王成

塔里木輸油氣分公司

西氣東輸一線(xiàn)是我國自行設計、建設的第一條世界級天然氣管道工程，于2000年開(kāi)工建設，2004年10月1日投產(chǎn)，12月31日正式商業(yè)運營(yíng)。全線(xiàn)采用三層聚乙烯（以下簡(jiǎn)稱(chēng)3PE）外防腐層，補口材料為輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶，近年，在對該管線(xiàn)的內檢測中發(fā)現外防腐層補口部位存在熱收縮帶密封失效所導致的管體腐蝕。

一、塔輸分公司所轄西一線(xiàn)補口失效情況調查

2010年9月～2011年5月，分公司對西一線(xiàn)干線(xiàn)管道開(kāi)展了漏磁內檢測工作。通過(guò)內檢測分析并結合現場(chǎng)開(kāi)挖驗證，發(fā)現管道約5500余道補口已失效，部分補口部位已發(fā)生嚴重的本體腐蝕，腐蝕最深達管道壁厚的38%，給管道運行帶來(lái)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，對陰極保護電流具有屏蔽作用，因此熱收縮帶的補口失效具有隱蔽性和高危險性，即采用目前的防腐層缺陷檢測手段不能對這種失效缺陷進(jìn)行有效識別，待開(kāi)挖驗證時(shí)發(fā)現管體已發(fā)生嚴重腐蝕。

二、管道補口失效原因分析

通過(guò)對現場(chǎng)失效補口拆除后，分析熱收縮帶補口失效的原因有兩方面：

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

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

2、熱收縮帶施工為手工烘烤，加熱不均勻導 致熱熔膠局部未熔融處形成空鼓；原有結構為濕膜法施工，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差所導致的剝離等。

失效表現：①熱收縮帶與補口部位的管體、PE粘接局部粘接差現象（見(jiàn)圖2）。

②熱收縮帶輕松從管體上剝離（見(jiàn)圖3）。

三、補口修復方案的確定

熱收縮帶補口失效后，若不進(jìn)行及時(shí)的治理，已經(jīng)失效的補口部位勢必會(huì )發(fā)生腐蝕；已發(fā)生嚴重腐蝕的補口部位，會(huì )繼續發(fā)展。傳統的熱收縮帶安裝方式無(wú)法滿(mǎn)足在役管道補口修復的要求，需要對補口修復材料及方式進(jìn)行慎重的選擇。

1、補口修復材料選擇的基本原則：

①補口修復材料的性能應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、耐劃傷等機械性能；

②補口修復材料應與管體3PE防腐層粘結密封良好，并具有適宜的剪切強度，長(cháng)期粘結穩定性好；

③補口修復材料的現場(chǎng)施工工藝可操作性強，施工難度低，操作簡(jiǎn)單便捷，使用的施工裝備少。

2、補口修復方案的選擇

目前的補口修復技術(shù)主要有無(wú)溶劑聚氨酯涂層、無(wú)溶劑液體環(huán)氧涂層、冷纏帶、粘彈體、壓敏膠型熱收縮帶等。根據對國內外管道外防腐層補口技術(shù)的充分調研，結合西氣東輸管道公司開(kāi)展的《西氣東輸在役輸氣管道補口修復技術(shù)研究》項目，2013年，塔里木輸油氣分公司所轄西一線(xiàn)失效補口的修復最終選擇粘彈體膠帶+壓敏膠型熱收縮帶及無(wú)溶劑環(huán)氧（氣體極化）+壓敏膠型熱收縮帶兩種方案。

四、兩種補口修復方案實(shí)施過(guò)程中的對比分析

塔里木輸油氣分公司所轄西一線(xiàn)失效補口的修復自2013年9月啟動(dòng)、 12月初結束。通過(guò)對兩種修復方案各個(gè)作業(yè)工序的全程跟蹤，每道作業(yè)工序的現場(chǎng)實(shí)施過(guò)程進(jìn)行了對比分析（見(jiàn)表一）。

五、補口修復后的效果評價(jià)

結合2013年8月中國石油工程技術(shù)研究院對西一線(xiàn)2011年采用“粘彈體+壓敏膠型熱收縮帶”及“無(wú)溶劑環(huán)氧涂料+壓敏膠型熱收縮帶”結構修復的補口質(zhì)量現場(chǎng)開(kāi)挖驗證結果，對上述補口結構的效果評價(jià)如下：

1、“粘彈體+壓敏膠型熱收縮帶”補口材料及結構與3PE防腐層匹配性良好，對管體表面處理要求一般，施工便捷，工效高；埋地試驗2年后開(kāi)挖檢測，性能均達到預定技術(shù)指標的要求。

2、“無(wú)溶劑環(huán)氧涂料+壓敏膠型熱收縮帶”結構現場(chǎng)施工工藝較為復雜，對管體表面處理要求較高，表面處理設備笨重，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(kāi)挖檢測，補口防腐層性能穩定，粘結強度值達到了預定技術(shù)指標的要求，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 )導致粘結強度降低至不可接受值以及涂層劣化速度等，還需后續進(jìn)行開(kāi)挖驗證。

六、結論：

1、補口失效的主要原因是由于施工人員責任心不強、技能水平較低（如底漆漏刷、烘烤不足等）及現場(chǎng)監管不到位所導致，在今后類(lèi)似項目的施工中需加強現場(chǎng)作業(yè)人員責任心、嚴格考核現場(chǎng)作業(yè)人員的技能水平及加強現場(chǎng)質(zhì)量監管力度。

2、通過(guò)“無(wú)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”兩種不同修復方案現場(chǎng)作業(yè)工序對比及實(shí)施兩年后的效果評價(jià)分析，后者修復方式具有受施工環(huán)境影響小、作業(yè)便捷、施工設備簡(jiǎn)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口的修復作業(yè)，建議在公司范圍內推廣。 ◢

（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）