王成

塔里木輸油氣分公司

西氣東輸一線是我國自行設(shè)計(jì)、建設(shè)的第一條世界級(jí)天然氣管道工程，于2000年開工建設(shè)，2004年10月1日投產(chǎn)，12月31日正式商業(yè)運(yùn)營。全線采用三層聚乙烯（以下簡稱3PE）外防腐層，補(bǔ)口材料為輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶，近年，在對(duì)該管線的內(nèi)檢測中發(fā)現(xiàn)外防腐層補(bǔ)口部位存在熱收縮帶密封失效所導(dǎo)致的管體腐蝕。

一、塔輸分公司所轄西一線補(bǔ)口失效情況調(diào)查

2010年9月～2011年5月，分公司對(duì)西一線干線管道開展了漏磁內(nèi)檢測工作。通過內(nèi)檢測分析并結(jié)合現(xiàn)場開挖驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)管道約5500余道補(bǔ)口已失效，部分補(bǔ)口部位已發(fā)生嚴(yán)重的本體腐蝕，腐蝕最深達(dá)管道壁厚的38%，給管道運(yùn)行帶來極大的安全隱患。由于熱收縮帶屬于高絕緣且非滲透性材料，對(duì)陰極保護(hù)電流具有屏蔽作用，因此熱收縮帶的補(bǔ)口失效具有隱蔽性和高危險(xiǎn)性，即采用目前的防腐層缺陷檢測手段不能對(duì)這種失效缺陷進(jìn)行有效識(shí)別，待開挖驗(yàn)證時(shí)發(fā)現(xiàn)管體已發(fā)生嚴(yán)重腐蝕。

二、管道補(bǔ)口失效原因分析

通過對(duì)現(xiàn)場失效補(bǔ)口拆除后，分析熱收縮帶補(bǔ)口失效的原因有兩方面：

1、熱熔膠本身與管體PE的粘結(jié)穩(wěn)定性差；搭接部位涂敷無溶劑環(huán)氧底漆，而固化后的底漆與PE本身無粘接性；熱熔膠在環(huán)境介質(zhì)長期作用下的老化失粘等。

失效表現(xiàn)：熱收縮帶與管體3PE防腐層搭接部位密封失效，呈現(xiàn)剝離狀態(tài)(見圖1)，在熱收縮帶兩側(cè)搭接處進(jìn)行電火花檢漏時(shí)有漏電現(xiàn)象。

2、熱收縮帶施工為手工烘烤，加熱不均勻?qū)?致熱熔膠局部未熔融處形成空鼓；原有結(jié)構(gòu)為濕膜法施工，安裝熱縮帶時(shí)底漆已固化，熱熔膠與固化后的底漆表面粘結(jié)差所導(dǎo)致的剝離等。

失效表現(xiàn)：①熱收縮帶與補(bǔ)口部位的管體、PE粘接局部粘接差現(xiàn)象（見圖2）。

②熱收縮帶輕松從管體上剝離（見圖3）。

三、補(bǔ)口修復(fù)方案的確定

熱收縮帶補(bǔ)口失效后，若不進(jìn)行及時(shí)的治理，已經(jīng)失效的補(bǔ)口部位勢必會(huì)發(fā)生腐蝕；已發(fā)生嚴(yán)重腐蝕的補(bǔ)口部位，會(huì)繼續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)的熱收縮帶安裝方式無法滿足在役管道補(bǔ)口修復(fù)的要求，需要對(duì)補(bǔ)口修復(fù)材料及方式進(jìn)行慎重的選擇。

1、補(bǔ)口修復(fù)材料選擇的基本原則：

①補(bǔ)口修復(fù)材料的性能應(yīng)具有良好的防腐絕緣性、耐陰極剝離性、抗水滲透性及適宜的耐沖 擊、耐劃傷等機(jī)械性能；

②補(bǔ)口修復(fù)材料應(yīng)與管體3PE防腐層粘結(jié)密封良好，并具有適宜的剪切強(qiáng)度，長期粘結(jié)穩(wěn)定性好；

③補(bǔ)口修復(fù)材料的現(xiàn)場施工工藝可操作性強(qiáng)，施工難度低，操作簡單便捷，使用的施工裝備少。

2、補(bǔ)口修復(fù)方案的選擇

目前的補(bǔ)口修復(fù)技術(shù)主要有無溶劑聚氨酯涂層、無溶劑液體環(huán)氧涂層、冷纏帶、粘彈體、壓敏膠型熱收縮帶等。根據(jù)對(duì)國內(nèi)外管道外防腐層補(bǔ)口技術(shù)的充分調(diào)研，結(jié)合西氣東輸管道公司開展的《西氣東輸在役輸氣管道補(bǔ)口修復(fù)技術(shù)研究》項(xiàng)目，2013年，塔里木輸油氣分公司所轄西一線失效補(bǔ)口的修復(fù)最終選擇粘彈體膠帶+壓敏膠型熱收縮帶及無溶劑環(huán)氧（氣體極化）+壓敏膠型熱收縮帶兩種方案。

四、兩種補(bǔ)口修復(fù)方案實(shí)施過程中的對(duì)比分析

塔里木輸油氣分公司所轄西一線失效補(bǔ)口的修復(fù)自2013年9月啟動(dòng)、 12月初結(jié)束。通過對(duì)兩種修復(fù)方案各個(gè)作業(yè)工序的全程跟蹤，每道作業(yè)工序的現(xiàn)場實(shí)施過程進(jìn)行了對(duì)比分析（見表一）。

五、補(bǔ)口修復(fù)后的效果評(píng)價(jià)

結(jié)合2013年8月中國石油工程技術(shù)研究院對(duì)西一線2011年采用“粘彈體+壓敏膠型熱收縮帶”及“無溶劑環(huán)氧涂料+壓敏膠型熱收縮帶”結(jié)構(gòu)修復(fù)的補(bǔ)口質(zhì)量現(xiàn)場開挖驗(yàn)證結(jié)果，對(duì)上述補(bǔ)口結(jié)構(gòu)的效果評(píng)價(jià)如下：

1、“粘彈體+壓敏膠型熱收縮帶”補(bǔ)口材料及結(jié)構(gòu)與3PE防腐層匹配性良好，對(duì)管體表面處理要求一般，施工便捷，工效高；埋地試驗(yàn)2年后開挖檢測，性能均達(dá)到預(yù)定技術(shù)指標(biāo)的要求。

2、“無溶劑環(huán)氧涂料+壓敏膠型熱收縮帶”結(jié)構(gòu)現(xiàn)場施工工藝較為復(fù)雜，對(duì)管體表面處理要求較高，表面處理設(shè)備笨重，防腐層涂裝受外界環(huán)境及工人技能影響較大，工效較低。使用2年后防腐層開挖檢測，補(bǔ)口防腐層性能穩(wěn)定，粘結(jié)強(qiáng)度值達(dá)到了預(yù)定技術(shù)指標(biāo)的要求，但涂層與管體 PE的破壞形式為100%界面剝離，氣體極化處理的實(shí)際效果、環(huán)氧材料的吸水性是否會(huì)導(dǎo)致粘結(jié)強(qiáng)度降低至不可接受值以及涂層劣化速度等，還需后續(xù)進(jìn)行開挖驗(yàn)證。

六、結(jié)論：

1、補(bǔ)口失效的主要原因是由于施工人員責(zé)任心不強(qiáng)、技能水平較低（如底漆漏刷、烘烤不足等）及現(xiàn)場監(jiān)管不到位所導(dǎo)致，在今后類似項(xiàng)目的施工中需加強(qiáng)現(xiàn)場作業(yè)人員責(zé)任心、嚴(yán)格考核現(xiàn)場作業(yè)人員的技能水平及加強(qiáng)現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)管力度。

2、通過“無溶劑環(huán)氧涂料+壓敏膠型熱收縮帶”、“粘彈體+壓敏膠型熱收縮帶”兩種不同修復(fù)方案現(xiàn)場作業(yè)工序?qū)Ρ燃皩?shí)施兩年后的效果評(píng)價(jià)分析，后者修復(fù)方式具有受施工環(huán)境影響小、作業(yè)便捷、施工設(shè)備簡單、施工質(zhì)量容易控制等優(yōu)點(diǎn)，較適用于西部管道公司在役油氣管道失效補(bǔ)口的修復(fù)作業(yè)，建議在公司范圍內(nèi)推廣。 ◢

（作者：王成，塔里木輸油氣分公司，工程師）

2014年第3期（總第16期）