吕春雷 文瑞 丁炜 李峰

(1.长庆油田第三采气厂，内蒙古 乌审旗 017300；2.长庆油田第五采气厂，内蒙古 乌审旗 017300)

0 引言

为保证长输天然气管道的安全运行，常用的为埋地敷设，焊口防腐质量差，直接导致金属材质外漏，长期与地下泥沙和湿润土壤接触，很容易产生复杂的腐蚀，给管道的安全运行带来极大的风险，因此长输管道采用合理的焊口防腐补口工艺施工尤为重要，可有效延长管道使用寿命。

1 项目概况

1.1 研究背景

长庆气田上古天然气处理总厂工程是中石油在低油价下的提质增效项目，进一步提高气田开发的经济效益，是进一步落实油田公司“5000 万吨持续稳产和西部大庆提质增效”的工作目标的重要举措。该项目依托长庆油田苏里格气田、神木气田、榆林气田、子洲-米脂气田等上古气藏天然气资源，采用深冷分离技术回收天然气中乙烷及以上轻烃组分(简称C2+)，并生产乙烷、液化石油气和稳定轻烃等产品，然后将回收C2+后的贫气通过新建调气管线返输至处理厂供给周边用户用气。

长庆上古天然气处理总厂项目作为集团公司重点建设项目，同时作为长庆油田有史以来地面场站建设工程投资最大项目，油田公司按照“世界一流”、“国家优质工程”的建设目标，全面抓好项目建设管理工作。

1.2 研究目标与对策

以西气东输重点工程焊口防腐施工为例，2010年至2011年西气东输公司对两条干线进行漏磁监测，轮南-孔雀河段干线长度为183.5km，四道班-红柳段干线长度652km。监测结果分别为5200 道补口已失效，占比33.4%，四道班-红柳段为2200 道补口已失效，占比4.0%，且大部分补口已发生化学腐蚀，最严重腐蚀最深达38%。热收缩套补口失效形式主要为密封失效、底漆失效。其中密封失效主要为热熔胶与管道PE 搭接处粘结不良。当密封环境失效时，外部腐蚀介质进入管道补口处，同时聚乙烯层具有很强的绝缘电阻，阴极保护电流难以穿过聚乙烯层对补口处金属进行保护，造成管道补口处的管材产生腐蚀。环氧底漆失效主要表现为补口处金属表面涂刷的环氧底漆漆膜不完整、底漆从金属表面上脱落，没有发挥有效的保护作用。

为确保上古天然处理总厂调气管线工程防腐施工质量，长庆油田长输管道首次采用喷砂除锈、中频预热、回火加热机械化补口工艺技术，极大地降低了手工烘烤人为因素对补口质量的影响，可实现干膜热收缩套补口施工的流水作业，提高了施工工效、安装质量，保证了管道防腐层的完整性，满足长输管道安全平稳运行整体目标。

2 机械化聚乙烯热收缩套补口工艺

2.1 检查清理工序

检查焊缝外观是否存在焊瘤、焊渣及飞溅物，如存在需用砂轮机清除。

2.2 中频加热驱潮

一般在冬季施工或高寒地区施工时，钢管表面会有一层结霜，这时采用中频对管口部位进行加热或当环境相对湿度大于85%，补口部位的钢管温度低于露点温度5℃时，使用中频加热器将钢管管口温度预热到40℃～50℃。

2.3 喷砂除锈

采用干燥、洁净的磨料对补口钢管表面进行喷砂处理，使用自动喷砂设备时，将自动除锈执行机构装卡于管道待除锈段管口处。

2.4 清除灰尘

喷砂除锈后，采用钢丝毛刷对钢管表面和管体3PE 搭接表面进行清扫，清扫人员分别在管子两侧，利用梯子等工具由管顶12 点位置开始，确保热收缩套安装宽带内无遗漏。

2.5 管口中频预热

将中频加热器放置在补口位置，采用接触式测温仪监测钢管表面温度，当钢管阴面表面温度达到110℃时，关闭中频加热器停止加热。

2.6 环氧底漆配置

使用时，取出加热好的底漆后及时补充未加热的底漆，确保每班底漆用量充足。

2.7 环氧底漆涂敷

管体达到预热温度后，撤离中频加热器，并立即进行环氧底漆的涂敷，采用人工涂刷方式。要进行多遍滚刷涂敷均匀，使底漆覆盖整个钢管表面，外观光滑。

2.8 环氧底漆涂层性能检测

中频加热后，需进行涂层厚度测量，采用测厚仪对环氧底漆厚度进行检测，按照焊缝、管体的0 点、3 点、6 点、9 点位置开展检测。

2.9 热收缩套安装前中频加热

涂层检测完成后，立即使用中频设备对管口进行加热，当加热温度达到阴面PE 层温度为90℃时停止加热(不同厂家温度参数不同)，开始准备安装热收缩套。

2.10 安装热收缩套

以焊缝为中心，将热缩带平铺至管体上，用火焰将一端热熔粘结在管体上，另一端绷紧热熔粘结在热收缩带一端，将固定片热熔烘烤至熔融粘结在搭接处，并采用滚轮碾压至牢固。

2.11 中频收缩回火

将中频加热器吊装到管道补口区，吊装过程中应避免损伤管体防腐层、热收缩套和中频加热器。加热时，采用红外线测温仪测量热缩带表面温度，当阴面表面温度至115℃时，关机停止加热。

2.12 赶气泡封胶条

回火后在熔融状态下，采用滚轮赶压气泡位置，温度降低后可采用火焰进行加热，气泡赶压完成后对固定片左右两端进行封胶处理。

2.13 热收缩套安装质量最终检验

外观检测：热收缩套表面应平整、无皱皮、无鼓包等现象。

剥离强度检验：应大于标准每100个补口进行一次剥离强度检查的频次。

漏点检测：每一个补口均应用电火花检漏仪进行漏点检查，管道回填后采用音频检漏。

3 机械化聚乙烯热收缩套补口应用情况

3.1 技术特点

与原有的火焰烘烤热收缩套安装方式比较，机械化防腐补口，采用机械喷砂除锈极大地提升除锈质量；采用中频加热预热，避免了火焰加热对管体表面的二次污染；采用中频加热回火，加热温度恒温，升温速度快且蓄热时间长，能有效保证热熔胶的充分熔融，保证了底漆的完整性。

3.2 应用优势

机械化补口方式降低了手工烘烤对补口质量的影响，升温速度快，恒温蓄热时间有保障，施工的流水作业，施工工效较高；解决了目前长输管道工程建设中热收缩套补口手工烘烤存在的弊端，避免了热收缩套热熔胶熔融问题，提高了补口的安装质量。

3.3 后期效益显著

通过近年来的开挖验证，防腐补口已经是长输管道防腐的短板，而且正在严重威胁着管道的安全运行，如防腐补口发生失效，其单口修复的费用在5000 元以上，其成本远高于建设初期的单口投入。采用机械化聚乙烯热收缩套补口工艺可有效保证补口安装质量及其长效性，相对热收缩套早期失效带来的大修费用及风险，从管道运行周期来看，降低了管道运行的风险，使补口开挖修复的周期延长，有效的节省了运营的成本。

4 结语

长庆油田上古天然气处理总厂调气管线首次应用机械化聚乙烯热收缩套补口工艺，下沟后采用电火花检测，管沟回填后采用音频检测施工质量，安装合格率达100%，实例证实极大提高了施工效率，具有良好的经济效益和社会效益，满足了数字化管道建设要求，经研究论证具有广泛的应用前景。