓敏型熱收縮材料三元乙丙橡膠類黏彈體涂層環(huán)氧粉末涂料防腐層單層熔結(jié)環(huán)氧粉末單層熔結(jié)環(huán)氧粉末雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末熱施工聚烯烴類防腐層環(huán)氧層上的火焰噴涂聚丙烯/聚乙烯粉末環(huán)氧層上熱涂覆聚丙烯/聚乙烯膠帶/片材環(huán)氧層上注塑聚丙烯其他類熱施工瀝青帶凡士林帶/石蠟帶熱施工微晶石蠟防腐層熱噴鋁(TSA)涂層

表2 GB/T 51241-2017不同防腐層管道補(bǔ)口的選用管道防腐層類型宜選用的補(bǔ)口材料三層結(jié)構(gòu)聚乙烯熱熔膠型/瑪蹄脂型/壓敏膠型聚乙烯熱收縮材料、液體環(huán)氧/聚氨酯涂料三層結(jié)構(gòu)聚丙烯熱熔膠型聚丙烯熱收縮材料單(雙)層熔結(jié)環(huán)氧粉末單(雙)層環(huán)氧粉末涂料、液體環(huán)氧涂料、熱收縮材料聚乙烯膠黏帶聚合物膠黏帶材料

表3 GB/T 51241-2017不同施工環(huán)境補(bǔ)口的選用不同工程特點(diǎn)及施工條件宜選用的補(bǔ)口材料山嶺隧道段管道(無(wú)法噴射除銹)支墩方式敷設(shè)瑪蹄脂型/壓敏膠型聚乙烯熱收縮材料、黏彈體膠帶+聚合物膠黏帶覆土方式敷設(shè)黏彈體膠帶+聚丙烯膠黏帶、黏彈體膠帶+壓敏膠型熱收縮材料水域隧道穿越段管道瑪蹄脂型/壓敏膠型聚乙烯熱收縮材料、黏彈體膠帶+聚合物膠黏帶定向穿越段、石方段管道熱熔膠型熱收縮材料、纖維增強(qiáng)型熱收縮材料、液體環(huán)氧/聚氨酯材料(可對(duì)補(bǔ)口防腐層前段或整體進(jìn)行保護(hù))

對(duì)于不同條件下補(bǔ)口防腐層的選用，GB/T 51241-2017作了詳細(xì)的規(guī)定(見(jiàn)表2和表3)。從表2和表3中可看出：針對(duì)不同管道、不同工程特點(diǎn)及施工條件，GB/T 51241-2017分別給出了宜選用的補(bǔ)口材料范圍；ISO 21809-3：2016僅提及現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口防腐層應(yīng)當(dāng)與工廠預(yù)制防腐層相容，確保防腐體系的連續(xù)性，另外選擇補(bǔ)口類型還需考慮焊縫的幾何形狀和結(jié)構(gòu)，并未給出詳細(xì)的參考。

1.2 熱收縮補(bǔ)口材料

GB/T 51241-2017和ISO 21809-3：2016對(duì)每一類補(bǔ)口防腐層的技術(shù)規(guī)定均可大致分為補(bǔ)口材料、補(bǔ)口施工和防腐層的測(cè)試，下面以典型的熱縮材料補(bǔ)口為例來(lái)對(duì)比兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)差異。

熱收縮材料是由經(jīng)過(guò)擠塑和輻照的聚烯烴基材和熱塑性材料做成的內(nèi)側(cè)粘結(jié)劑構(gòu)成，外側(cè)基材經(jīng)加熱發(fā)生收縮時(shí)使防腐材料在圓周方向產(chǎn)生壓縮力，有助于熱縮套緊緊粘貼在管道外表面上。GB/T 51241-2017將熱縮材料分為管狀的熱收縮套和片狀的熱收縮套兩種形式；ISO 21809-3：2016則列舉了更多樣式，如：管狀、纏包狀、預(yù)成型、熱收縮帶等。

表4給出了GB/T 51241-2017和ISO 21809-3：2016對(duì)不同類型熱收縮材料的適用溫度。從表4可看出：GB/T 51241-2017規(guī)定了適用溫度范圍；ISO 21809-3：2016將每一種熱收縮材料進(jìn)一步細(xì)分，對(duì)每種基材規(guī)定了最高適用溫度Tmax，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均是按不同材料來(lái)規(guī)定適用溫度。

表5給出了GB/T 51241-2017中按不同基體類型和使用管徑分別給出基材厚度和膠層厚度，ISO 21809-3：2016則規(guī)定熱收縮材料的厚度由制造商規(guī)定，施工完成后應(yīng)達(dá)到采購(gòu)商所要求的最小厚度，并且補(bǔ)口防腐層最小厚度不得小于規(guī)定中最小厚度的75%。

表4 熱收縮補(bǔ)口材料的適用溫度GB/T 51241-2017ISO 21809-3:2016熱收縮材料類型基體類型適用溫度/℃熱收縮材料類型基體類型適用溫度Tmax/℃GB-1A瑪蹄脂型聚乙烯-20～80ISO-1AISO-1BISO-1C聚乙烯基,無(wú)底漆涂覆瑪蹄脂≤50黏結(jié)劑≤80熱熔型黏結(jié)劑≤120GB-1B熱熔膠型聚乙烯-20～80ISO-1DISO-1E聚乙烯基,在液體環(huán)氧樹脂、熔結(jié)環(huán)氧粉末或其他兼容的底漆層上涂覆交聯(lián)熱縮聚乙烯基≤60交聯(lián)熱縮聚乙烯基≤80GB-1C熱熔膠型聚丙烯-20～110ISO-1F聚丙烯基,涂覆在液體環(huán)氧樹脂、熔結(jié)環(huán)氧粉末或其他兼容的底漆層上交聯(lián)熱縮聚烯烴基+增強(qiáng)背襯(混合型)≤110GB-1D壓敏膠型聚乙烯-20～50ISO-1GGB-1E纖維增強(qiáng)型聚乙烯-20～80ISO-1H聚烯烴基,具有增強(qiáng)背襯(混合型),在液態(tài)環(huán)氧樹脂、熔結(jié)環(huán)氧環(huán)氧粉末或其他兼容的底漆層上施加交聯(lián)熱收縮聚丙烯基材料≤110滿足熱施工要求的交聯(lián)熱收縮聚丙烯基材料≤110

表5 GB/T 51241-2017熱收縮材料的厚度熱收縮材料類型基體類型使用管徑/mm基材厚度/mm膠層厚度/mmGB-1A聚乙烯≤400≥1.0≥1.2>400≥1.0≥1.5GB-1B聚乙烯≤400≥1.2≥1.0>400≥1.5≥1.0高密度聚乙烯≥1.0≥1.5GB-1C聚丙烯≥1.0≥1.5GB-1D聚乙烯≥1.2≥1.3GB-1E纖維增強(qiáng)聚乙烯≥1.8≥1.2

此外，在補(bǔ)口材料方面：GB/T 51241-2017還規(guī)定了原材料的性能要求，例如瑪蹄脂聚乙烯收縮材料基材性能的拉伸強(qiáng)度、脆化溫度、熱沖擊性能等，膠層性能的膠軟化點(diǎn)、搭接剪切強(qiáng)度等，在ISO 21809-3：2016中則對(duì)原材料性能未做特殊說(shuō)明，僅規(guī)定了安裝后熱縮材料補(bǔ)口防腐層的性能要求。

1.3 熱收縮材料補(bǔ)口防腐層的施工要求

表面處理的質(zhì)量是影響防腐層防腐效果的關(guān)鍵，GB/T 51241-2017規(guī)定了對(duì)未配套底漆的熱收縮材料表面處理噴射除銹應(yīng)達(dá)到Sa2.5級(jí)，工具除銹應(yīng)達(dá)到St3級(jí)，有配套環(huán)氧底漆的熱收縮材料表面處理采用噴射除銹應(yīng)達(dá)到Sa2.5級(jí)，表面粗糙度應(yīng)為40～90 μm，另外，表面清潔度應(yīng)達(dá)到三級(jí)以上。ISO 21809-3：2016中規(guī)定補(bǔ)口部位表面處理一般應(yīng)達(dá)到St3級(jí)，但是對(duì)于較高設(shè)計(jì)溫度(>50 ℃)或采用環(huán)氧粉末底漆的熱收縮材料表面處理應(yīng)采用磨料噴砂達(dá)到Sa2.5級(jí)，粗糙度符合制造商施工說(shuō)明書，表面清潔度也應(yīng)在三級(jí)以上。由此可見(jiàn)，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于表面處理要求的規(guī)定基本相同。

補(bǔ)口防腐層施工過(guò)程中，熱收縮材料的加熱溫度和加熱時(shí)間不當(dāng)會(huì)造成鋼管表面或防腐層表面氧化從而影響補(bǔ)口防腐層質(zhì)量，因此兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定要嚴(yán)格按照施工工藝規(guī)程規(guī)定的加熱時(shí)間和溫度完成烘烤，施工工藝規(guī)程涵蓋補(bǔ)口施工的各個(gè)環(huán)節(jié)及工藝參數(shù)控制。ISO 21809-3：2016提出了更詳細(xì)的施工指導(dǎo)原則，如使用氣柜加熱時(shí)，應(yīng)從中間向兩端逐步加熱，以確保加熱均勻；此外還應(yīng)用溫度測(cè)量設(shè)備檢查管道溫度：GB/T 51241-2017則建議采用指壓法檢查收縮過(guò)程中膠的流動(dòng)性；GB/T 51241-2017提出了不宜進(jìn)行露天補(bǔ)口施工的環(huán)境條件。

熱縮材料防腐層的搭接量也是補(bǔ)口防腐層施工過(guò)程的關(guān)鍵參數(shù)。GB/T 51241-2017規(guī)定搭接量應(yīng)保證安裝后與管體防腐層搭接不小于100 mm，熱收縮帶應(yīng)采用固定片固定，周向搭接寬度不應(yīng)小于80 mm；ISO 21809-3：2016規(guī)定各種熱收縮材料收縮后的搭接量應(yīng)當(dāng)至少有50 mm。在搭接量的規(guī)定上，GB/T 51241-2017更為嚴(yán)格。

1.4 熱收縮材料補(bǔ)口防腐層的性能指標(biāo)

根據(jù)長(zhǎng)輸管道的熱收縮套/帶補(bǔ)口服役經(jīng)驗(yàn)，補(bǔ)口失效主要在于熱收縮帶與管體防腐層搭接部位密封失效以及熱收縮帶與管體粘結(jié)不良，因此在補(bǔ)口施工完成后對(duì)防腐層的性能測(cè)試非常關(guān)鍵[21]。表6為GB/T 51241-2017對(duì)熱收縮材料補(bǔ)口防腐層的性能要求的規(guī)定。表6給出了抗沖擊性能、耐陰極剝離、剝離強(qiáng)度等各種性能指標(biāo)，表7給出了ISO 21809-3：2016熱收縮材料有底漆補(bǔ)口防腐層的性能要求。相比GB/T 51241-2017，ISO 21809-3：2016中增加了壓痕抗力、搭接剪切強(qiáng)度等，對(duì)具有增強(qiáng)背襯的熱收縮材料補(bǔ)口防腐層還規(guī)定了增強(qiáng)背襯的爆破強(qiáng)度、氧化誘導(dǎo)時(shí)間以及熱穩(wěn)定性。

表6 GB/T 51241-2017熱收縮材料補(bǔ)口防腐層的性能指標(biāo)項(xiàng)目性能指標(biāo)GB-1AGB-1BGB-1CGB-1DGB-1E抗沖擊/(J·mm-1)≥5≥5≥8≥5≥5陰極剝離/mm65℃,48h≤823 ℃,28天≤10≤8≤8≤8Tmax,28天≤20≤15≤15≤15≤15剝離強(qiáng)度(對(duì)鋼管/搭接區(qū))/(N·cm-1)23 ℃≥35≥50≥100≥18≥50Tmax≥2≥5≥40≥4≥5剝離強(qiáng)度(Tmax熱水浸泡28天)(23 ℃)/(N·cm-1)對(duì)鋼管/底漆≥35且保持率≥75%≥50且保持率≥75%≥50且保持率≥75%≥18且膠層覆蓋率≥90%≥50且保持率≥75%對(duì)搭接區(qū)防腐層≥35且保持率≥75%≥50且保持率≥75%≥50且保持率≥75%≥18且膠層覆蓋率≥90%≥50且保持率≥75%剝離強(qiáng)度(Tmax熱水浸泡120天)(23 ℃)/(N·cm-1)對(duì)鋼管/底漆≥35且保持率≥75%≥50且保持率≥75%≥50且保持率≥75%≥12且膠層覆蓋率≥90%≥50且保持率≥75%對(duì)搭接區(qū)防腐層≥35且保持率≥75%≥50且保持率≥75%≥50且保持率≥75%≥12且膠層覆蓋率≥90%≥50且保持率≥75% 注:Tmax高于95 ℃時(shí),高溫陰極剝離和熱水浸泡的試驗(yàn)溫度應(yīng)為95 ℃。

陰極剝離是防腐層失效的最主要形式，故抗陰極剝離性能是評(píng)價(jià)管道防腐質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。涂層的長(zhǎng)期陰極剝離試驗(yàn)可以評(píng)價(jià)補(bǔ)口防腐層的長(zhǎng)期黏結(jié)性能，對(duì)比兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)：對(duì)于有底漆配套的熱收縮材料補(bǔ)口防腐層，GB/T 51241-2017規(guī)定28天常溫陰極剝離試驗(yàn)不得大于8 mm，高溫陰極剝離試驗(yàn)不得大于15 mm；ISO 21809-3：2016則規(guī)定28天常溫陰極剝離試驗(yàn)不得大于5 mm，高溫陰極剝離試驗(yàn)不得大于10 mm。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防腐補(bǔ)口耐陰極剝離要求指標(biāo)不同的主要原因在于測(cè)試方法有所差異，GB/T 51241-2017中規(guī)定按照GB/T 23257-2017《埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層》的試驗(yàn)方法測(cè)試補(bǔ)口防腐層耐陰極剝離性能[22]，測(cè)試試樣試驗(yàn)孔直徑為3.2 mm和6.4 mm；ISO 21809-3：2016中附錄G則要求試驗(yàn)孔直徑為6 mm、最大深度0.5 mm。另外有文獻(xiàn)也總結(jié)在防腐層陰極剝離測(cè)試方法上GB/T 23257對(duì)試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)程序的要求沒(méi)有ISO 21809的要求嚴(yán)格[23]，總體上GB/T 23257和ISO 21809的耐陰極剝離驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是基本一致的。

兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)無(wú)底漆的熱收縮材料補(bǔ)口防腐層抗沖擊性能規(guī)定相同，均要求至少為5 J/mm；對(duì)有配套底漆的熱收縮材料補(bǔ)口防腐層ISO 21809-3：2016要求更高一些，另外帶有增強(qiáng)背襯材料類型的補(bǔ)口防腐層本身具有一定抗沖擊性能，因此對(duì)其性能指標(biāo)更為嚴(yán)格。

針對(duì)補(bǔ)口防腐層剝離強(qiáng)度的測(cè)試，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分別采取了不同的試驗(yàn)方法。GB/T 51241-2017中規(guī)定按照附錄C和 GB/T 23257-2017的試驗(yàn)方法測(cè)試補(bǔ)口防腐層對(duì)鋼管/底漆、搭接區(qū)防腐層的剝離強(qiáng)度[20]，分別給出了在Tmax熱水浸泡28天、120天條件下測(cè)試需達(dá)到的性能指標(biāo)。ISO 21809-3：2016中規(guī)定按照附錄H和附錄I測(cè)試補(bǔ)口防腐層對(duì)鋼管和防腐層的剝離強(qiáng)度，給出在Tmax熱水浸泡100天條件下測(cè)試需達(dá)到的性能指標(biāo)。另外，ISO 21809-3：2016還規(guī)定了補(bǔ)口防腐層與搭接區(qū)防腐層10 mm/min的搭接剪切強(qiáng)度，搭接剪切強(qiáng)度能較為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)熱收縮帶與管體防腐層搭接部位的粘結(jié)性能，能夠更明確地看出補(bǔ)口防腐層與鋼管原防腐層的匹配性。GB/T 51241-2017中對(duì)基材性能的規(guī)定中附帶了膠層的搭接剪切強(qiáng)度，但是對(duì)安裝后的補(bǔ)口防腐層搭接剪切強(qiáng)度未作出說(shuō)明。

在補(bǔ)口防腐層漏涂點(diǎn)檢查、抗熱老化性能指標(biāo)方面，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的要求基本相同。

2 實(shí)際工況下兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的選用

目前，國(guó)內(nèi)的新建管道從陜京輸氣一線開始，大多采用3PE防腐結(jié)構(gòu)，實(shí)際工程中3LPE管道的焊口以及彎頭、三通、大小頭等管件需要采用補(bǔ)口或修補(bǔ)材料進(jìn)行防腐處理，與新建管道配套的現(xiàn)場(chǎng)防腐層補(bǔ)口大多都采用環(huán)氧底漆加熱熔膠型聚乙烯熱收縮帶結(jié)構(gòu)[24]。在補(bǔ)口材料方面，GB/T 51241-2017規(guī)定了原材料的性能指標(biāo)，如對(duì)原材料進(jìn)行性能檢測(cè)可參照國(guó)標(biāo)進(jìn)行。

熱收縮帶補(bǔ)口施工方面，對(duì)于底材的表面處理兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定基本一致，實(shí)際施工過(guò)程中兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均適用。對(duì)于環(huán)氧底漆的涂覆與熱收縮帶的安裝，ISO 21809-3：2016給出了更詳細(xì)的施工指導(dǎo)原則，但是對(duì)具體的施工程序未詳細(xì)說(shuō)明。Q/SY GJX-140-2012《油氣管道工程鋼質(zhì)管道防腐層補(bǔ)口補(bǔ)傷技術(shù)規(guī)范》集中體現(xiàn)了熱收縮帶以及其他補(bǔ)口材料的新型施工工藝[25]。該標(biāo)準(zhǔn)指出，聚乙烯熱收縮帶補(bǔ)口施工可采用人工或機(jī)具安裝，加熱可采用火焰加熱器、中頻感應(yīng)加熱裝置、紅外加熱裝置等方式；根據(jù)環(huán)氧底漆漆膜狀態(tài)的不同，又分為濕膜法安裝和干膜法安裝，對(duì)施工工藝流程以及施工要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，因此，實(shí)際工況可參照該企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。

熱收縮帶補(bǔ)口質(zhì)量檢驗(yàn)方面，相比國(guó)標(biāo)，ISO 21809-3：2016增加了壓痕抗力、搭接剪切強(qiáng)度性能指標(biāo)，在防腐層陰極剝離測(cè)試要求方面，ISO 21809-3：2016也相對(duì)比較嚴(yán)格，為了保證管道補(bǔ)口的完整性以及管道整體防腐質(zhì)量，建議在補(bǔ)口質(zhì)量檢驗(yàn)工序參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各項(xiàng)性能指標(biāo)的檢測(cè)。

3 結(jié)論

(1)經(jīng)對(duì)比分析，GB/T 51241-2017和ISO 21809-3：2016在補(bǔ)口防腐層的分類、補(bǔ)口材料、補(bǔ)口防腐層的施工以及補(bǔ)口防腐層的性能指標(biāo)等方面存在一定差異。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)某些指標(biāo)高于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中也有許多指標(biāo)的規(guī)定比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，在今后的標(biāo)準(zhǔn)制修訂中可以參考。

(2)相比GB/T 51241-2017，ISO 21809-3：2016針對(duì)補(bǔ)口類型分類更詳細(xì)，增加了熱施工聚烯烴類防腐層、熱施工微晶石蠟防腐層以及熱噴鋁涂層等新型補(bǔ)口技術(shù)，也保留了熱施工瀝青帶、凡士林帶、石蠟帶等傳統(tǒng)補(bǔ)口技術(shù)的規(guī)定。

(3)對(duì)于熱收縮材料補(bǔ)口防腐層，GB/T 51241-2017規(guī)定了不同類型熱收縮材料的適用溫度范圍；而ISO 21809-3：2016則規(guī)定了材料的最高適用溫度；GB/T 51241-2017按不同基體類型和使用管徑分別給出補(bǔ)口材料的厚度和膠層厚度，ISO 21809-3：2016中則由制造商規(guī)定。GB/T 51241-2017還規(guī)定了原材料的性能要求，在ISO 21809-3：2016中則對(duì)原材料性能未做特殊說(shuō)明。

(4)關(guān)于熱收縮材料補(bǔ)口防腐層的施工方面，GB/T 51241-2017和ISO 21809-3：2016對(duì)表面處理要求的規(guī)定基本相同，并且均規(guī)定要按照施工工藝規(guī)程進(jìn)行施工；ISO 21809-3：2016給出了更詳細(xì)的施工指導(dǎo)原則。針對(duì)熱縮材料在管體防腐層的搭接量的規(guī)定，GB/T 51241-2017更為嚴(yán)格。

(5)對(duì)于熱收縮材料補(bǔ)口防腐層的性能指標(biāo)，相比GB/T 51241-2017，ISO 21809-3：2016增加了壓痕抗力、搭接剪切強(qiáng)度性能指標(biāo)。對(duì)具有增強(qiáng)背襯的熱收縮材料補(bǔ)口防腐層還規(guī)定了增強(qiáng)背襯的爆破強(qiáng)度、氧化誘導(dǎo)時(shí)間以及熱穩(wěn)定性相關(guān)要求。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)熱收縮材料補(bǔ)口防腐層的耐陰極剝離性能的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)基本一致。另外ISO 21809-3：2016還將補(bǔ)口防腐層與搭接區(qū)防腐層的剝離強(qiáng)度替換為10 mm/min的搭接剪切強(qiáng)度。